杨树基因组中染色体基因丰度分化及EST序列对基因覆盖度的检测（英文）

高等植物基因组中,大部分序列为非表达序列,基因序列所占的比例很小,了解基因在基因组中的分布是研究基因组结构的一个重要方面。在美国能源部资助下,一个毛果杨无性系的基因组测序已经完成并对公众发布。杨树全基因组序列的完成,为我们了解林木基因组中基因的分布提供了一个特例。在本文中,我们利用泊松分析对杨树基因组中基因在各个染色体上的密度进行了检测,结果表明杨树基因组中各条染色体的基因含量存在显著差异。杨树全基因组测序项目揭示现代杨树基因组起源于一次古全基因组复制事件（称为杨柳科基因组复制）,所以杨树基因组不同染色体间存在很大的同源复制片段。但是我们的研究显示,杨树基因组中大多数高度同源的染色体上基因的密度与染色体间的同源性没有明显关系,这说明杨柳科全基因组复制事件后,各个高度同源染色体上的基因发生了流失,且基因流失的速率是不一样的。同时本文还对近九万条毛果杨EST序列进行了比对分析,结果显示这些EST序列覆盖的基因仅占杨树基因组中基因总数的16.8%左右。EST测序虽然是发现基因的一个重要手段,但小规模EST测序对基因的覆盖度很低,所以小规模EST测序的应用价值是有限的。     

一种适于PCR扩增的植物基因组快速提取新方法

在传统的碱裂解法提取基因组的基础上建立了一种新的基因组提取方法,这种方法对传统碱裂解制备基因组的方法进行优化,并且调整了中和剂的用量,引入异丙醇沉淀步骤对基因组进行纯化.实验证明这种方法扩大了碱裂解法制备基因组的适用范围,可直接从植物种子中快速提取出用于PCR(polymerasechain reaction)模板的基因组,对于600 bp以下的目的基因的检测效果显著,可以发现待测组分含量大于1%的样品.整个基因组提取时间控制在21 min,大大缩短了基因组提取时间,并且避免了酚/仿等对人体有害药品的使用.     

科学家完成高粱基因组测序工作

美国能源部联合基因组研究所的科学家和几个其他合作伙伴研究所的科研人员发表了主要粮食饲料来源及高价值潜在生物能源作物—高粱,主要为全基因组序列及对其全基因组的分析。基因组数据将帮助科     

不同动物部分组织基因组甲基化程度的差异分析

应用甲基敏感扩增多态性(MSAP)技术,检测和分析了猪、牛、羊、小鼠、鸡和鸭基因组的甲基化程度。结果表明,对CCGG位点,实验中检测的几种动物的甲基化程度多数在0.40￣0.50之间(不包括牛);不同动物来源相同组织基因组的甲基化程度不同,相同动物不同组织基因组的甲基化模式具有特异性;同一种动物,组织基因组的甲基化程度一般都高于血液基因组;另外,哺乳动物与禽类基因组甲基化程度未发现较大的差别,但哺乳动物基因组全甲基化位点较多,半甲基化位点较少。     

基因组序列界定标准的建立

1996年,来自世界基因组测序中心的主要研究人员在美国加州沃尔纳特克里克百慕达群岛的会议中将一个完整的基因组序列界定为:一个错误率为一万个碱基中只有一个或者少于一个错误的没有间隙的序列。这有效地设定了人类基因组序列的质量标准,并很快用于其它基因组测序中。如果一个基因组序列并没有满足这一严格的标准,它只会被认为是"草图"。     

科学家完成高梁基因组测序工作

美国能源部联合基因组研究所的科学家和几个其他合作伙伴研究所的科研人员发表了主要粮食饲料来源及高价值潜在生物能源作物一高粱,主要为全基因组序列及对其全基因组的分析。基因组数据将帮助科学家不仅在食物和饲料用途方面优化高粱和其他作物,同时也在生物燃料生产方面。高粱基因组的比较分析结果发表在2009年1月29目的“自然”杂志上。     

穴居人基因组完成草图测序

一个38000年前的穴居人全基因组被来自德国的科学家进行了测序。这个研究小组已经在提取其他穴居人骨头中的DNA,并希望这些穴居人的基因组可以和现在人类的基因组进行前所未有的比较,因为从进     

致病菌基因组岛的研究进展

细菌基因组岛是细菌基因组上的特定区域,和水平基因转移相关,具有一定的结构特点,常携带致病、耐药及与适应性等功能相关的基因。通过基因组岛在细菌间的移动,可以造成相关基因在细菌间的传播,在细菌生存和致病等过程中具有重要作用。目前已经可通过生物信息和分子生物学实验等方法对基因组岛进行预测和验证。通过对致病菌基因组岛的研究,可以阐释细菌致病性和耐药等重要功能的获得,对疾病进行溯源,在传染病预防控制中具有重要意义。     

原核生物基因组三核苷酸转移概率偏倚的物种特异性及致病关联性

作为DNA序列的重要组成特征,基因组寡核苷酸使用模式及其偏倚的研究已被广泛应用于原核生物基因组的分析.然而,关于寡核苷酸使用模式的偏倚是否具有种群特异性并反映种群的功能这一问题,尚未阐明.我们基于一阶马尔可夫链模型,提出了一个度量寡核苷酸使用模式偏倚的新指标--基因组三核苷酸（trinucleotide;tri-）转移概率偏倚（transition probability bias;TPB）特征向量,或称之为三核苷酸转移概率最大偏倚分布,并分析比较了727条有代表性的原核生物基因组序列tri-TPB特征向量.结果表明,基因组tri-TPB特征向量具有物种特异性,亲缘关系越近的物种,它们的tri-TPB特征向量越相似;同种内的不同菌株具有几乎完全相同的tri-TPB特征向量,并且不依赖于基因组的GC含量;此外,基因组tri-TPB特征向量的相似性与菌株的致病性特征相关.本研究结果为基于全基因组寡核苷酸组成和分布信息的物种及其致病性进化分析提供了新的思路和方法.     

蜡状芽胞杆菌群三大类全基因组序列的同源性分析

全基因组比对一般采用全基因组范围内的序列比对,本文首次采用单基因在全基因组范围内进行基因排列比对,选取了蜡状芽胞杆菌群中的44个必须基因,在该群中3大类共5个(Bt.97-27,Bc.14579,Bc.10987,Bc.E33L和Ba.Ames Ancestor)全基因组进行横向比对,所有基因在各个基因组中的排列顺序完全一致,少有交叉,进一步证明:在蜡状芽胞杆菌群中,特别是在蜡状芽胞杆菌、苏云金芽胞杆菌和炭疽芽胞杆菌之间,存在相当大的基因相似性,这与前人的研究结果一致。这种相似性有利于将来用于在该群中所有菌株的全基因组测序装配中。     

混联自稳跟踪平台及控制系统设计与试验

为克服舰船摇摆所带来的影响,拓宽电视跟踪设备的使用环境,该文提出了一种五自由度具有2层结构的自稳跟踪平台。上层为两自由度的跟踪平台,采用串联式U-U结构,即U型外框绕外环轴(铅垂)旋转,U形内框绕内环轴(水平)旋转;下层为三自由度的自稳平台,采用并联式3UPS/PU结构,3个UPS为驱动分支,中间PU为约束分支。分别建立了跟踪平台和自稳平台的数学模型,推导了跟踪平台引导算法和自稳平台运动学反解算法。试验结果表明:当选用0.5 Hz、5.1?幅值的正弦曲线作为目标跟踪曲线时,自稳跟踪平台跟踪精度优于0.02?;自稳平台的稳定频率优于1 Hz(双十,幅值1.5?);以频率0.1 Hz,幅值30?进行正弦摇摆时,动态自稳精度优于0.3?。该研究将跟踪功能和自稳功能相结合,可为渔船定点撒网、收网以及农作物精准种植、收割等设备的开发提供参考。     

基于灵敏度分析的船式拖拉机机架结构优化设计

为提高船式拖拉机的动态性能,针对机架与船壳可分离的船式拖拉机,对其机架进行多目标优化设计。通过模态分析确定优化响应,灵敏度分析确定设计变量,模型建立确定优化目标,多目标优化设计数学模型得到6组非劣解,并基于熵权的模糊物元模型得到最优设计方案。优化前后的对比分析可知,在机架体积只增加2.4%的基础上其第一阶模态频率提高35%,最大静应力减小35%,同时发动机的工作频率远离船式拖拉机机架的固有模态频率。结果表明,优化后的船式拖拉机机架动态性能良好。该研究可为船式拖拉机的设计研究提供参考。     

Termite mounds in relation to the surrounding soils in the forest and derived savanna zones of southeastern Nigeria

Some physical and chemical properties of the two common termite mounds in southeastern Nigeria, Macrotermes (MM) and Cubitermes (CM) mounds, were compared and their relationships with the surrounding top and subsoils investigated. Percentage sand, silt, pH, calcium, magnesium, potassium, sodium, iron, and organic carbon were higher and clay and penetrometer resistance lower in the CM than the MM. Sand, silt, organic carbon, and calcium decreased and clay increased from the forest to the derived savanna in the CM, but no clear trend was shown with the other properties in both the CM and the MM. Most of the nutrients were higher in the CM than in the adjacent top or subsoil but the reverse was the case with the MM. More nutrients are associated with the inorganic fractions of the soil than with the organic carbon in the mounds and the soils surrounding them. The Ca:Mg ratio in the mounds and the top and subsoils adjacent to them was low for most crops but the K:Mg ratio was mostly adequate. Because of these differences in properties and sizes of the mounds, different management strategies are recommended for them and the soils around them.     

半喂入式花生摘果试验台设计与试验

为深入开展半喂入式花生摘果装置作业机理、结构参数和作业参数优化等研究,设计了自动喂秧平台、控制系统、参数调节系统和保鲜库,选配高速摄像系统,并与已有试验台进行技术集成,研制成半喂入式花生摘果试验台.该试验台具备关键参数调节和采集、作业过程图像获取和植株保鲜等功能,主要包括机架、自动喂秧平台、夹持输送装置、摘果装置、控制系统、传感器、变频电机和高速摄影系统等.试验台的主要技术指标为:摘果辊长度500,800,1000mm,摘果辊直径160,200,240mm,摘果辊后端中心与夹持输送链的距离100~150mm,摘果辊的转速200~1000r/min,夹持输送链的速度0.5~2.5m/s.在试验台上,对前期尚未涉及的供给株数、链辊夹角等因素、摘果辊功耗等进行了试验研究,开展了摘果过程高速摄影试验研究.结果表明:供给株数对未摘净率和破碎率影响较大;链辊夹角对未摘净损失影响较大,对破碎率影响较小;摘果功耗随着供给株数的增大呈递增规律;高速摄像系统能够揭示摘果叶片与花生果系的作用过程、果秧分离行为和内在机理.该半喂入式花生摘果试验台可为进一步深入开展摘果作业机理研究提供参考.     

小型无人直升机喷雾参数对杂交水稻冠层雾滴沉积分布的影响

为了初探小型无人直升机航空喷施雾滴在水稻冠层沉积分布规律,主要通过不同的飞行参数研究了不同喷雾作业参数对水稻冠层的雾滴沉积分布的影响。该试验以HY-B-10L型单旋翼电动无人机搭载北斗定位系统UB351绘制作业轨迹,以质量分数为5‰的丽春红2R水溶液模拟生长调节剂喷施沉积情况,以图像处理软件DepositScan来分析靶区和非靶区的雾滴沉积参数得出雾滴的沉积分布结果。结果表明：3次试验中的雾滴沉积分布趋势均相似,且飞行高度和飞行速度对靶区内采集点上雾滴平均沉积量影响均显著,对雾滴沉积均匀性影响并不显著。3次试验中靶区的雾滴沉积量随着高度的增加而减少,总雾滴沉积量分别为2.380、1.905、1.156μL/cm2,采集点的平均沉积量分别为0.198、0.159、0.064μL/cm2;在作业高度为1.92 m时雾滴沉积平均均匀性最佳,且非靶区的雾滴漂移总量最少,为0.174μL/cm2。另外,第1、2条采集带上靶区内的雾滴沉积量均明显多于作业速度较大的第三条采集带上的雾滴沉积量,3次试验中,第一、2条采集带上雾滴沉积总量的平均值分别高于第3条采集带上雾滴沉积总量的184.27%、53.51%、72.31%;且由于外界风场的影响,作业航线下风向的雾滴沉积量和漂移距离均大于作业航线上风向的雾滴沉积量和漂移距离;以及由于飞行速度的影响,非靶区航线下风向第3条雾滴采集上的雾滴漂移量均大于第1、2条雾滴采集带上的雾滴漂移量。该结果较好地全面揭示了作业参数对航空喷施雾滴沉积分布结果的影响,并从风场因素方面推测了对雾滴沉积的影响,对药液的合理喷施、提高喷施效率具有十分重要的指导意义。     

柑橘育苗钵装填转运机设计与试验

目前国内柑橘育苗钵装填转运基本靠人工作业，生产效率低下。为了解决这一问题，该研究提出了一种可一次装填105钵的间歇式柑橘育苗钵机械装填转运机，采用EDEM对装填转运机基质分流过程进行分析，确定了基质分流部件分流板偏移量及高度的最佳参数组合，设计了卸料机构的连杆传动方案，计算了各杆长度，分析了车架结构的强度，确定了车架结构的尺寸参数，并设计了整机的控制电路。加工试验样机，在搅拌机设定转速下，重复装填转运试验10次。试验结果表明，样机运行稳定，单次基质装填平均量330.5 kg，单次装填钵数105钵，平均装填时间约60 s，转运装置行走速度可达1.2 m/s，苗钵卸载下落可靠，排列整齐；单个育苗钵的平均最大装填量3.23 kg，最小装填量3.03kg，平均装填量3.15 kg。样机结构设计合理，装填效率高，能够实现均匀装填、稳定转运的作业要求。研究结果可为后续柑橘苗钵装填转运设备的研制和优化提供参考。     

Assessing the effectiveness of conservation measures: Resolving the “wicked” problem of the Steller sea lion

“Wicked” problems are those that are complex and that change when solutions are applied. Many conflicts in conservation fall into this category. The study approached the problem of how to constrain the apparent wickedness of a problem in the conservation management of a species by using simple empirical indicators to carry out iterative assessment of the risk to a population and to document how this risk evolves in relation to the addition of new data and the implementation of management actions. Effects of high levels of uncertainty within data and also concerning population structure were examined through stochastic simulation and by exploration of scenarios. Historical trends in the example used, the Steller sea lion, showed rapid declines in abundance in some regions during the 1980s. The current total population is 130,000-150,000 Steller sea lions through Alaska and British Columbia and this number has been stable since about 1990 in spite of regional differences in population dynamics. Regional differences in the sequence of changes in the number of pups and non-pups, suggested that an internal re-distribution of juveniles could have happened between 1980 and 1990. Current productivity also appears close to the long-term mean. Stochastic population projection using various scenarios showed that, based upon this history, the risk of extinction for the population has declined and is below reasonable thresholds for considering the population to be endangered. The trends in risk suggest that management actions taken since 1990 have probably been effective. Consequently, the conservation management objectives for the Steller sea lion are probably being met. The approach provides a mechanism, based upon experience and scenario analysis, for exploring future policy options and may help to constrain the debate amongst stakeholders about the cost-benefit trade-offs associated with different options.     

气流改善泡沫树莓果浆微波干燥均匀性提高能量利用率

为满足浆果低能耗、高品质的生产过程的需要,采用理论分析、数值模拟与台架试验相结合的方法,研究气流与微波协同作用对泡沫果浆干燥均匀性和微波能利用率的影响规律。结果表明:在气流与微波协同干燥中由于物料的介电特性指标及表观导热、气体渗流、气相导热、液相导热等系数变化,从而影响泡沫果浆料层中传热、传质过程。泡沫果浆传热及传质系数变化,影响泡沫果浆内部热传导及水分传递,温度及含水率直接影响泡沫果浆介电特性指标,进而影响物料微波能吸收。气流在料层边界热对流量及料层内的热传导量是表征气流、微波协同作用的主要指标,当料层边界热对流量与内部热传导量比值低于27.79时,气流与微波协同作用产生正向效应,提高微波能利用率;当料层边界热对流量与内部热传导量比值高于27.79时,此协同作用产生负向效应,降低微波能利用率;气流携带泡沫果浆中蒸发出的水蒸气,降低物料表层湿空气压力,导致泡沫果浆气泡的产生和破裂,强化传热传质过程,进而提高料层内温度及含水率分布均匀性。当气流速度小于1.5m/s时,气流速度与干燥均匀性呈显著正相关;当气流速度大于1.5m/s时,气流速度对物料干燥均匀性影响不显著;在气流速度为1.5m/s时,干燥时间短,微波能利用率最高,相比无通风时提高了17.57%,微波能吸收量、温度及含水率分布的均匀度分别提高了20%、19%及27%,符合低能耗、高品质的浆果干燥生产要求,研究结果为浆果微波泡沫干燥工艺优化提供依据。     

Einfluss der Zwischenlagerung auf die anfängliche Entwicklung rekultivierter Oberböden

Influence of temporary stockpiling on the initial development of restored topsoils Due to increasing construction and open‐cast mining activities on fertile agricultural land, excavation, stockpiling, and restoration of soils have become important issues in soil protection. In this study, we performed a restoration experiment to investigate how the conditions during stockpiling may influence initial soil development and plant growth on a restored site. Four topsoils, which originated from two depths (with uninhibited and inhibited aeration) of a nontrafficked and a trafficked topsoil deposit, were repacked in strips and sown with three meadow‐seed mixtures in strips perpendicular to the soil strips. During stockpiling as well as during the first 2 years after restoration, we assessed the physical and mechanical properties of the topsoils and (after restoration) also plant growth. None of the investigated properties of the topsoils was influenced by the depth in the deposit. In contrast, the coarse porosity and compression index were lower, whereas the bulk density and precompression stress were higher in the trafficked than in the nontrafficked topsoil deposit. However, these differences largely disappeared already in the course of soil restoration. Contrary to our expectations, the plants grew better on the soil of the trafficked topsoil deposit than on the soil of the nontrafficked topsoil deposit in the year of restoration. This might be attributed to the extremely dry and hot summer of that year. In the course of the 2 years following restoration, also the differences in plant growth tended to disappear. The remaining differences in bulk density and plant growth could not be attributed to differences in stockpiling conditions. The results suggest a re‐examination of current soil restoration guidelines. The maximum permitted stockpiling heights for topsoils might be increased in order to reduce the areas required for temporary stockpiling.     

双平行多杆栽植机构运动学分析与试验

为提高幼苗移栽质量,设计了1套双平行多杆栽植机构。为了分析和优化该机构的结构参数,建立了该机构的数学模型和运动学方程,并基于Matlab-gui编写了人机交互式程序界面。结合移栽农艺要求,建立了栽植机构运动轨迹与幼苗移栽直立度合格率的关系模型。根据仿真结果,优选了1组机构杆件长度、安装位置和初始角度等参数,并根据该参数设计和制造了幼苗移栽机样机。样机路面静轨迹和动轨迹的高速摄像试验表明,样机实际运动规律符合仿真设计要求,证明了机构设计、数学模型、软件程序和关系模型准确无误;田间试验时接苗准确率和直立度合格率均达100%,试验结果表明双平行多杆栽植机构符合幼苗作物移栽要求,同时也证明了Matlab-gui的人机交互优化方法在多杆式移栽机构分析中准确可行。该研究形成的多杆式移栽机构的运动规律对提高机械化作物幼苗移栽质量具有一定的指导意义。