基于Copula 函数的边坡可靠度高效分析方法

将Copula函数与高效蒙特卡洛方法结合,提出了含相关随机变量的边坡可靠度高效分析方法。以两个岩质边坡稳定性问题为例验证了所提方法的有效性。结果表明,该方法相比于直接蒙特卡洛方法在保证边坡失效概率的准确性的同时计算效率更高。Copula函数可以构造出具有不同相关结构的岩土体参数的联合概率分布,与高效蒙特卡洛方法(即蒙特卡洛重要抽样方法和子集模拟)结合能高效地处理含多种相关随机变量的边坡可靠度计算问题,相比于现行的Nataf变换方法结果更能体现岩土边坡真实稳定性。此外,该方法也能高效地计算含有复杂的隐式功能函数的边坡可靠度,研究成果拓展了高效蒙特卡洛方法在边坡可靠度分析中的应用。     

景谷县森林蓄积量遥感估测及其动态变化分析

以云南省景谷县为研究区,基于Landsat5和Landsat8遥感数据,利用2012年和2017年两期全国森林资源连续清查实地调查数据,建立多元逐步回归和随机森林模型对景谷县森林蓄积量进行遥感估测对比研究。结果显示:综合建模精度来看,随机森林法在相同样地数量条件下具有更好的估测效果;从估测结果与林地保护利用规划和林地变更数据结果相比较,随机森林法估测值接近真实值,估测精度较高。     

基于随机森林的高寒湿地地区土地覆盖遥感分类方法

高寒湿地是青藏高原典型独特的生态系统,是全球气候变化的敏感地带和预警区。利用遥感技术快速、准确地分类提取高寒湿地的土地覆盖信息,对当地生态安全监测和保护具有重要意义。本文以若尔盖湿地国家级自然保护区为研究区,首先,以高分一号(GF-1)遥感影像为数据源,融合光谱特征、水体指数、地形特征、植被指数和纹理信息等26个变量进行随机森林(Random forest,RF)分类实验;然后,根据袋外数据(Out of bag,OOB)的特征变量重要性得分和精度评价结果,选出高寒湿地地区土地覆盖类型的最优分类方案和特征;最后,对特征变量进行降维,并基于相同的变量,采用极大似然法(Maximum likelihood classification,MLC)、支持向量机(Support vector machine,SVM)、人工神经网络(Artificial neural network,ANN)和RF等方法进行分类,比较不同方法的优适性。结果表明:结合GF-1影像光谱、水体、植被、纹理特征和地形信息,使用26个变量的RF模型的分类精度最高,总体精度(Overall accuracy,OA)为90.07%,Kappa系数为0.86;通过RF模型的变量重要性分析可以有效选出重要的特征信息,在降低特征变量维度的同时,还能保证较高的分类精度; 4种分类方法中,RF算法是高寒湿地地区较合适的分类方法,OA比MLC基准方法高17.63个百分点,比SVM和ANN等机器学习算法分别高6.98、6.56个百分点。     

Effect of DNA methylation of miR-30a-5p promoter region on hepatic injury induced by homocysteine

AIM: To explore the role of DNA methylation of microRNA-30a-5p(miR-30a-5p) promoter region in hepatic injury. METHODS: Four-week-old normal mice and cystathionine β-synthase (CBS) single gene knockout mice were used and divided into normal (CBS^+/+, n=12) group and single gene knockout (CBS^+/-, n=12) group, and the mice were fed with high methionine diet for 8 weeks. HL-7702 hepatic cells were routinely cultured in vitro and divided into control group, homocysteine (Hcy) group and Hcy+5-azacytidne (AZC) group. Serum Hcy, alanine aminotransferase (ALT) and aspartate aminotransferase (AST) levels were measured by automatic biochemical analyzer. The levels of ALT and AST in the cells culture medium were determined by the microplate method. Hepatic injury in the mice were observed with HE staining. Cell viability staining was used to measure the viability of hepatocytes. RT-qPCR was used to detect the expression of miR-30a-5p in the liver tissues and hepatocytes. The correlation between the expression of miR-30a-5p and serum ALT and AST levels was analyzed by Pearson correlation analysis. DNA methylation level of miR-30a-5p promoter region in the liver tissues and hepatocytes was detected by nested landing methylation-specific PCR (nMS-PCR). RESULTS: Compared with the CBS^+/+ mice, the serum levels of Hcy, ALT and AST in the CBS^+/- mice were significantly increased (P < 0.05). HE staining showed the hepatocyte swelling and nuclear fragmentation and dissolution. The expression level of miR-30a-5p in the liver tissues was decreased (P < 0.01). Besides, the expression level of miR-30a-5p in the mice was negatively correlated with serum ALT and AST levels (r²=0.4557, P=0.0003, r²=0.4626, P=0.0003), and the DNA methylation of miR-30a-5p promoter region was increased (P < 0.01). In the HL-7702 cells, compared with control group,the ALT and AST levels were increased in Hcy group (P < 0.05, P < 0.01), and the cell viability was remarkablely decreased. DNA methylation of miR-30a-5p promoter region was increased (P < 0.01), which decreased after treated the cells with AZC (P < 0.05), while the expression level of miR-30a-5p in the cells was increased (P < 0.05). CONCLUSION: Hypermethylation of miR-30a-5p promoter region may play an important role in hepatic injury.     

番茄匍柄霉叶斑病拮抗细菌的筛选与鉴定

应用平板对峙法从连作多年的番茄根际土样中筛选得到对番茄匍柄霉叶斑病具有较强拮抗活性的细菌菌株ZF161，该菌株对番茄匍柄霉的平板抑制率达到70.51%。离体叶片试验显示，菌株ZF161对番茄匍柄霉叶斑病防治效果达到69.83%。通过菌落形态观察、生理生化特性、Biolog测定和多基因系统发育树综合分析，鉴定菌株ZF161为枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）。番茄盆栽试验结果表明，菌株ZF161对番茄匍柄霉叶斑病的防治效果达到63.27%。进一步平板对峙抑菌谱试验结果显示，菌株ZF161对其他7种病原真菌也具有较好的抑制效果。上述结果说明，菌株ZF161对番茄匍柄霉叶斑病具有良好的防治效果，且对多种病原真菌也具有抑制作用，具有开发应用的潜力。     

基于叶绿体DNA分析的楸子种质遗传多样性研究

利用4对叶绿体DNA引物扩增49份楸子[Malus prunifolia（Willd.）Borkh.]种质资源的4个叶绿体DNA基因间区trnH-psbA、trnS-trnG spacer + intron、trnT-5′trnL和5′trnL-trnF序列，基于4个叶绿体DNA基因间区的序列变异，从母系遗传的角度评价楸子的遗传多样性水平。结果显示：4个叶绿体DNA基因间区序列经测序、拼接、比对和合并之后的片段长度为3 790 bp，共有173个多态性变异位点，其中包含2个单一突变位点、20个简约信息位点和151个插入/缺失位点。在49份楸子种质中，trnH-psbA、trnS-trnG spacer + intron、trnT-5′trnL和5′trnL-trnF区域的变异位点的数量分别为26个、25个、120个和2个，单倍型数量分别为9个、7个、8个和3个，合并之后的叶绿体DNA片段的单倍型有14个。核苷酸多样性和单倍型多样性最高的区域均为trnH-psbA（Hd = 0.775，Pi = 0.02143），最低的为5′trnL-trnF（Hd = 0.481，Pi = 0.00072）。49份楸子种质4个叶绿体DNA区域合并后的遗传多样性较高（Hd = 0.854，Pi = 0.00949）。Tajima’s D检验中，4个叶绿体DNA区域在P > 0.10水平上均不显著，楸子的4个叶绿体DNA区域在进化上遵循中性进化模型。楸子的遗传变异主要存在于群体内部，不同居群间基因交流频繁，多数居群间遗传分化较少，与地理距离不完全相关。     

红富士苹果芽变系DNA甲基化研究

以35份富士苹果(Malus×domestica Borkh.‘Fuji’)芽变材料为试材,利用甲基化敏感扩增多态性(Methylation Sensitive Amplified Polymorphism,MSAP)分析和UPGMA聚类方法,对其基因组甲基化修饰水平、变异模式以及表观遗传变异关系进行研究。结果表明:(1)不同富士系得到不同的MSAP扩增,总DNA甲基化水平27.90%～36.16%,平均32.87%,双链全甲基化为主要甲基化方式;(2)富士芽变材料绝大多数位点保持了原有甲基化模式;(3)绝大多数芽变(68.57%)检测到全部的甲基化变异模式(12种),去甲基化频率极显著高于甲基化频率(P 0.01),且CG去甲基化极显著高于CHG;(4)36份种质遗传相似系数平均值0.89(0.79～0.92),在聚类图上,富士原种分布在芽变系集中区外,新近发生的芽变系更倾向于聚在一起,着色系片红型和条红型芽变呈分散排布状态。总的来看,富士芽变的甲基化变异模式丰富,超甲基化和去甲基化相伴发生,但以去甲基化为主;‘富士’着色芽变与其最原始品种富士,以及芽变之间发生了较大表观遗传变异;片红和条红型芽变聚类未表现明显偏好性。本研究将为进一步开展富士着色系芽变机理研究提供指导,可以CG去甲基化为切入点展开深入研究。     

安徽省草鱼养殖群体遗传多样性及遗传结构分析

通过微卫星分子标记对来自安徽省4个草鱼养殖群体进行遗传分析。结果表明,7个微卫星位点均具有高度多态性(PIC=0.863～0.926),4个草鱼群体均显示出较高的遗传多样性(He=0.886 1～0.911 4)。AMOVA分析显示,大多数遗传变异存在于草鱼群体内(97.6%),群体间的遗传变异仅为2.4%。遗传分化和遗传距离分析显示,4个群体整体分化水平较低(Fst0.05),怀远和滁州群体遗传分化最小(Fst=0.013 7),遗传距离最近(Dn=0.269 8),池州和无为群体遗传分化最大(Fst=0.042 5),遗传距离最远(Dn=0.591 6)。系统进化树显示,怀远和滁州群体亲缘关系最近,与池州最远。此外,4个养殖场内部草鱼均存在近亲繁殖现象。建议4个养殖场及时更新亲本,增加繁殖亲本的数量,避免近交衰退带来的风险。     

甘露糖修饰的壳聚糖聚乳酸-羟基乙酸共聚物纳米微球作为口蹄疫病毒核酸疫苗递送载体的特性评价

旨在对制备的甘露糖修饰的壳聚糖聚乳酸-羟基乙酸共聚物[poly （D，L-lactide-co-glycolide），PLGA]纳米微球作为口蹄疫病毒（foot-and-mouth disease virus，FMDV）核酸疫苗递送载体进行评价。采用西佛碱反应和元素分析制备具有一定取代度的甘露糖修饰的壳聚糖衍生物（mannose modified chitosan，MCS），然后，经双重乳化挥发法制备得到甘露糖修饰的壳聚糖PLGA纳米微球（MCS-PLGA-NPs）。采用纳米粒径仪检测MCS-PLGA-NPs粒径分布和表面电势（zeta）、扫描电镜考察其形态、琼脂糖凝胶电泳观察其对质粒的吸附和吸附质粒后抵抗核酸酶降解能力、CCK-8法检测MCS-PLGA-NPs的细胞毒性、激光共聚焦观察巨噬细胞对MCS-PLGA-NPs-质粒DNA复合物的摄取、荧光显微镜和Western blot验证MCS-PLGA-NPs加载质粒DNA在细胞中的表达。元素分析结果表明，成功制备了取代度为5%~10%的MCS。纳米粒径测定和扫描电镜结果表明，MCS-PLGA-NPs的zeta为正值、粒径分布均匀且形态规则呈球形。琼脂糖凝胶电泳结果显示，MCS-PLGA-NPs吸附质粒的能力随着其质量的增加而增强并且可以在一定程度上抵抗核酸酶降解质粒DNA。在细胞毒性试验中，不同浓度的MCS-PLGA-NPs与RAW264.7细胞共孵育24 h后，细胞存活率仍在85%以上。在细胞摄取试验中，用激光共聚焦显微镜可以明显观察到质粒DNA结合到纳米微球表面被RAW264.7细胞摄取。荧光显微镜和Western blot试验证明MCS-PLGA-NPs加载质粒DNA可以在细胞中进行表达。综上表明，本研究成功制备了MCS以及具有递送核酸疫苗能力的MCS-PLGA-NPs，为FMDV核酸疫苗的递送研究提供了新的方向和见解，也为该递送载体携带特定抗原靶向抗原递呈细胞表面甘露糖受体以及应用于动物免疫的研究奠定基础。