通过优化gRNA设计提高CRISPR/Cas9系统中基因编辑效率的方法

CRISPR/Cas9系统是一种广泛应用于动物、植物、真菌、细菌的新一代基因定点编辑技术,如何提高g RNA的编辑效率是该技术的关键点也是许多研究者关注的焦点。本研究利用CRISPR/Cas9技术对番茄miR167a前体序列进行基因编辑,根据番茄miR167a前体序列在线设计候选g RNA,同时结合体外编辑检测的方法筛选出能够在体外成功编辑的g RNA-G1,把其连接到含有荧光标记的pP1C.1C表达载体,转化番茄子叶,产生愈伤组织数116个,得到5个含有表达载体的材料,经测序发现,其中3个材料发生了编辑。结果表明,通过体外检测和在线软件设计相结合的方法来快速检测g RNA的编辑效率,能筛选出最优的g RNA用于载体的构建,与未采用体外编辑检测来设计g RNA的方法相比,显著提高了CRISPR/Cas9的编辑效率。本研究通过优化g RNA,创新了一种高效利用CRISPR/Cas9进行基因编辑的方法。     

氟磺胺草醚降解菌的分离鉴定及生长特性研究

氟磺胺草醚广泛应用于大豆田防除阔叶杂草,其长残留问题十分严重,微生物降解是解决氟磺胺草醚残留问题的有效途径。利用高压富集的方法,从长期施用氟磺胺草醚的田间土壤中,分离筛选出6株能够以氟磺胺草醚为唯一碳源生长的降解菌,其中一个菌株在查氏液体培养基中培养5d,对40mg a.i./L氟磺胺草醚的降解率为92.13%。通过形态特征鉴定并对该菌株18S rRNA的部分序列进行基因测序,对其在系统发育分类学上的地位加以分析,同时研究环境条件对其生长的影响。结果表明,该菌株为真菌,初步鉴定为黄曲霉(Aspergillus flavus),实验室命名为TZ1985。菌株TZ1985最适生长温度为25℃,最适培养基pH值为7.0,生长最适葡萄糖含量为0.6%,生长最适氟磺胺草醚的浓度是10mg a.i./L。     

热解挥发物分级冷凝初分生物油研究

设计了一种恒温分级冷凝装置,应用该装置对油茶果壳在500℃时的热解挥发物进行了分级冷凝试验,获得了165℃以上、165~120℃、120℃以下3个冷凝温度段下的分级生物油产物;分析了各组产物的热值、p H值、运动粘度后发现:前2级生物油产物的含水率得到了有效降低,高位热值均大于23 MJ/kg,比常规方法所获生物油的热值增加约44%,但运动粘度较大;随着冷凝温度的降低,各组生物油运动粘度显著下降,p H值略有提升;通过热分析曲线并结合综合燃烧特性指数分析了生物油的燃烧特性,发现利用分级冷凝所获得的初分生物油在燃烧特性上出现了比较明显的区别,其中第2级生物油在各组样品中的燃烧性能最好。试验结果表明,所设计的分级冷凝装置基本实现了热解挥发物的在线初级分离,各级产物的特性有比较明显的区别,为生物油分级冷凝装置的设计提供了参考,为分级生物油的进一步应用奠定了基础。     

夏播“京早7号”玉米器官的干物质积累、输出动态的研究

夏播京早7号玉米叶片、叶鞘及节间的干物质积累与输出动态是多峰曲线,雄穗、苞叶、花丝为单峰曲线。总干物质增长的关键时期是雄穗四分体到乳熟始期,各生育期间干物质积累的主要器官,抽雄前为叶片、叶鞘;抽雄至乳熟始期为节间;乳熟始期到成熟是籽粒。各器官及其不同叶位器官间及与产量有明显的物质关系,支配它们之间关系的主导因素是叶片。试验结果为叶片分组提供了相应的依据。     

Modification of Marine Natural Product Ningalin B and SAR Study Lead to Potent P-Glycoprotein Inhibitors

In this study, new marine ningalin B analogues containing a piperazine or a benzoloxy group at ring C have been synthesized and evaluated on their P-gp modulating activity in human breast cancer and leukemia cell lines. Their structure-activity relationship was preliminarily studied. Compounds 19 and 20 are potent P-gp inhibitors. These two synthetic analogues of permethyl ningalin B may be potentially used as effective modulators of P-gp-mediated drug resistance in cancer cells.     

割前摘脱联合收获机惯性沉降分离室能耗研究

4ZTL-1800割前摘脱稻(麦)联合收获机采用惯性沉降分离室来实现谷物与气流的分离。目前对惯性沉降分离室内气体的流动特性、压力损失特性及其受结构参数的影响规律等研究还未见研究报道。为此,建立了惯性沉降分离室内气相守恒方程,在此基础上应用Fluent软件对分离室结构参数对其压力损失的影响规律进行了数值模拟计算,得到了结构参数对压力损失的影响规律。经实验验证表明,模拟值与试验值基本吻合,研究结果为进一步优化惯性沉降分离室的结构、减小体积和降低压力损失提供了理论依据。     

低磷胁迫下水稻不同品种根系有机酸分泌的差异

以4个对低磷反应不同的典型水稻品种（系）为材料，对其在低磷胁迫下根系有机酸分泌这一根系生理特性进行了比较研究。结果表明，低磷胁迫能促使水稻根系分泌更多的有机酸，这在耐低磷品种中表现尤为明显。     

基于改进型PSO算法的汽车转阀参数优化

提出了基于模拟退火(SA)修正的改进型粒子群算法(SA-PSO)的转阀参数优化方法。建立了整车动力学模型、转向系统模型、高速路感模型和转阀能耗模型,并对模型进行了验证;给出了低速转向轻便性、高速转向路感和能耗的量化指标;提出了以轻便性、路感和能耗量化指标的平方和根最小值为目标函数,以各参数取值范围为约束条件的最优化问题;构建了基于模拟退火修正的改进型粒子群优化算法(SA-PSO)的自适应度函数,运用改进型粒子群算法获得了转阀参数的全局最优解;SA-PSO与PSO的优化结果对比表明,SA-PSO的全局收敛性强、收敛速度快;通过优化参数与另外两组参数双纽线、高速中间位置小转角转向、转阀能耗仿真验证了优化方法的有效性和优化结果的正确性,最后分别进行了转阀参数优化前、后的双纽线、高速中间位置小转角转向、转阀能耗试验,结果表明,优化后的转阀使转向轻便性、高速转向路感和节能性均得到改善。     

基于深度学习与激光点云的橡胶林枝干重建及参数反演

树木的几何建模在林木性状评价、森林动态经营管理与可视化研究中具有重要意义。现今,从激光雷达（Light Detection And Ranging,LiDAR）数据中重建树体三维模型并精准获取林木空间枝干结构参数是数字林业发展的必然趋势。该研究提出了一种深度学习与计算机图形学相融合的树木骨架重建与参数反演方法。该方法以PR107、CATAS 7-20-59、CATAS 8-79三个品种的橡胶树为实验对象,首先,采用背包移动激光雷达获取三个橡胶树品种的样地数据,并通过体素剖分和数据增广策略来构建橡胶树训练样本集。其次,构造由四层特征编码层和特征解码层所组成的点云分类深度学习网络,并包含优化的PointConv模块与不同尺度的特征插值模块,以实现在多尺度条件下,全面考虑点云的全局和局部优化特征,引导网络实现枝叶点云的精确分类。最后,面向分类后的枝干点云,运用计算机图形学的空间连通性算法与圆柱拟合策略,重建树木骨架模型,并自动解决叶子点云与对应的一级枝干归属问题,进而在叶团簇尺度下开展对单株树的精细描述与参数反演。通过对三块橡胶树测试样地的验证和与实测值的比对表明,该研究提出的深度学习网络枝叶分类总体准确率在90.32%以上。骨架重建与叶团簇分析结果显示,PR107品种橡胶树具有较为发散的树冠、最大的分枝夹角和叶团簇体积;CATAS 7-20-59品种橡胶树冠呈花瓶型,分枝夹角和叶团簇体积较小;而CATAS 8-79品种橡胶树尽管胸径最粗,但不耐寒害处于落叶期导致冠积最小。同时,反演得到的橡胶树一级枝干直径与实测值比对为：决定系数R2不低于0.94,均方根误差（Root Mean Square Error,RMSE）小于3.01 cm;主枝干与一级枝干的分枝角为：决定系数R2不低于0.91,均方根误差RMSE不高于4.94°。同时发现橡胶树一级枝干的直径与对应的叶团簇体积呈正相关分布。该研究将人工智能的理论模型应用于林木的激光点云数据处理中,为林木激光点云的智能化分析与处理提供了新颖的解决思路。     

两个水稻DH群体发芽期和幼苗前期耐碱性状QTL定位比较

利用两个不同的加倍单倍体群体,在0.15%Na2CO3胁迫下,以发芽期和幼苗前期的发芽势（GE）等10个性状碱害相对值作为耐碱指标,进行耐碱性状QTL定位比较。碱害相对值相关分析表明,多个性状的碱害相对值存在显著或极显著相关。采用QTLMapper1.6统计软件对碱害相对值进行QTL分析。DH-1群体定位到10个主效QTL和15个上位性QTL,DH-2群体定位到14个主效QTL和15个上位性QTL。两群体定位列线比对发现：1个控制相对根长的QTL,qRRL3-1,两群体定位在第3染色体对应的区域（CT339-G62和RM7-RM3280）。其他性状两群体没有定位在相同的区域,但存在多个重要的数量基因座位,如CT158-CT550、RM3755-RM418和RM1349-RM1061等区域。在这些相同基因座位上两群体都检测到控制不同性状的主效QTL或上位性QTL,耐碱性QTL可能存在多效性、连锁性,在不同遗传背景下加性效应和上位性效应可以相互转化。多个QTL不仅与水稻耐碱性有关,还与多种抗逆性有关。这些结果将有利于耐碱性分子机制的剖析和强耐碱性水稻品种的选育。