Culture of mantle epithelial cells expressing shell matrix proteins from scallop Patinopecten yessoensis

ABSTRACT:   In molluscs, mantle epithelial cells secrete organic matrix proteins to form shells. In this study, we established a culture of mantle epithelial cells by using the mantle pallial layer of scallops. We aimed to identify the mantle epithelial cells expressing scallop shell matrix proteins and establish a culture system of epithelial cells. After the mantle pallial layer was carefully isolated from the mantle tissue, explant culture was performed at 4°C. Most cells that migrated from the explant tissue were round cells. Most of the adhered cells retained round morphology, while some of the cells adhered to the dish and showed morphology similar to that of epithelial-like and fibroblast-like cells. When the cultured cells were immunostained with a polyclonal antibody against the shell matrix protein, the antibody recognized many of the adhered cells. An estimation of the number of epithelial cells revealed that approximately 70% of the adhered cells were epithelial cells. This is the first report to describe epithelial cells in cultured mantle cells, which express shell matrix proteins. This culture system may be a useful method for characterization of the mantle epithelial cells.     

三角帆蚌新发现的贝壳基质蛋白基因hic9的分离、鉴定及其在珍珠早期形成过程中的作用

为进一步研究珍珠质形成的分子机理,使用RACE-PCR技术从三角帆蚌外套膜中克隆到一个新的贝壳基质蛋白基因hic9。RT-PCR和原位杂交技术结果显示,hic9主要在闭壳肌和外套膜中表达,且在外套膜外褶的外表皮各部分都有信号,在壳皮沟中同样有信号,这些结果表明,hic9是一个同时参与了贝壳角质层、棱柱层和珍珠层形成的多功能基质蛋白基因。hic9富含甘氨酸(14.81%)、脯氨酸(13.58%)和丙氨酸(12.35%),在序列中部形成"Gly-X-X"的结构(X为任意氨基酸),与近C末端连续重复丙氨酸结构(polyA)一起使hic9具有类似蛛丝蛋白的结构特征。hic9 C末端由一段疏水性序列"LAWMLFV"组成,推测这段序列形成β折叠结构,紧邻该序列89～91位是"Asp-Leu-Asp"序列,这是一个典型的Ca2+结合位点。此外,通过实时定量PCR检测了珍珠形成早期阶段hic9在初生珍珠囊中的表达情况,插片后3～15 d hic9在珍珠囊中的表达水平维持在大致相同的表达水平,在碳酸钙沉积物从无序向有序转变时期(18～25 d),表达水平较第15天有显著的升高,这表明hic9参与了这一过程,在珍珠层的形成过程中发挥了关键作用。     

利用DAD1反义片段转化创建菜薹可调控雄性不育材料

 菜薹因为没有好的雄性不育材料或自交不亲和系,至今尚无一代杂种用于生产,根据拟南芥及白菜型油菜的花药不开裂基因DAD1的保守序列设计引物,扩增菜薹的DAD1基因片段（DAD1F）,构建反义DAD1F植物表达载体,用农杆菌介导法转化菜薹,对转基因植株进行分子检测,鉴定其雄性不育性并进行育性恢复试验.克隆得到的菜薹的DAD1基因片段大小为678 bp,命名为BrcpDAD1F,其序列与拟南芥和白菜型油菜的DAD1高度同源,同源率分别为88％和99％;共得到了12株转基因植株,有6株在转录水平上得到表达,表现为雄性不育,花器官畸形,花粉活力低,萌发率不到10％,且开花后不能结角果或结空角果,或者得到极少种子但种子不萌发;用对照的花粉给转基因植株授粉可使其正常结实.以500 μmol·L^-1茉莉酸甲酯处理可使其雄性不育得到恢复,花粉可以在柱头和培养基上萌发,具有受精能力。T₁代可育株与不育株的比例都呈1:3分离, T₂代不同株系的育性分离比例不同,有些株系继续呈1:3的分离,有些株系全是可育株或全是不育株,说明反义抑制呈单基因稳定遗传。     

基于图像旋转投影的导航路径检测算

提出一种农业车辆视觉导航路径识别算法--旋转投影算法.该算法通过角度枚举对图像ROI实施旋转变换,由旋转后图像的列均值与枚举角度构成旋转投影矩阵R,对其行向量实施差分运算得到差分旋转投影矩阵Rd,由Rd的极值可确定图像导航路径,即航向偏差θ与航位偏差d,进而可以求得世界坐标系下的导航路径参数.同理可以对田头线进行检测.为了提高算法的实时性,提出设定合理的ROI、实施线性压缩、旋转角度先粗分再细分的二步法以及充分利用前帧信息4种处理方法,使处理一帧用时6.2ms左右.通过对不同条件下成熟小麦图像测试表明,该算法识别导航路径准确率达到95%.     

基于粗糙集的属性约简算法在农业机械中的应用

传统的利用区分矩阵进行属性约简算法,其时间复杂度和空间复杂度很大.近年来提出了各种启发式算法,其时间复杂度由原来指数级递增降到了平方级递增,但此算法并不能保证找到最优解.为此,提出了属性约简的改进算法,其在时间复杂度和空间复杂度上都降低很多,易于求出最优解.把此算法用于对一款农业机械的评估判断和规则提取,用VC++和SQL Server 2000进行实现,并通过专家数据验证其正确性.     

育珠对合浦珠母贝N19和Prismalin-14基因表达水平的影响

为探讨育珠对壳基质蛋白基因表达的影响,开展了合浦珠母贝（Pinctada fucata）N19和Prismalin-14基因在育珠贝和非育珠贝中的荧光定量表达研究。结果显示,N19和Prismalin-14在育珠贝与非育珠贝的闭壳肌、肝胰脏、性腺、肠、鳃等组织中均无表达,在外套膜均有表达;N19在珍珠囊表达,而Prismalin-14则不表达。N19勺Prismalin．14在育珠贝外套膜的表达量均大于非育珠贝,表明育珠可能对某些壳基质蛋白的表达具有一定的促进作用。其中Prismalin-14在育珠贝外套膜的表达量最高（P〈0．01）,是非育珠贝外套膜Prismalin-14的1．23倍,是育珠贝外套膜N19的25．04倍,是非育珠贝外套膜N19的41．04倍,推测在珍珠贝生长过程中,对Prismalil7-14的需求量可能比N19大。N19在育珠贝珍珠囊中表达量最高（P〈0．01）,是育珠贝N19外套膜的11．58倍,是非育珠贝外套膜的18．97倍,推测在珍珠形成的过程中,对N19的需求量可能比贝壳自身生长对N19的需求量大。     

基于矩阵变换的车载玉米叶绿素含量快速预测系统偏差分析

为了对车载玉米叶绿素含量快速预测系统偏差进行分析,优化车载系统测量结果,该文提出一种空间插值和多维矩阵分析相结合的思想,阐述了基于矩阵变换和GIS空间分析手段的预测偏差分析策略,提高了车载系统快速预测空间分布的预测效果。研究结果表明：使用BP神经网络模型和RBF神经网络模型对车载系统动态预测单点位置叶绿素含量具有一定预测效果,平均决定系数R2约为0.8,2类模型的预测效果相近。RBF神经网络预测结果矩阵经反距离加权法插值后,其空间分布预测偏差度小于10%的数据量占总数据量的85%。表明该方法具有较好的空间预测效果,可以为车载系统动态测量平台预测玉米冠层叶片叶绿素含量的提供决策支持。     

基于RNMU的多源星载SAR影像融合与土地覆盖分类

为充分利用多时相、多极化SAR数据在不同土地覆盖类型中的后向散射特性,将递归非负矩阵下近似(Recursive nonnegative matrix underapproximation,RNMU)算法引入多源SAR数据的融合,并利用融合后的SAR影像实现较高精度的土地覆盖分类。融合过程中,在根据不同模式SAR影像特点进行多源SAR影像预处理的基础上,基于RNMU算法通过对多个输入SAR影像进行矩阵分解及迭代最优矩阵求解,得到融合影像。为验证融合后SAR影像在土地覆盖分类中的应用效果,以吉林省大安市为研究区,对多时相Sentinel-1的VV/VH双极化SAR数据和高分三号(GF-3)的HH/HV双极化SAR数据进行了基于RNMU的影像融合,并利用融合后的SAR影像进行研究区主要土地覆盖类型分类。实验结果表明,基于RNMU融合影像的土地覆盖分类总体精度达93. 11%,Kappa系数为0. 86,与Gram-Schmid(G-S)融合方法相比,分类总体精度提高了6. 83个百分点,Kappa系数提高0. 12。多源SAR融合为SAR影像融合提供了有效手段,为土地覆盖分类提供了更多高精度的数据资源。     

有机基质臭氧消毒设备设计与试验

为实现有机基质的绿色、高效消毒,设计了有机基质臭氧消毒设备。基于离散元软件EDEM建立了有机基质颗粒模型,根据有机质物料输送及抛撒动力学特性与臭氧消毒工艺流程,利用Solid Works软件构建了有机基质臭氧消毒设备结构模型,并对两种模型进行接触参数标定。以有机基质倾尽角为评价指标,以抄板弯折角、转筒转速、填充率为试验因素,进行了三因素五水平正交旋转组合仿真试验。根据仿真结果,利用Design-Expert软件回归分析法建立倾尽角回归数学模型,对有机基质臭氧消毒设备模型中的抄板弯折角、转筒转速、填充率进行了参数优化与试验验证。结果表明,在各因素取值范围内,抄板弯折角对有机基质倾尽角影响极显著,转筒转速对倾尽角影响显著,填充率对倾尽角影响不显著;有机基质臭氧消毒装置最优作业参数组合为:抄板弯折角124.23°、转筒转速6.29 r/min,此时物料倾尽角仿真值为89.3°。臭氧消毒灭菌性能试验验证结果为:臭氧初始质量浓度64.2 mg/m~3,消毒60 min后,细菌灭菌率88.9%,真菌灭菌率97.9%,能够满足有机基质消毒生产要求。     

纵轴流式小区小麦育种联合收获机原理方案设计

为获得一种适宜我国现代农业推广与发展的小区小麦育种机械设计方案,运用现代设计理论对拟研发的小区小麦育种联合收获机进行原理方案设计。从系统的功能出发,通过形态学矩阵法确定收获机的4个优设计方案,并依据定性与定量分析结果选定了最佳设计方案。