NMR-Based Configurational Assignments of Natural Products: Gibbs Sampling and Bayesian Inference Using Floating Chirality Distance Geometry Calculations

Floating chirality restrained distance geometry (fc-rDG) calculations are used to directly evolve structures from NMR data such as NOE-derived intramolecular distances or anisotropic residual dipolar couplings (RDCs). In contrast to evaluating pre-calculated structures against NMR restraints, multiple configurations (diastereomers) and conformations are generated automatically within the experimental limits. In this report, we show that the “unphysical” rDG pseudo energies defined from NMR violations bear statistical significance, which allows assigning probabilities to configurational assignments made that are fully compatible with the method of Bayesian inference. These “diastereomeric differentiabilities” then even become almost independent of the actual values of the force constants used to model the restraints originating from NOE or RDC data.     

基于土地利用结构的河流岸带生态系统服务簇识别

河流岸带生态系统服务功能的有效发挥是河流生态系统稳定且健康的重要保障之一。为识别河流岸带土地利用与生态服务价值的空间结构,本文从河流岸带保护角度选取水资源保护、净化环境、水文调节、土壤保持、维持养分循环、生物多样性六项生态服务功能,基于遥感影像解译的土地利用数据,运用修正的当量因子法估算得到生态服务价值的空间分布规律,进而进行层次聚类分析识别河流岸带生态服务簇,并应用于太湖流域湖西区溧阳市县级河流——竹箦河作为实例研究。结果表明：（1）竹箦河河流岸带六项生态服务价值呈现出显著的空间异质性和聚集性。（2）竹箦河河流岸带可划分为五大类生态服务簇,分别为水源涵养型、绿色多元型、经济生态型、生态脆弱型以及耗水污染型。（3）各类服务簇的生态系统服务特点与空间布局分异明显,与岸带实际土地利用结构相协调,揭示了竹箦河河流岸带生态服务功能普遍较薄弱的现状。本文的研究结果可为竹箦河及类似平原地区骨干河流岸带功能区划分以及河流岸带生态保护与修复方案的制定提供理论参考。     

基于 DEA 和 Malmquist 指数的广东省渔业效率研究

【目的】分析掌握广东渔业的产出效率,为发展可持续的低耗高产渔业提供数据参考。【方法】基于数据包络分析（DEA）及 Malmquist 指数,对 2011—2022 年期间广东渔业综合技术效率和全要素生产率指数及其分解进行测算和分析,并与全国平均值进行对比。【结果】广东渔业综合技术效率每年均高于全国平均水平,但2011—2014 年、2018—2019 年和 2021 年广东渔业规模报酬呈现递减。通过对广东水产养殖和水产品捕捞的综合技术效率分别进行测算,发现 2011—2022 年期间广东水产养殖的综合技术效率较高,除 2013 年和 2014 年外,均为DEA 有效。将 DEA 无效年份的广东水产养殖和水产品捕捞在生产前沿面上的投影调整为 DEA 有效,结果显示,2013 年和 2014 年广东水产养殖投入的冗余率分别为 5.98% 和 10.46%,而 2011—2014 年、2018—2019 年和 2021年广东水产品捕捞投入的冗余率在 39.73%~74.27% 之间,说明水产品捕捞的过度投入以及由此引发的捕捞综合技术效率低下是造成 2011—2014 年、2018—2019 年和 2021 年广东渔业规模报酬递减的主要原因。广东渔业的技术进步和全要素生产率上升幅度与全国平均水平相差较远,全要素生产率和技术进步指数均比全国平均增幅低 4.7%,说明广东省在渔业技术进步方面有较大提升空间。【结论】建议广东加大渔业科技的投入力度,加强渔业技术创新,以促进渔业技术进步和提高全要素生产率;加快渔业产业结构调整,合理布局养殖和捕捞规模,以解决广东渔业规模报酬递减的问题;加强渔业资源保护和增殖放流,利用自然生产力增加可捕捞渔业资源;加强水产良种创制及养殖新模式和新技术的开发,进一步拓展水产养殖空间和提高水产养殖的产出效率。     

冬瓜 WRKY 基因家族鉴定及表达分析

【目的】WRKY转录因子家族在植物生长发育、抵御胁迫等过程起着至关重要的作用。挖掘参与冬瓜（Benincasa hispida Cogn.）非生物胁迫的WRKY基因家族成员,探究其生物学功能。【方法】基于冬瓜基因组数据库鉴定冬瓜WRKY成员,利用生物信息学的方法系统分析其WRKY基因家族成员的蛋白理化性质、系统发育、保守基序、顺式作用元件,通过qPCR分析冬瓜WRKY的表达情况。【结果】冬瓜WRKY基因家族有57个成员,氨基酸数目在126～650之间,相对分子质量在13.92～71.68 kD之间;蛋白等电点在4.61～9.69之间。根据系统进化树将该家族分为3个类群,第二类群又分为5个亚组。冬瓜WRKY外显子有2～6个。染色体定位分析发现,有56个基因定位在12条染色体上,1个基因未定位在染色体上。保守基序分析显示,Motif 1和Motif 3存在于56个基因,且同一类群具有类似的保守基序结构。同时,冬瓜WRKY基因的启动子上均含有应激反应相关元件、激素响应元件。WRKY在冬瓜不同组织和果实发育时期特异表达。RT-PCR结果表明非生物胁迫和激素处理冬瓜可诱导部分WRKY基因的表达。...     

基于 RAD-seq 的菜心 InDel 标记开发及应用

【目的】开发多态性丰富的的InDel分子标记,为菜心育种提供研究基础。【方法】以Chiifu-401-42的基因组序列为模板,利用4份菜心材料的RAD-seq重测序数据,在全基因组范围内鉴定InDel位点。利用生物信息学方法筛选4份菜心材料间具有潜在多态性的InDel位点,挑选分布于10条染色体的80个InDel位点设计引物,对55份菜心种质材料进行遗传多样评价。【结果】通过与参考基因组序列比对,在4份菜心材料的重测序数据中共鉴定出84 510个InDel位点,其中插入/缺失长度大于5 bp的3 609个InDel位点在4份菜心材料间具有潜在多态性。挑选80个InDel位点进行PCR扩增验证,58个（72.5%）在4份测序样品中具有多态性,在55份菜心种质材料中检测到133个等位位点,多态性信息含量（PIC）为0.263～0.618,平均值为0.443。基于InDel标记的检测结果可知,55份菜心种质的遗传相似系数在0.366～0.756,平均值为0.570;在遗传相似系数为0.564时55份菜心种质被分为4个类群,但各类群间的耐热性没有明显差异。【结论】本研究开发的InDel标记具有...     

一株高病毒载量 PCV2 毒株的基因组特征及序列分析

【目的】了解广东省某猪群中猪圆环病毒 2 型（Porcine circovirus type 2,PCV2）流行毒株的遗传进化情况,丰富 PCV2 分子流行病学数据,为当地 PCV2 疫苗候选株的选用和研发提供参考。【方法】使用 qPCR 方法对疑似 PCV2 的样品进行检测,发现 1 株具有高病毒载量的 PCV2 毒株,命名为 GD222858。通过 PCR 方法进行全基因组分子克隆及遗传进化分析。使用 MegAlign 软件将该毒株 ORF1、ORF2 基因编码的氨基酸序列与 PCV2 同亚型参考毒株进行比对,分析氨基酸序列的相似性;采用 DNAStar 预测该毒株的 Cap 蛋白二级结构及 B 细胞表位,并与 4 株疫苗株 DBN-SX07-2（HM641752）、LG（HM038034）、SH（HM038027）、ZJ（AY686764）的 Cap 蛋白抗原指数进行比对分析。【结果】GD222858 毒株基因组长度为 1 767 bp。遗传进化分析表明该毒株属于 PCV2d 亚型。与国内外 82 株参考毒株的核苷酸相似性为 91.4%~99.6%,与越南毒株 Han8（GenBank 登录号：JQ181600）的亲缘关系最近。在 ORF1 编码的 Rep 蛋白处发现多个特异性突变位点 F70Y、F77L、W202R、N256S;ORF2 编码的Cap 蛋白相对保守。Protean 预测 Cap 蛋白的氨基酸第 5~18、24~25、39~41、48~49、57~65、99、101、112~114、139~140、145~150、162~165、175~181、188~189、205~211、227~232 位 置 处 均 可 能 存 在 潜 在 的 B 细 胞 表 位。GD222858 毒株的 Cap 蛋白抗原指数与 4 株疫苗株均有差异,在氨基酸 45~57、124~132、223~233 位置处抗原指数明显高于 4 株疫苗株,且与疫苗株 HM038034 差异最大。【结论】GD222858 毒株感染猪群的原因可能是 Rep 蛋白多个位点发生特异性突变及疫苗株选用不当所致。     

沿黄荒漠绿洲区生态廊道与生态节点识别及景观格局优化——以磴口县为例

沿黄荒漠绿洲区景观格局构建及优化对防治土地荒漠化、促进生态可持续发展具有重要意义。以磴口为研究区,分析2005—2020年磴口景观类型时空演变特征,结合最小累积阻力（MCR）模型、电路理论和水文分析法综合识别生态廊道和生态节点,利用重力模型和景观连接度指数判断生态廊道和生态节点重要性,构建磴口荒漠绿洲区景观格局并提出优化建议。结果表明：1）2005—2020年磴口主要植被景观中,耕地规模最大且持续扩张,草地呈先增加后减少趋势,林地则持续缩减;2）识别出重要草地生态源地8块,重要生态廊道99条和重要生态节点345个。以耕地和草地类型为主,均位于研究区中部和东南部;3）提取出需重点优化生态障碍点面积159.83 km²,需重点优化生态夹点面积81.18 km²,分别位于研究区西北部和中部区域;4）最后,从维持南部并扩大西北部生态源地规模、打通并优化重要林草生态廊道和生态节点、生态障碍点和生态夹点等多方面提出荒漠绿洲区景观格局优化建议。本研究可为荒漠绿洲区生态环境规划提供重要科学依据。     

吉林省大豆品种（系）遗传多样性分析

为明确吉林省2003—2022年育成的大豆品种（系）的遗传距离和亲缘关系,选取2003—2022年育成的299份大豆品种（系）为试验材料,利用覆盖大豆基因组的SNP标记对其进行遗传多样性和群体结构分析。结果表明：1）3 240个SNP标记在参试材料中共检测出A/A、A/G、A/T等16种基因型,分子标记多态信息量（PIC）范围为0.009 9~0.556 1,平均值0.318 4;使用Powermarker vision 3.25软件,得到样本群体等位基因频率为0.688 3、平均PIC为0.318 5。2）参试材料间遗传相似系数在44.86%~95.46%,平均为63.40%;其中,遗传相似系数在60%~70%的材料最多,样本数为170份,占参试材料的56.86%。3）根据遗传距离将参试材料划分为4个类群,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类群分别含有8、3、115、173份品种（系）;来源于同一育种单位的品种（系）一般划分到同一类群。4）进一步利用STRUCTURE进行遗传结构预测,结果显示K=4,表明参试的299份品种（系）可被划分成4组独立的遗传结构类群;第1、2、3、4遗传结构类群分别含有24、18、105、152份品种（系）,第1遗传结构类群含祖先遗传物质最多,第2、3、4遗传结构类群中外引遗传物质占比逐渐增多,第4遗传结构类群中外引遗传物质占比为46.80%。综上,参试大豆品种群体总的遗传背景相对狭窄,但随着外引遗传物质的引入,第4遗传结构类群（152份）的遗传多样性显著高于总体水平。     

基于NIR定量模型快速预测发酵麸皮中还原糖和可溶性蛋白成分的含量

为建立一种能快速预测发酵麦麸还原性糖和可溶性蛋白含量的定量分析模型,本研究以发酵麦麸为样本,采用3,5-二硝基水杨酸比色法（3,5-dinitrosalicylic acid, DNS）和BCA蛋白浓度测定法分别测定样品的还原性糖和可溶性蛋白含量;利用近红外光谱技术（Near infrared spectrum instrument, NIR）结合偏最小二乘法（Partial least squares regression, PLS）,比较预处理方法、最佳波长及主成分因子的决定系数R²,建立发酵麦麸还原性糖和可溶性蛋白含量的NIR快速检测定量模型。结果表明：1）发酵麦麸还原性糖定量模型的预处理方法使用一阶导数 （First derivative, FD）+二阶导数 （Second derivative, SD）+标准正态变换 （Standard normal variate, SNV）,光谱范围为908~1 670 nm ,主因子数为7时,模型效果最优,其决定系数Rc²为0.904 8,校正均方根误差（Square error corrected, SEC）为1.576 1,相对分析误差（Relative percentage difference, RPD）为3.240 8;外部验证集决定系数Rp²为0.954 9且还原糖活性成分的验证集样本的测定值与NIR光谱预测值的P值为0.959 5>0.05。2）发酵麦麸可溶性蛋白定量模型的预处理方法使用一阶导数 （First derivative, FD）+二阶导数 （Second derivative, SD）+标准正态变换 （Standard normal variate, SNV）,光谱范围为908~1 670 nm ,主因子数为10时,模型效果最优,其决定系数Rc²为0.938 2,校正均方根误差（Square error corrected, SEC）为2.003,相对分析误差（Relative percentage difference, RPD）为4.021 9;外部验证集决定系数Rp²为0.994 4,且可溶性蛋白活性成分的验证集样本测定值与NIR光谱预测值的P值为0.901 9>0.05。综上,建立的NIR光谱定量模型稳定性和准确性较好,且预测准确度良好,可用于快速预测发酵麦麸样品的还原性糖和可溶性蛋白含量。     

面向对象多层次多尺度分割的农用大棚类型信息提取

为对不同农用大棚类型信息进行识别分类和精细化提取,以内蒙古河套灌区不同大棚类型为研究对象,基于Sentinel-2A卫星数据,采用面向对象结合多层多尺度分割技术和阈值分类方法,对大棚类型信息进行提取并对最终提取结果展开精度评价和分析研究。首先利用尺度参数估计（Estimation of Scale Parameter2, ESP2）方法进行了分层分割并优选出最佳分割尺度,在各层最优分割尺度上进行光谱、指数、几何、纹理等特征的提取与优化,获取最优特征组合;然后运用多层多尺度分割阈值分类方法提取不同大棚类型信息。结果表明不同大棚类型信息总体精度达94.8%,kappa系数达0.93。其中：塑料大棚的制图精度和用户精度分别为95.3%和96.6%;单屋面温室大棚制图精度和用户精度分别为88.5%和92.6%。基于多层多尺度分割分类的信息提取方法分别考虑了不同地物最优分割尺度,在不同地物各自的最优分割尺度上提取其信息,以抑制过度分割或亚分割现象,从而降低错分或漏分。因此,高分辨率卫星数据与面向对象多层多尺度分割分类的信息提取方法能够有效提高大棚类型信息提取精度,且能为地物信息精细提取技术体系提供一定参考思路。