SC-BPSO:肝癌分类中一种融合过滤器的二进制粒子群算法特征的选择方法

癌症的早期诊断能够显著提高癌症患者的存活率,在肝细胞癌患者中这种情况更加明显。机器学习是癌症分类中的有效工具。如何在复杂和高维的癌症数据集中,选择出低维度、高分类精度的特征子集是癌症分类的难题。本文提出了一种二阶段的特征选择方法SC-BPSO:通过组合Spearman相关系数和卡方独立检验作为过滤器的评价函数,设计了一种新型的过滤器方法——SC过滤器,再组合SC过滤器方法和基于二进制粒子群算法(BPSO)的包裹器方法,从而实现两阶段的特征选择。并应用在高维数据的癌症分类问题中,区分正常样本和肝细胞癌样本。首先,对来自美国国家生物信息中心(NCBI)和欧洲生物信息研究所(EBI)的130个肝组织microRNA序列数据(64肝细胞癌,66正常肝组织)进行预处理,使用MiRME算法从原始序列文件中提取microRNA的表达量、编辑水平和编辑后表达量3类特征。然后,调整SC-BPSO算法在肝细胞癌分类场景中的参数,选择出关键特征子集。最后,建立分类模型,预测结果,并与信息增益过滤器、信息增益率过滤器、BPSO包裹器特征选择算法选出的特征子集,使用相同参数的随机森林、支持向量机、决策树、KNN四种分类器分类,对比分类结果。使用SC-BPSO算法选择出的特征子集,分类准确率高达98.4%。研究结果表明,与另外3个特征选择算法相比,SC-BPSO算法能有效地找到尺寸较小和精度更高的特征子集。这对于少量样本高维数据的癌症分类问题可能具有重要意义。     

云南宜良上新世栎属植物研究及其古环境指示意义

栎属(Quercus)植物叶片化石在新生代地层中分布普遍, 对亚热带常绿阔叶林具有重要的指示意义。本文对采自云南省宜良县上新统茨营组中的栎属植物叶片化石进行角质层结构分析, 结合叶形态特征, 系统描述了4种栎属植物: 阔叶栎(Quercus latifolia)、线叶栎(Q. scottii)、楔基栎(Q. simulata)和黄毛青冈相似种(Q. cf. delavayi)。通过对比化石和现生植物的叶形态和角质层特征, 本文认为叶片形状、叶基和叶尖特征、二级脉数量、表皮细胞和垂周壁特征、气孔大小和形状、气孔密度、毛基类型、形态和分布情况可以作为区分不同种类的特征, 但是不能只考虑其中的一个因素, 应该综合这些特征作为判断依据。结合宜良植物群中其他化石资料认为, 包括壳斗科柯属(Lithocarpus)、栲属(Castanopsis)以及樟科、榆科、木兰科等在内的植物, 代表了以栎属青冈组为优势树种的半湿润常绿阔叶林。宜良植物群与同时期相近纬度的植物群相比, 植被类型相似, 但是落叶成分较少。宜良植物群中的线叶栎、楔基栎和阔叶栎同晚始新世的线叶栎以及早中新世的楔基栎和阔叶栎相比, 形态并未发生大的变化, 与现生植物也非常相似, 进一步说明云南现代常绿阔叶林的主要成分来自于古老植物的承袭, 没有发生较大的改变。     

云南轿子山不同海拔急尖长苞冷杉径向生长动态及其低温阈值

环境对树木的功能和生存具有至关重要的意义, 但环境因素影响树木发育的过程仍有待探究。树木径向生长动态监测是深刻了解树木生长状况及其对气候变化响应的重要手段。该研究以云南轿子山不同海拔树线树种急尖长苞冷杉(Abies georgei var. smithii)为研究对象, 对其年内径向生长动态进行监测, 以期明晰树木径向生长各阶段起止时间的海拔差异, 分析不同海拔树木形成层活动和木质部分化对温度的响应, 辨析树木径向生长的低温阈值。结果表明: (1)海拔越高, 径向生长开始的时间越晚, 结束越早, 生长季缩短。海拔每上升100 m, 急尖长苞冷杉径向生长的开始时间推迟4.7 d, 结束时间提前7.2 d, 生长季缩短12.8 d; (2) 3个海拔急尖长苞冷杉的径向生长具有相似的低温阈值(约5 ℃), 温度控制形成层活动的开始与木质部分化的结束; (3)不同海拔急尖长苞冷杉形成层的细胞分裂活动均在温度较高时(夏至日前后)减弱。 形成层活动的结束与海拔引起的温度变化关系较弱, 光周期可能参与了形成层活动结束的调控, 以确保当年新生细胞能够在冻害来临前完成木质化。该研究结果有助于加深树木生长动态对气候变化响应机制的认识, 为更好地适应和应对气候变化提供科学依据。     

云南被子植物8个省级分布新记录种北大核心CSCD

首次报道了云南省被子植物的8个省级分布新记录种,分别为三白草科的白苞裸蒴(Gymnotheca involucrata C.Pei)、金虎尾科的花江盾翅藤(Aspidopterys esquirolii H.Lév.)、豆科的柱序杭子梢(Campylotropis teretiracemosa P.C.Li&C.J.Chen)、石竹科的四川卷耳(Cerastium szechuense F.N.Williams)、报春花科的齿萼报春[Primula odontocalyx(Franch.)Pax],苦苣苔科的白花大苞苣苔[Anna ophiorrhizoides(Hemsl.)B.L.Burtt&R.A.Davidson]、唇形科的石荠苎[Mosla scabra(Thunb.)C.Y.Wu&H.W.Li]和菊科的华漏芦[Rhaponticum chinense(S.Moore)L.Martins&Hidalgo];凭证标本保存于云南大学植物标本馆(YUKU)。     

哈尼梯田景观格局对地表水δ18O海拔效应的影响

本研究以哈尼梯田文化景观遗产核心区的全福庄河小流域为对象,对在2015年5月—2016年4月间逐月采集的森林景观类型和梯田景观类型下12个样点的地表水样品进行氢氧稳定同位素组成和效应分析。结果表明: 1)在地表水氢氧稳定同位素组成上,森林斑块δ¹⁸O平均值小于梯田斑块,森林斑块δ¹⁸O随时间的变化幅度也小于梯田斑块;2)研究区地表水δ¹⁸O除8月和3月外,均具有显著的海拔效应,其一元线性回归方程为:δ¹⁸O=-0.012H+13.84(r=-0.83, n=12);3)地表水δ¹⁸O海拔梯度为-1.2‰·(100 m)^-1,但并不是受降水影响的“真”海拔梯度,而是森林斑块和梯田斑块间地表水δ¹⁸O景观梯度影响下的海拔梯度;4)在森林-梯田的景观格局组合下,森林斑块与梯田斑块间的地表水δ¹⁸O值差异增强了海拔效应。因此,当流域景观格局异质性强时,地表水稳定同位素效应会被强化或者出现完全相反的同位素效应。     

两种不同白粉病抗性野生蔷薇内生真菌群落结构

【背景】白粉病是蔷薇、月季等观赏植物的主要病害,提高其白粉病抗性是花卉产业亟待解决的难题。内生菌在增强植物抗病性能方面的益处已经得到证实。大理紫花是一种白粉病高抗野生蔷薇,而七姐妹是一种高感野生蔷薇,目前对两者在内生菌群落结构及功能方面的异同尚不清楚。【目的】对比研究白粉病高抗和高感两种野生蔷薇内生菌群落组成的异同,探索内生菌在宿主植物白粉病抗性中可能发挥的生态学功能,为蔷薇白粉病防治提供新思路。【方法】通过传统的内生真菌分离培养方法,结合形态学特征和分子生物学分析确定所获菌株的分类地位,对白粉病高抗和高感两种野生蔷薇内生真菌群落组成进行对比分析。【结果】从两种不同白粉病抗性野生蔷薇的2 880个组织块中,共分离得到2 003株内生真菌,其中从大理紫花得到1 333株,从七姐妹得到670株。它们分属于链格孢属(Alternaria)、炭角菌属(Xylaria)和拟盘多毛孢属(Pestalotiopsis)等30个分类单元。其中链格孢(A. alternata)、平头刺盘孢(C. truncatum)和拟茎点霉(Phomopsis amygdali)为两种蔷薇在白粉病暴发各时期的共有优势菌,而盘毛孢(Seimatosporium sp.)、鬼伞(Coprinellus sp.)和球毛壳菌(Chaetomium globosum)等则只存在于大理紫花或七姐妹一种植物中。【结论】在白粉病暴发进程中,白粉病高抗野生蔷薇大理紫花与高感蔷薇七姐妹的内生真菌多样性及群落结构明显不同。且随着时间的推移,七姐妹的内生真菌多样性逐渐增加,而大理紫花的却逐渐减少。但在各采样时间点,高抗蔷薇内生真菌的数量和平均定殖率均明显高于高感蔷薇(P0.05,卡方检验)。大理紫花中存在一些特有和优势内生真菌,它们在大理紫花白粉病抗性中的功能有待进一步深入研究。     

家蝇幼虫抗菌物质提取方法的比较

为了探索家蝇幼虫抗菌物质的提取方法,本文采用醋酸提取蝇蛆的抗菌物质,通过加热去除其中不稳定的蛋白成分,再通过切向流超滤和直接冻干法获得复合抗菌物质,测定其中可溶蛋白的含量、抗菌组分的抗菌活性及组成的差异。结果表明,和冻干法相比,利用切向流超滤法可以显著提高抗菌复合物质中可溶蛋白的含量。利用切向流超滤浓缩制备的抗菌物质和直接冻干制备的抗菌物质经过凝胶过滤层析及抗菌活性分析表明,非蛋白组分(A20-A21和B6-B12)比蛋白组分(A1-A2、A10-A13、B1-B2)抗菌谱广。电泳分析蛋白组分表明,其抗菌蛋白组分处在6 k Da-35 k Da的某些蛋白组分中。     

菠菜SoHb基因的原核表达及功能分析

为了进一步揭示菠菜非共生血红蛋白(SoHb)的功能,通过RT-PCR的方法从菠菜根中克隆了SoHb基因编码区全长序列,并将其克隆到原核表达载体pET32a上,构建原核表达载体p ET32a-SoHb,并转化大肠杆菌BL21 star(DE3)获得原核表达工程菌株。通过IPTG法诱导该重组质粒在大肠杆菌中得到高效表达,融合蛋白分子质量约为38 kDa,且在上清液和包涵体中均有表达,可溶性部分经Ni2+NTA亲和柱纯化,获得纯化的融合蛋白。与空载体相比,重组菌对硝化胁迫的抗性增加。以纯化的融合蛋白为抗原免疫昆明小鼠,制备多克隆抗体,并对其进行了Western blot检测。实验结果为进一步研究菠菜SoHb基因功能奠定了基础。     

葡萄糖对单针藻异养、兼养生长及油脂合成的影响

利用Andrew方程考查了异养和兼养培养模式下葡萄糖对单针藻Monoraphidium sp.FXY-10生长的影响,拟合出葡萄糖消耗动力学模型;同时研究了不同培养模式下葡萄糖对单针藻油脂合成的影响,拟合出最佳葡萄糖浓度时油脂合成动力学模型。结果表明,葡萄糖浓度为10.0g/L时,异养、兼养培养条件下藻细胞生物量和油脂含量达到最大值;异养、兼养培养条件下葡萄糖的半饱和常数KS分别为17.82g/L和1.89g/L,说明兼养培养时单针藻对葡萄糖的吸收能力相对较高。     

哈尼梯田区不同旅游模式村寨土地利用变化对生态系统服务与人类福利的影响

区域旅游开发是驱动土地利用变化(LUCC)并影响生态系统服务及人类福利的重要因素。以红河哈尼梯田世界遗产区不同旅游发展模式的黄草岭村(观光和接待)和胜村(接待)为研究对象,解译获得两村2009年和2017年LUCC图并进行变化分析,再运用替代成本、市场价值和影子工程等定量方法评估两村生态系统服务价值及其变化。结果表明:(1)黄草岭村和胜村LUCC动态度分别为14.83%和5.64%,其中变化最大的建设用地在两村分别增加39.18%和23.68%。(2)黄草岭村因发展梯田观光旅游和林地面积的增加使其生态系统服务价值增长1520.77万元,而胜村则因耕地和林地面积的增加而增长374.93万元,其中林地价值最高。(3)单项生态系统服务价值中,黄草岭村因发展旅游其休闲娱乐价值增幅最大,为1249%,而胜村却没有增加,说明旅游发展模式对两村生态系统服务价值的增加影响较大。(4)黄草岭村和胜村的生态系统服务价值增加速率分别为1.5倍和1倍,旅游服务收入增加速率分别为18.7倍和4.1倍,单位土地面积的村民福利分别增加23.79万元hm~(-2) a~(-1)和4.90万元hm~(-2) a~(-1),说明多样的旅游服务能更好地提高人类福利,为政府发展遗产旅游与制定生态系统补偿标准提供科学支撑。