二代测序技术在烟草中的应用进展

二代测序技术由于通量高、读长适中、错误率较低及成本低等优点而备受广大科研人员的青睐。本文从7种烟草属植物的基因组测序、宏基因组测序、转录组测序及烟草病毒的检测与鉴定等4个方面对二代测序技术在烟草中的应用进展进行了详细的综述,并在此基础上对二代测序技术及三代测序技术在烟草行业中的应用前景进行了展望,以期为相关领域研究者提供新的思路。     

微小型生物反应器及其在生物医药领域的应用展望

微小型生物反应器体积微小但在线分析检测和过程控制功能媲美台式装备。其核心支撑技术包括一次性材料及微加工技术、非接触式光学传感器、自动化以及实验设计 (DOE)、数据分析软件与过程控制的整合。由于体积微小、湍流程度和单位能耗较低,微小型反应器内的混合、传质、剪切特性与工业规模设备有一定的区别。现阶段微小型生物反应器主要用于菌株和细胞系筛选和工艺优化,在实现高通量工艺的同时确保了数据的丰度,对缩短研发周期和加速产品上市,尤其是在应对突发性传染性疾病方面有着重要的意义。未来,精准医疗概念的落实也依赖功能柔性化的微小型生物反应器系统。     

神经递质的可视化荧光检测技术研究进展

神经递质是神经系统中至关重要的组成部分,神经递质释放的时间和空间变化是神经网络中信息处理的核心,可视化监测神经递质的生物传感器是探究各类生理和病理活动的重要工具。文中综述了近年来具有较高时间和空间分辨率的监测神经递质时空分布变化技术的研究进展,介绍了对谷氨酸、多巴胺、γ-氨基丁酸和乙酰胆碱这4类重要的神经递质的检测方法,并归纳总结了各类检测方法的基本原理和优缺点,为设计具有高时空分辨率的神经递质传感器提供一个较为系统的参考。     

东亚中更新世古人类下颔第二臼齿釉质-齿质连接面三维形状和釉质厚度分布

东亚中更新世古人类在头骨、下颌骨、牙齿等解剖部位表现出不同程度的形态多样性,中期成员代表为直立人,而晚期成员的演化地位具有较大争议。为进一步了解东亚中更新世古人类内部的形态变异特点和为东亚中更新世晚期古人类分类提供依据,本文使用微分同胚的表面匹配（Diffeomorphic Surface Matching, DSM）和形态测量图（Morphometric map）对下颌第二臼齿（M₂）釉质-齿质连接面的形状和齿冠侧面釉质厚度分布模式进行了量化分析。结果显示：1）东亚中更新世古人类与晚期人属成员（尼安德特人和现代人）存在较明显的形态差别;2）该时段晚期的东亚古人类相对中期直立人在侧面釉质厚度分布规律上具有独特性,并在釉质-齿质连接面的三维形状上与晚期人属成员更加接近。本文在以往对东亚中更新世古人类牙齿内外结构单个性状研究的基础上,使用三维形态测量方法进一步量化了M₂釉质-齿质连接面三维形状和侧面釉质厚度分布模式两项重要特征的变异特点,这对未来该时段同类型牙齿的形态鉴定以及解决东亚中更新世晚期古人类的分类地位具有一定意义。     

三维技术对安徽白鹭洲战国墓M566墓主容貌的复原

2011年安徽白鹭洲发现战国时期保存完整的楚国贵族墓葬,因墓主人头发和发簪保存完好、墓主身份显赫而备受关注。该头骨保存完整,具有亚洲蒙古人种的特征,根据骨骼的形态推测其为女性,年龄为35-39岁。为展现该地区战国贵族妇女的容貌、丰富该地区考古多样性提供研究材料。本文首先使用高分辨率CT对该个体的头骨及下颌骨进行了扫描和重建,然后采用基于偏最小二乘回归的颅面复原方法实现生前容貌基本形态的复原。最后,结合考古资料,利用三维模型处理软件对面貌复原模型及其发饰进行了三维建模和纹理贴图等处理,提高了颅面复原模型的真实感,生动形象地再现战国贵族女性面部的形态特征。     

玉米转基因技术专利权人合作态势分析

转基因玉米是最重要的转基因主粮作物之一,其转基因技术具有一定的代表性。为了更好地了解和掌握玉米转基因技术领域研发主体合作情况,文章构建了基于专利权人合作网络的目标技术领域专利权人合作态势分析框架,并基于社会网络分析方法与技术,以世界范围内的转基因玉米领域的重要专利权人为分析对象,构建合作网络、分析整体合作特征、挖掘合作子网、探测领域内重要专利权人,从而从宏观、中观和微观三个层面客观展现玉米转基因技术领域专利权人合作态势,为科技战略规划提供一定的决策支撑。     

四川勿角自然保护区野生鸟兽的红外相机初步监测

野生动物资源的本底调查是自然保护区科研监测的基本任务之一。2014年1月—2018年9月,采用红外相机调查四川勿角自然保护区内的兽类和鸟类多样性,共布设39个不同相机监测位点(26个公里网格),累计3 039个相机捕获日,共获得照片2 162张,视频774段,独立有效记录723条,共鉴定出兽类4目11科19种和鸟类3目8科21种,其中,国家Ⅰ级重点保护野生动物4种,国家Ⅱ级重点保护野生动物11种,被世界自然保护联盟红色名录列为易危(VU)6种和近危(NT)2种。相对丰富度指数最高的前7种野生动物依次为血雉Ithaginis cruentus(8.93)、毛冠鹿Elaphodus cephalophus(5.13)、红腹角雉Tragopan temminckii(4.11)、隐纹花松鼠Tamiops swinhoei(1.50)、橙翅噪鹛Trochalopteron elliotii(1.42)、中华鬣羚Capricornis milneedwardsii(0.87)、花面狸Paguma larvata(0.87)。调查中记录到的黄腹鼬Mustela kathiah、小麂Muntiacus reevesi 2种兽类和灰树鹊Dendrocitta formosae、斑背噪鹛Garrulax lunulatus、金色林鸲Tarsiger chrysaeus、栗腹歌鸲Larvivora brunnea、虎斑地鸫Zoothera aurea、宝兴歌鸫Turdus mupinensis、灰头鸫Turdus rubrocanus 7种鸟类为保护区新记录。本研究获得的兽类和鸟类数据将是保护区生物多样性本底数据的有效补充,通过红外相机持续监测获得的资料有利于保护区的长期监测和保护管理。     

基于GTWR模型的浙江省海岸带三维生态足迹动态变化及其影响因素

厘清海岸带自然资本存量消耗和自然资本流量占用情况及其影响因素,能有效缓解海岸带社会经济发展与自然资源、生态环境之间的矛盾,促进区域协调可持续发展。本研究基于二维和三维生态足迹评价模型,分析浙江省海岸带2006—2016年生态足迹时空变化特征,基于足迹深度和足迹广度探究了区域自然资本存量和资本流量占用情况,并利用时空地理加权模型分析其影响因素的时空异质性。结果表明: 研究期间,浙江省海岸带生态危机加深,人均生态赤字平均值为3.5 hm²·cap^-1,人均生态赤字上升了15.5%,其中,能源消耗账户对人均生态足迹的贡献率大于生物资源账户;各县区人均生态足迹呈增长趋势,且空间分异显著。浙江省海岸带以消耗自然资本存量为主,且对自然资本流量更新起到较大的抑制作用;2016年,自然资本存量的消耗量是资本流量占有量的14.87倍。城市规模和经济发展水平、人民收入水平对浙江省海岸带各县区生态足迹以正向促进作用为主,渔业生产对生态足迹为负向影响,并有向正向影响作用转换的趋势,3个影响因子的影响机制时空分异性显著。     

松栎林天然更新模拟与不确定性分析

森林天然更新的复杂性和不确定性是森林生态系统动态预测中的关键问题。本研究引入贝叶斯技术和全局敏感性分析,构建基于竞争、气候和地形3类因子的秦岭松栎林天然更新模型。备选模型形式以泊松(Poisson)模型、负二项(negative binomial,NB)模型、零膨胀泊松(zero-inflated Poisson,ZIP)模型和零膨胀负二项(zero-inflated negative binomial,ZINB)模型为基础。同时,根据模型参数传递的不确定性量化分析结果,阐释影响森林更新小概率事件的主导因子。结果表明: ZINB模型在油松和锐齿栎更新模拟中均优于其他模型。林分总断面积、光截留、坡位和生长季最低温是影响松栎林中油松天然更新的最关键因子;而林分总断面积、坡向与海拔的组合、年均温和最热季节降水量则是影响松栎林中锐齿栎天然更新的关键因子。油松更新模拟中,各类因子对模型输出的不确定性贡献率从小到大依次为: 竞争因子(25%)＜气候因子(29%)＜地形因子(46%);锐齿栎更新模拟中为: 气候因子(12%)＜竞争因子(24%)＜地形因子(64%)。油松天然更新数量对生长季最低温和最干季节降水量为正响应,对最干季节均温为负响应;锐齿栎天然更新数量对年均温、生长季最低温和最热季节降水量为正响应,对最干季节均温为负响应。基于贝叶斯技术的ZINB模型可以量化森林更新的影响因子,并解释参数传递的不确定性,是预测森林天然更新的有力工具。