基于遗传算法的土地利用优化：NSGA-Ⅱ和NSGA-Ⅲ的对比研究

土地利用优化通常要兼顾不同群体的多种要求,理论上是复杂的超多目标(4个及以上)优化问题。但实际操作中却往往被简化为多目标(2—3个)优化问题,通过一种流行的多目标优化算法第Ⅱ代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)求解。究其原因是对超多目标优化算法认知的缺失和与多目标优化算法理论对比的匮乏。对NSGA系列中应用最广泛的多目标优化算法NSGA-Ⅱ和最新提出、面向超多目标优化的算法NSGA-Ⅲ进行探究,从理论和实验两方面对Ⅲ和Ⅱ进行对比,从而探究二者进行土地利用优化时的优劣。在理论上,对比两种算法原理的异同。在实验中,分别设计多目标(3个目标)和超多目标(13个目标)土地利用优化问题,利用两种算法进行求解。对实验结果采用四层架构、六大指标进行全面评价,以对比两种算法的可用性。理论对比发现,两个算法只有种群多样性保护的方法不同,其中NSGA-Ⅲ是基于与固定的参考点的距离,而NSGA-Ⅱ则是基于相邻解间的距离。通过实验对比发现,NSGA-Ⅲ在超多目标优化时运算速度快,且产生的最优方案实用价值更高,NSGA-Ⅱ在算法的有效性方面更有优势。     

大陈岛海域浮游动物群落季节变化及其影响因素

为探究大陈岛海域浮游动物群落的季节变化,于2020年9月（夏季）、11月（秋季）和2021年1月（冬季）、4月（春季）分别对大陈岛海域的浮游动物及环境因子进行了4个航次的调查。结果共鉴定浮游动物90种,包括浮游幼体15类,其中夏季种类数最多（68种）,冬季最少（20种）,常见的优势种有：百陶箭虫（Sagitta bedoti）、微刺哲水蚤（Canthocalanus pauper）、中华哲水蚤（Calanus sinicus）等12种（Y>0.02）。浮游动物的年平均丰度和生物量分别为（153.40±214.73）个/m³、（411.93±561.76） mg/m³,二者存在明显的季节变化,平均丰度为春季（380.17±296.14）个/m³>夏季（135.30±112.59）个/m³>秋季（67.88±90.52）个/m³>冬季（25.30±19.11）个/m³;平均生物量为夏季（895.01±802.54） mg/m³>春季（623.39±358.73） mg/m³>秋季（91.08±82.36） mg/m³>冬季（45.96±84.95） mg/m³。多样性指数（H''）和均匀度指数（J''）的年平均值分别为1.71±0.96和0.53±0.20,均表现出夏秋季较高、冬春季较低的特征。聚类分析结果表明调查海域的浮游动物可划分为夏季类群、秋季类群、冬季类群和春季类群4组类群。Pearson相关性分析和冗余分析（RDA）结果表明,海水温度、盐度、叶绿素a浓度是影响大陈岛海域浮游动物群落特征的重要环境因素。此外,夏季大陈岛海域水母类浮游动物暴发的现象值得关注。研究结果将为大陈岛海域的生物多样性保护及渔业资源可持续开发利用提供可参考的数据资料。     

p62蛋白的分子功能及其在疾病中的研究进展

螯合体1(SQSTM1/p62)是一种选择性自噬接头蛋白,在清除待降解蛋白、维持细胞内蛋白质稳态中发挥重要的调控作用。p62蛋白具有多个功能结构域,介导与多种蛋白质发生相互作用进而精确调节特定的信号通路,从而将p62蛋白与氧化防御系统、炎症反应和营养感知等重要生命过程联系起来。研究表明p62的突变或者表达异常与多种疾病的发生发展过程密切相关,包括神经退行性疾病、肿瘤、感染性疾病、遗传性疾病以及慢性疾病等。本文综述了p62蛋白的结构特征、分子功能,并系统介绍其在蛋白质稳态和信号通路调控中的多种功能,总结了p62在疾病发生发展中的复杂性与多面性,以期为p62蛋白的功能与相关疾病研究提供参考。     

佛山市禅城区小型兽类组成及多样性的时空变化

城市化导致的野生动物生境破碎化,会使野栖小型兽类更多聚集分布于城区斑块化的农区和公园生境中,因而其多样性组成及时空变化模式可能会与其他区域不同,了解这些模式对防控城区野栖小型兽类的危害具有重要支撑作用。本研究于2020年12月至2021年10月,分4个季节在佛山市禅城区3个公园和7处农区生境中以夹捕法调查小型兽类,比较了小型兽类的种类、密度和生态学指标的时空差异。共有效置夹1843夹次,捕获小型兽类2目2科4属7种共244只。其中劳亚食虫目（Eulipotyphla）的臭鼩（Suncus murinus）占总捕获动物的48.77%;啮齿目中黑缘齿鼠（Rattus andamanensis,20.90%）和卡氏小鼠（Mus caroli,18.03%）为优势鼠种,黑缘齿鼠为佛山市新增记录,卡氏小鼠为禅城区新增记录。4次调查总捕获率达13.28%±0.93%,12月的啮齿类捕获率显著低于4月;公园的总捕获率和啮齿类捕获率都比农区略高,而臭鼩捕获率比农区略低,但差异不显著。12月的物种丰富度和优势度指数最高,均匀度指数最低;4月的多样性指数最高,优势度指数最低;而10月的均匀度指数最高,物种...     

珍稀濒危植物蒜头果种子萌发特征与幼苗类型的研究

以去除果皮后阴干的珍稀濒危植物蒜头果种子为材料,在温室大棚沙池内进行层积处理,从层积处理开始至子叶出土的不同萌发阶段,考察蒜头果种子发育形态、贮藏物质积累、酶活性以及幼苗类型等变化特征,初步探讨其种子休眠形成原因。结果显示：(1)蒜头果种子从解除休眠开始至萌发形成幼苗的过程约需195 d,其中幼胚的形态发育后熟约需75 d,随后30 d内是种子集中萌发的时期,其发芽率达到最高(53.33%);依据种胚发育形态的标志特征将此过程划分为7个阶段(S1～S7阶段):S1阶段种子未萌发,S2阶段种胚“露白”,S3阶段胚根突破种皮长超过1 cm, S4阶段下胚轴与胚根连接处形成弯钩结构,S5阶段“S”型胚形成及胚根前端膨大,S6阶段种子不仅具有膨大的胚根且已有侧根的分化,S7阶段子叶脱落,胚芽出土,真叶出现。(2)蒜头果种子在湿沙层积过程中,种胚胚长和胚率从S1阶段的(5.49±1.57)mm和(19.48±5.72)%分别增加至S6阶段的(67.92±2.94)mm和(240.75±15.29)%,胚率平均增加了12.4倍,显示蒜头果种子的胚需要经历后熟过程才能萌发,属于胚后熟型种子。(3)从...     

植物生长发育和逆境响应中SR-like蛋白的研究进展

同一基因pre-mRNA经可变剪接(alternative splicing, AS)后能够产生不同的转录本,使得编码的蛋白在细胞中的定位、稳定性和翻译后修饰的功能发生改变,进而增强应答发育及环境胁迫的能力,富含丝氨酸-精氨酸蛋白(serine/arginine-rich proteins, SR proteins/SR)是决定可变剪接效率和准确性的一个重要剪接因子家族。该文在简要介绍SR蛋白概念、分类的基础上,首次系统综述了植物特有的SR蛋白亚家族SR-like(SR45/45a)结构特点、成员构成、亚细胞定位和转录调控功能,尤其是对于非生物胁迫应答过程中相关基因可变剪接的调控机制进行了阐述,并展望了未来植物SR-like可能的前景方向和研究内容。     

甘蓝型油菜RPD3/HDA1基因家族鉴定及早熟相关基因挖掘

该研究运用生物信息学方法鉴定甘蓝型油菜RPD3/HDA1基因家族,检测了其在‘黔油早2号’和‘中双11’中的表达水平及2个品种在低温(4℃)和ABA胁迫下该家族基因的表达特征,以探讨RPD3/HDA1基因在甘蓝型油菜中的潜在功能,为早熟油菜抗逆性遗传改良提供理论基础和候选基因。结果表明:(1)在甘蓝型油菜全基因组中共鉴定到28个RPD3/HDA1基因,将其命名为BnHDA1~BnHDA28,聚类为4个亚家族,同一亚家族成员的基因结构较为相似;在该基因家族中共检测到16对复制基因,均为片段重复。(2)顺式作用元件预测统计中共发现675个元件与植物激素、环境胁迫和光响应有关。(3)qRT-PCR分析显示,RPD3/HDA1基因在‘黔油早2号’中的表达量均高于‘中双11’;低温胁迫下,‘黔油早2号’和‘中双11’中RPD3/HDA1基因呈差异表达,与‘中双11’相比,RPD3/HDA1基因在‘黔油早2号’中的下调幅度较大;ABA处理后,RPD3/HDA1基因在2个品种中表达模式不一致,‘黔油早2号’中大部分RPD3/HDA1基因表达量较‘中双11’下调幅度小。研究认为,RPD3/HDA1基因可能在油菜开花中发挥调节作用,而且可能通过激素信号通路和防御信号通路参与油菜的生长发育和防御反应的调节。     

大叶杨干旱和水淹胁迫的转录组分析

大叶杨（Populus lasiocarpa）是中国特有的杨属物种,干旱和水淹是影响大叶杨生长和分布范围的两个关键因子。AP2/ERF转录因子家族在植物响应非生物胁迫中发挥重要作用。本研究采用转录组测序、生物信息学分析手段并结合分子实验验证初步鉴定了参与大叶杨干旱和水淹胁迫响应的关键基因。研究结果显示：（1）在大叶杨中分别鉴定到3,986/385个响应干旱/水淹胁迫的差异表达基因,其中包括237个同时响应干旱和水淹胁迫的差异表达基因。（2）在大叶杨中共鉴定到205个AP2/ERF家族成员,系统发育分析表明其在大叶杨中主要分为5个亚家族,并显著富集于差异表达基因中。（3）筛选部分胁迫前后差异表达的PlAP2/ERF基因进行qRT-PCR实验,经证实这些基因在大叶杨受到干旱/水淹胁迫时均可被诱导表达。综上,大叶杨在水淹胁迫下的差异表达基因数量明显少于干旱胁迫,AP2/ERF基因家族的部分基因参与到大叶杨干旱/水淹胁迫的应激表达过程。     

利用CRISPR/Cas9系统构建ITGαV及ITGβ3敲除细胞系

本试验旨在采用CRISPR/Cas9技术获得整合素αV(Integrin αV,ITGαV)及整合素β3(Integrin β3,ITGβ3)基因敲除的猪睾丸(Swine testicle,ST)细胞系,进而在细胞水平上研究ITGαV及ITGβ3在猪δ冠状病毒(Porcine deltacorovirus,PDCoV)入侵过程中的作用及相互作用机制。根据GenBank上猪的ITGαV及ITGβ3基因序列分别设计三对引导RNA(sgRNA),并整合到LentiCRISPR‐V2载体上,与辅助质粒pSPA×2及pMD2.G共转染293 T细胞进行慢病毒包装,包装完成后感染ST细胞并用嘌呤霉素进行压力筛选。用T7酶进行酶切检测,选出编辑效率较高的细胞群体,进一步用有限稀释法筛选出单克隆敲除细胞系。对分离出的ST‐ITGαV^KO(敲除ITGαV基因的ST细胞)及ST‐ITGβ3^KO(敲除ITGβ3基因的ST细胞)的单克隆细胞系进行测序和Western Blotting鉴定,结果显示ITGαV与ITGβ3均被成功敲除。采用敲除细胞系进行PDCoV感染试...