蛹虫草菌生物合成虫草素的研究进展

蛹虫草Cordyceps militaris是我国传统的药用真菌,虫草素是蛹虫草的主要活性成分,具有抗癌、抗肿瘤、抗病毒等多种生理功能。蛹虫草菌液体发酵是最有希望实现高效生产虫草素的途径,但现阶段生产强度低,亟需应用发酵工程及代谢工程手段提高虫草素产量。文中对液体发酵体系中培养基组分(碳/氮源、前体物质、金属离子等)和培养条件(pH、溶氧量、光照等)对虫草素产量的影响进行了总结,并对虫草素的分离纯化、生物合成基因簇及合成代谢途径进行了阐述,最后探讨了实现虫草素高效生产的关键环节。     

基于工程教育认证的“发酵工程”课程教学设计与实践

"发酵工程"是生物工程专业的核心主干课程,实践性和应用性较强。基于工程教育认证的产出导向理念,设定了"发酵工程"合理具体的课程目标,聚焦学生的工程知识掌握及问题分析、工程设计及研究能力培养。针对不同课程内容模块,以课程目标达成为导向,对教学内容及方法、教学设计与实施过程进行整合并优化,采用了多元化、注重课程形成性评价的考核方式。构建了课程目标达成评价模式,形成了"设计—实施—考核—评价—改进"闭环运行的课程质量保障体系。课程教学改革有效提高了学生理解、分析、设计、研究发酵工程问题的能力,增强了学生的科研兴趣和创新能力。     

转变教育理念，强化实践环节，提高微生物学教学质量

微生物学是一门研究微生物的生命活动规律及其应用技术的学科。为了使不同学科背景和不同发展愿景的学生在有限的课时内能深入领会微生物学知识、掌握实验技能、增加对社会热点问题的理解,浙江大学从2013年开始对微生物学课程进行了改革。通过转变教学理念、融入课程思政、强化实验技能、重视评价导向等手段,使微生物学课程的教学质量有了明显的提升。     

基于F3Net显著性目标检测的蝴蝶图像前背景自动分割

【目的】具有复杂背景的蝴蝶图像前背景分割难度大。本研究旨在探索基于深度学习显著性目标检测的蝴蝶图像自动分割方法。【方法】应用DUTS-TR数据集训练F³Net显著性目标检测算法构建前背景预测模型,然后将模型用于具有复杂背景的蝴蝶图像数据集实现蝴蝶前背景自动分割。在此基础上,采用迁移学习方法,保持ResNet骨架不变,利用蝴蝶图像及其前景蒙板数据,使用交叉特征模块、级联反馈解码器和像素感知损失方法重新训练优化模型参数,得到更优的自动分割模型。同时,将其他5种基于深度学习显著性检测算法也用于自动分割,并比较了这些算法和F³Net算法的性能。【结果】所有算法均获得了很好的蝴蝶图像前背景分割效果,其中,F³Net是更优的算法,其7个指标S测度、E测度、F测度、平均绝对误差(MAE)、精度、召回率和平均IoU值分别为0.940, 0.945, 0.938, 0.024, 0.929,0.978和0.909。迁移学习则进一步提升了F³Net的上述指标值,分别为0.961, 0.964, 0.963, 0.013, 0.965, 0.967和0.938。【结论】研究结果证明结合迁移学习的F³Net算法是其中最优的分割方法。本研究提出的方法可用于野外调查中拍摄的昆虫图像的自动分割,并拓展了显著性目标检测方法的应用范围。     

基于目标检测的东北虎个体自动识别

东北虎个体的自动识别是种群数量评估和制定有效保护策略的重要基础。以东北虎林园和怪坡虎园38 只虎为研究对象,将目标检测方法首次应用到东北虎个体识别研究中,采用多种深度卷积神经网络模型,以实现虎个体的自动识别。首先通过相机在不同角度对 38 只东北虎进行拍摄取样,建立包含13579张图像的虎样本数据集。由于虎的体侧条纹信息不具有对称性,所以运用单次多盒目标检测（Single Shot MultiBox Detector, SSD）方法,对虎的躯干左侧条纹、右侧条纹以及脸部等不同部位图像,进行自动检测并分割提取,极大节省手工截取时间。在检测分割出的左右侧及脸部不同部位图片基础上,运用上、下、左、右平移变换进行数据增强,使图片数目扩大为原来的5 倍。采用LeNet、AlexNet、ZFNet、VGG16、ResNet34共5 种卷积神经网络模型进行个体自动识别。为了提高识别准确率,运用平均值和最大值不同组合方式来优化池化操作,并在全连接层引入概率分别为0.1、0.2、0.3、0.4的丢弃（Dropout）操作防止过拟合。实验表明,目标检测模型耗时较少,截取分割老虎不同部位条纹能达到0.6 s/张,远快于人工截取速度,并且在测试集上准确率能达到97.4%。不同姿态下的目标部位都能正确识别并分割。ResNet34模型的准确率优于其他网络模型,左右侧条纹以及脸部图像识别准确率分别为93.75%、97.01%和 86.28%,右侧条纹识别准确率优于左侧条纹和脸部图像。研究为野生虎自动相机影像的识别提供技术参考。在未来研究中,对东北虎个体影响数据进行扩充,选取更多影像数据进行训练,使网络具有更强的适应性,从而实现更准确的个体识别。     

生物多样性国际发展援助作用、现状与中国行动思考: 基于CBD履约视角

生物多样性国际发展援助是在全球范围达成《生物多样性公约》(Convention on Biological Diversity, CBD)目标和联合国可持续发展目标(Sustainable Development Goals, SDGs)的主要途径, 也是中国在全球范围践行习近平生态文明思想、参与国际环境治理、维护中国海外发展利益和构建良好国际形象的重要政策工具。当前中国生物多样性对外援助理论和实践尚处于起步阶段, 研究基于对全球生物多样性官方发展援助(Official Development Assistance, ODA)融资水平分析, 以及全球主要多边和双边生物多样性援助组织政策经验总结, 从援助融资、总体布局、重点实施三个层面提出中国生物多样性对外援助总体规划和行动建议, 以期为即将于2021年在云南举办的COP15大会上, 中国作为东道国提出未来十年全球生物多样性治理国际倡议和国家行动计划提供理论支持。     

早期液体复苏对感染性休克患者血流动力学的影响

目的：早期液体复苏对感染性休克患者血流动力学的影响。方法：选取2012年2月-2013年2月我院ICU收治的26例感染性休克患者作为研究对象,随机分为对照组和试验组,各13例。两组患者均采用PICCO监测,并根据早期复苏目标导向（Earlygoaldirectedtherapy,EGDT）进行早期液体复苏治疗。对照组和试验组复苏液分别为林格液和6％羟乙基淀粉130／0．4氯化钠溶液。分别于复苏开始时（Oh）、8h和24h收集患者的血流动力学参数。结果：两组患者CO及PAWP水平均随着时间的延长下降,而CI、CVP及SVR水平均随着时间的增加上升。除对照组CI外,与开始复苏（oh）相比较试验组和对照组的C0、CI、CVP、SVR及PAWP与开始复苏（O小时）相比较均有显著差异（P值均〈0．05）。经重复测量资料的．方差分析进行比较发现,与对照组相比较,试验组CVP和SVR上升水平及PAWP下降水平明显,差异具有统计学意义（P值均〈0．05）。结论：感染性休克患者使用6％羟乙基淀粉130／0．4氯化钠溶液进行复苏,能更好的改善患者的血流动力学指标。     

基于成果导向教育理念的“微生物工程工艺与设备”课程教学改革与实践

"微生物工程工艺与设备"课程是生物工程专业的核心课程,具有较强的实践性和应用性。将成果导向教育理念引入到该课程教学改革中,围绕三个方面进行:明确课程培养学生的能力,制定课程的预期学习产出;在预期学习产出的基础上优化教学过程,通过整合教学内容,构建"课堂理论强化—网络教学平台—现场教学—仿真模拟"多元立体化教学平台,强化学生的主体地位,实现预期学习产出;建立合理的学习考评体系,评估学习产出,促进课程持续改进。     

基于成果导向教育理念的“发酵工程实验”课程内容设计及实践

"发酵工程实验"是生物工程专业的工程类重要主干课之一,是培养学生工程设计、工程实践和创新思维的重要课程。基于构思—设计—实现—运行(conceive—design—implement—operate,CDIO)理念,"发酵工程实验"通过构建模块化课程内容,以构思、设计、实现、运作的项目导向模块开展课程设计,进行目标导向的教学模式改革。以"发酵工程实验"课程为载体,将工程基础知识、发酵工程系统实践能力、团队合作能力、创新能力培养等融为一体。建立基于成果导向教育(outcome-based education,OBE)理念的学生学习效果评价体系,完成"发酵工程实验"课程教学任务。学生对改革后的"发酵工程实验"课程满意度明显提高,教学效果显著。