生物信息学中的数据库技术

生物信息学是近年来发展最快的学科之一,各类生物信息数据库不断的涌现。随着生物分子数据量的迅速膨胀,数据结构日趋复杂,生物信息学对数据库技术提出了更高的要求。本文讨论了目前生物信息学中数据库技术的发展现状、面临的问题和未来趋势,主要包括数据库管理、数据库分析、数据库集成等。     

基于神经网络简单集成的湖库富营养化综合评价模型

根据中国水利部推荐的地表水富营养化控制标准,以叶绿素a、总磷、总氮、化学需氧量和透明度为评价指标,采用线性插值方法生成均匀分布的训练样本,建立了用于湖泊、水库富营养化综合评价的神经网络简单集成模型,其个体网络采用反向传播网络。通过递增法分别确定个体网络隐含层节点数为3,集成规模为40。所有个体网络均采用弹性反传训练算法和带动量的梯度下降学习算法。将该模型应用于巢湖富营养化综合评价,结果表明该模型有效消除了单个反向传播神经网络对初始网络权重的敏感性,泛化能力得到显著的提高。该模型的评价结果与综合营养状态指数法差异极显著,而与插值评分法差异不显著;但相关性较高,相关系数分别为0．9406和0．8891。通过对比分析,表明该模型较好地归纳了评价标准中的潜在评价规则,评价结果客观、可靠。     

肿瘤亚型识别研究中智能算法的应用

目的:为解决肿瘤亚型识别过程中易出现的维数灾难和过拟合问题,提出了一种改进的粒子群BP神经网络集成算法。方法:算法采用欧式距离和互信息来初步过滤冗余基因,之后用Relief算法进一步处理,得到候选特征基因集合。采用BP神经网络作为基分类器,将特征基因提取与分类器训练相结合,改进的粒子群对其权值和阈值进行全局搜索优化。结果:当隐含层神经元个数为5时,候选特征基因个数为110时,QPSO/BP算法全局优化和搜索,此时的分类准确率最高。结论:该算法不但提高了肿瘤分型识别的准确率,而且降低了学习的复杂度。     

分布式技术在生物信息资源建设中的应用

由于生命科学研究的复杂性,以及系统生物学的面向多个生物学水平进行研究的特点,对大规模、分布式应用资源进行整合是生命科学信息资源建设中面临的主要问题,分布式技术的应用使生物信息资源建设实现了高度的自动化,并行化。本文对分布式集成技术在生物学领域的应用和未来发展做了简要综述。并结合当今技术趋势给出了生物信息学项目进行分布式资源整合的解决方案。     

集成微管路电位分析及其在生态学研究中的应用

本文介绍了集成微管路电位分析原理,实验装置、分析特点及其在生态学研究中的应用。采用此微型装置测定了土壤、植物、水、血清、药物中的K~ 、Na~ 、Cl~-、pH、NH_3、NO_3~-、Ca~(2 )、Mg~(2 )、F~-、CN~-、I~-、S~-/Ag~ 、阿托品、东茛菪碱等,并和各种标准分析方法进行了比较,结果一致。鉴于集成微管路引入分析领域所提供的优点,它将在生态学研究中发挥重要作用。     

T-DNA Integration Category and Mechanism in Rice Genome

T-DNA integration is a key step in the process of plant transformation, which is proven to be important for analyzing T-DNA integration mechanism. The structures of T-DNA right borders inserted into the rice (Oryza sativa L.) genome and their flanking sequences were analyzed. It was found that the integrated ends of the T-DNA right border occurred mainly on five nucleotides “TGACA” in inverse repeat (IR) sequence of 25 bp, especially on the third base “A”. However, the integrated ends would sometimes lie inward of the IR sequence, which caused the IR sequence to be lost completely. Sometimes the right integrated ends appeared on the vector sequences rightward of the T-DNA right border, which made the T-DNA, carrying vector sequences, integrated into the rice genome. These results seemingly suggest that the IR sequence of the right border plays an important role in the process of T-DNA integration into the rice genome, but is not an essential element. The appearance of vector sequences neighboring the T-DNA right border suggested that before being transferred into the plant cell from Agrobacterium, the entire T-DNA possibly began from the left border in synthesis and then read through at the right border. Several nucleotides in the T-DNA right border homologous with plant DNA and filler DNAs were frequently discovered in the integrated position of T-DNA. Some small regions in the fight border could match with the plant sequence, or form better matches, accompanied by the occurrence of filler DNA, through mutual twisting, and then the T-DNA was integrated into plant chromosome through a partially homologous recombination mechanism. The appearance of filler DNA would facilitate T-DNA integration. The fragments flanking the T-DNA fight border in transformed rice plants could derive from different parts of the inner T-DNA region; that is, disruption and recombination could occur at arbitrary positions in the entire T-DNA, in which the homologous area was comparatively easier to be disrupted. The structure of flanking sequences of T-DNA integrated in the rice chromosome presented various complexities. These complexities were probably a result of different patterns of recombination in the integrating process. Some types of possible integrating mechanism are detailed.     

体外诱导脐血间充质干细胞向胰岛β样细胞分化的初步研究

探讨脐血间充质干细胞能否在体外向胰岛 b样细胞分化, 并探索其诱导条件.在无菌条件下采集正常产妇脐血, 用羟乙基淀粉沉淀法分离脐血中的有核细胞, 进而采用贴壁筛选法获得脐血间充质干细胞.纯化后的脐血间充质干细胞用表皮生长因子、 b-巯基乙醇、高糖、激活素A和肝细胞生长因子进行诱导.观察诱导后的细胞形态变化, 采用胰岛素免疫荧光染色对诱导后的细胞进行鉴定, 定量检测胰岛素分泌水平及其对葡萄糖刺激的反应性.结果发现, 经过诱导后, 细胞形态发生明显变化, 形态变圆而且聚集成团; 诱导后细胞的胰岛素免疫荧光染色为阳性; 而且细胞能分泌少量胰岛素, 并对糖刺激具有反应性.由此提示, 在体外, 脐血间充质干细胞具有向胰岛b样细胞分化的潜能.     

天山中部雪豹栖息地适宜性研究初报

栖息地丧失和破碎化是许多濒危物种面临的主要威胁,对于分布在高原山地的濒危物种雪豹亦是如此。为了更好地了解天山雪豹的分布情况和栖息地质量,2018年11月至2019年6月,我们在天山中部借助红外相机开展野外调查,调查面积2 425 km²,共获得78个雪豹的出现位点。利用8个物种分布模型对雪豹在此地的生境选择建模,综合结果表明,崎岖度和海拔是影响雪豹分布的主要因素,其中崎岖度大于70和海拔1 700~2 900 m是雪豹出现频率最高的地区。集成模型空间预测显示大部分适宜栖息地集中于乌苏市以东至板房沟分局管辖地区。本研究通过野外调查和模型分析获得了天山中部雪豹的分布区域及环境因子对其的影响,为天山雪豹保护及跨境合作提供科学的数据支撑。