基于Barista软件的高分辨率遥感影像中建筑物3D信息的提取

城市建筑物空间信息的获取对城市规划、环境保护等社会各行业越来越重要,高分辨率商业卫星的出现为提取建筑物3D信息提供了可能性.本文基于Barista软件,利用QuickBird数据提取了建筑物的3D信息并进行了精度验证.结果表明：基于Barista软件从高分辨率卫星影像中提取建筑物3D信息,具有专业水平要求低、普适性强、操作简单、精度高等优点;当数字高程模型（DEM）和传感器定位模型精度较高、影像偏天底角较理想时,3D信息提取的水平定位精度和高度测量精度可达到1个像素水平.     

sgRNAcas9软件图形用户界面开发及应用

CRISPR/Cas9系统介导的基因组编辑技术是新一代功能强大的基因修饰技术。然而,脱靶效应(Off-target effects)是目前CRISPR/Cas9技术面临的最大问题。因此,设计脱靶风险低的sgRNA(single guide RNA)就成为关键。sgRNAcas9是一款专门用于sgRNA设计和评估脱靶效应的软件包。针对其核心运行程序,我们利用Java程序语言开发了其图形用户界面。此外,依据脱靶位点碱基数和sgRNA种子序列(seed sequences)的特异性,通过设置不同的风险等级对sgRNA的脱靶效应进行评估。随后,利用此软件设计了34 124条靶向人、小鼠、大鼠、猪和鸡中共4691个microRNA(miRNA)前体的sgRNAs。此外,随机挑选了一个靶向人miR-206前体的sgRNA进行脱靶效应评估和验证。结果发现,sgRNAcas9软件人机交互界面友好,大多数miRNA前体可通过该软件寻找到sgRNA,且他们的GC%含量范围集中于40%~60%。利用sgRNAcas9软件设计的靶向miR-206的sgRNA,其基因组编辑活性和脱靶位点可被实验验证。本研究表明sgRNAcas9图形用户界面软件能针对任意物种设计特异性的sgRNA,其可在BiooTools(http://www.biootools.com/)网站下载。     

利用MapInfo制作、展示生物学图片

Map Info软件在计算机、测绘、地理信息和气象乃至军事领域应用较多 ,而在生物学界却绝少使用或被提及 ,至今只见到关于地域分布的生物种群方面的报道。最近我们尝试使用 Map Info来进行生物学作图及其他方面的展示 ,结果较好 ,本文介绍我们的工作以及进一步的设想 ,以期与同行探讨。1　 Map Info的主要特点Map Info,是 GIS(Geographic Information System,中文名应为“地理信息系统”)中影响力较大的一种 ,它是反映人们赖以生存的现实世界 (资源或环境 )的现势与变迁的各类空间数据及描述这些空间数据特征的属性 ,在计算机软件和硬件…     

MatriX Generator （MG）：一个基于DNA片段的0／1矩阵生成程序

分子群体遗传学研究的特点是取样量人——存在于群体样本中的遗传变异必须要充分代表该群体和该物种的遗传变异量及分析的位点数多——位点样本必须恰当代表基因组。大样本的群体取样和位点取样产生大量的原始数据,使原始数据人工处理非常困难甚至不可能,从而迫切需要原始数据处理的自动化。目前一些大公司提供的凝胶图像收集仪器和配套的软件已经使原始数据的获取基本上自动化或半自动化。获得DNA片段分子量数据后,必须把这些分子量数据转变成可反映操作单位(样本)之间关系的数据矩阵,原来用于计算分子量的那些软件已不实用或派不上用场。目前,除了用于fAFLP的Binthere弥补了部分不足外,还没有此类软件。Binthere存在固定栏宽(Bin)的缺陷,也就是将分子量最大值与最小值之间等分的方法来归纳不同操作单位(OUT)之间的异同,使得分子量绝对值差很小的数据可能被归入不同的栏,导致结果不正确。为了解决这类问题,我们设计编写了一个新的软件,取名为Matrix Generator (MG)。与同类软件相比,MG具有两个主要优点：(1)采用动态栏宽和智能归并算法,克服了固定栏宽可能造成的错误：(2)可用于非荧光标记的分子标记技术。MG的基本思路是：分子量差异越小的片段,越可能是同缘片段,越应该处于相同的栏内。为此,我们采用绝对对应的动态过程。也就是说,从最小分子量到最大分子量之间的栏目数不是事先确定,而是由所分析的所有样品的特点和所使用的凝胶的分辨率(用户根据凝胶的特点给出数值)决定的。当两片段的差异小于凝胶所能达到的分辨率时,两片段被认为是同缘片段而归入相同的栏内。归并的过程从差异最小值开始,直至任意两片段的差异都大于凝胶的分辨率为止。这样就排除了同缘片段被隔离或者非同缘片段被合并的错误,从而使最可能同缘的片段归结在同一位点。MG第一版(v1．0,DOS版)集中体现了实用和易用的优点而没有包含同类软件所具有的一些功能,所以MG必须与其他软件结合使用。对于非荧光标记的分子标记技术,如RAPD、RFLP、AFLP等,可用Quantity One等软件得到分子量,用Excel生成样品与(分子量数据代表的)DNA片段矩阵,然后用MG处理。对于荧光标记的分子标记技术,如fAFIP、fSSR等,除可以用Excel牛成矩阵外,可直接用Binthere和Genotyper等生成分子量矩阵,然后用MG处理。MG输出的矩阵经过适当编辑后,就可用后续的软件如Paup、Ntsys、Philip等运算。为了检验MG的有效性,我们用六道木属(Abelia)的AFIJP分析数据进行检验,14个样品的DNA片段分别用Binthere和MG进行处理。前者得到295个含信息的位点,后者得到210个含信息的位点。用Nei and Li (1979)的算法分别计算距离矩阵并对两距离矩阵作Mantel检验。结果,两矩阵之间存在一定的差别,但相似性系数高达0．941 63,说明两种方法总体上会得到相似的结果,但局部会有所不同。用Paup对两矩阵作进一步分析,生成两个Neighbor-joining (NJ)树。结果表明,MG生成的数据更符合实际情况,而且分辨率高。     

蛋白质双向电泳图像分析

随着人类基因组计划的接近完成,蛋白质组（proteome）研究成为新的热点.其中高分辨率的双向电泳（two-dimensional gel electrophoresis, 2-DE）技术使对组织或细胞的整个蛋白质组的综合分析成为可能.近年来这一技术有了很大的改进和提高,特别是图像分析系统,算法更为先进,功能日益强大,操作也更简便,为大规模研究提供了良好的工具.使用新一代的2D图像分析系统,对离体培养的雪旺氏细胞的蛋白质样品双向电泳结果进行了初步分析,探讨了在图像扫描、点检测、背景消除、匹配、结果报告和数据分析各步中的技术问题,并报告了进行2D图像分析的体会.     

卧龙自然保护区黑熊种群生存力初步分析

依据黑熊种群的相关参数,借助旋涡软件（Vortex 8.21),对卧龙自然保护区内黑熊的种群动态进行了模拟分析,结果表明：在没有近亲繁殖和食物歉收,人类诱捕等灾害影响的情况下,卧龙黑熊种群数量100年间稳步增长;而在加入近亲繁殖和灾害等因素时,种群数据下降,据此,提出了相应的保护措施和建议。     

群体遗传学教学与研究辅助软件的设计与应用

为群体遗传学教学与研究的需要, 采用Visual Basic6.0开发设计了群体遗传学教学与研究辅助软件。软件设计综合考虑了影响群体结构各方面因素, 通过各种条件参数的设置、理论推算、计算机模拟和显示状态的选择, 以图、表的方式精确、形象直观地输出群体基因频率和基因型频率在世代间的变化、分布规律和统计特征。该软件无论从功能上, 还是从操作、界面上都是目前较为完善的教学与研究辅助软件。     

自控闪光动力学光谱仪及其在紫膜光化循环研究中的应用

在对紫膜光化循环过程的研究中,为了了解光化循环过程中间产物的性质,需要测量其瞬态光吸收的变化。动力学光谱仪就是为此目的设计的。根据脉冲光能动力学测量原理和国内外类似仪器的特点,我们研制成用于测量紫膜光循环中具有毫秒级寿命的中间产物变化的闪光动力学光谱仪。本文对该装置和软件作一简单介绍。     

利用微型计算机分子图形技术显示铁氧还蛋白的分子结构

我们利用微型计算机图形技术对两种铁氧还蛋白的分子结构进行了研究,输入蛋白晶体数据,重构出铁氧还蛋白分子的三维结构模型,并可使之统X轴、Y轴和Z轴旋转;计算出肽链上原子之间的健长、健角、(?)角:显示微区结构;进一步可使两个铁氧还蛋白的三维结构图叠合,(?)利比较分析.实验表明,微型计算机分子图开技术在研究蛋白质等生物大分子结构,运动及中与功能的关系方面是有效的工具;     

关于计算机软件发展的研究

计算机已经成为一种日常生活不可缺少的工具,在人们的生产生活的各个领域发挥越来越重要的作用。计算机通过其应用软件为人们提供服务,计算机软件的发展很大程度上扩大了计算机的应用。现在社会需要的软件功能也越来越大,怎么样开发功能强大的软件,怎么样降低软件的开发成本是一个比较重要的问题,本文对软件的现状和趋势做了一些研究。