北部湾茅尾海无瓣海桑红树林地上生物量反演——基于XGBoost机器学习算法

无瓣海桑是广西从自治区外引进的外来红树林树种,采用定量化算法精确估算无瓣海桑地上生物量对红树林生态修复以及海洋蓝碳监测提供经验和方法。论文以广西茅尾海自然保护区无瓣海桑红树林为研究对象,以野外实测无瓣海桑红树林地上生物量数据和Sentinel-1/2卫星提取的后向散射数据、波段数据、植被指数数据和纹理指数数据为数据源,通过分析各遥感因子与实测红树林地上生物量之间的重要性关系,采用极端梯度提升(XGBoost)机器学习算法对比了不同的变量组合对模型精度的影响,最后基于优选的变量组合反演了无瓣海桑红树林的地上生物量。结果表明：(1)研究区无瓣海桑红树林实测树高范围为1.55—13.58m,平均值为8.37m,胸径范围为0.7—41cm,平均值为15.62cm;(2)通过XGBoost算法优选的21个特征变量组合模型拟合效果较好,其模型在测试阶段R²=0.7237,RMSE=21.70Mg/hm²。XGBoost算法反演研究区无瓣海桑地上生物量介于19.14—138.46Mg/hm²之间,平均值为51.92Mg/hm^...     

新疆猪毛菜属植物多样性地理分布格局及其环境解释

猪毛菜属(Salsola)是新疆干旱区分布最为丰富的被子植物属之一,是盐碱和荒漠区的先锋种和建群种,对西北干旱区植被恢复与建设具有巨大生态价值。基于新疆自然分布的33种猪毛菜属物种共741个分布数据,整合利用点格局法和物种分布模型法构建了物种丰富度(SR)、加权特有性指数(WE)和校正加权特有性指数(CWE)的分布格局。选取环境能量、水分可获得性、气候季节性、生境异质性、土壤条件和历史气候变化共6类19种生态因子,利用地理加权回归模型(GWR)探究了环境异质性对猪毛菜属物种丰富度的影响。结果显示：(1)基于现实点位模型和物种分布模型构建的物种丰富度具有一致性,均呈北高南低、西高东低的破碎化分布趋势,但物种分布模型的结果在空间上比点格局法更连续,物种丰富度的高值区主要分布于准噶尔盆地南缘、准噶尔西部山地、天山西端和天山南脉南缘;(2)加权特有性指数和校正加权特有性指数的分布格局与物种丰富度分布格局具有一定差异,其最大值集中分布于准噶尔盆地南缘、伊犁河谷和塔里木盆地西南缘;(3)GWR模型结果表明,海拔变幅、土壤酸碱度和最干月降水量是制约新疆分布的猪毛菜属丰富度和特有性分布的最重要因素。     

光驱动二氧化碳转化系统的构建、优化与应用

利用光能驱动二氧化碳(carbon dioxide, CO₂)还原生产化学品对于缓解环境压力、解决能源危机具有重要意义。光捕获、光电转化和CO₂固定等作为影响光合作用效率的关键因素,同时也制约着CO₂的资源化利用效率。为了解决上述问题,本文从生物化学与代谢工程相结合的角度,系统总结了光驱动杂合系统的构建、优化与应用,并从酶杂合系统、生物杂合系统以及杂合系统应用3个方面分析了光驱动CO₂还原合成化学品的最新研究进展。在酶杂合系统方面,采用的策略主要有提升酶催化活性、增强酶稳定性等;在生物杂合系统方面,采用的方法主要包括增强生物捕光能力、优化还原力供应以及改善能量再生等;在杂合系统应用方面,主要阐述了光驱动CO₂还原生产一碳含能化合物、生物燃料以及生物食品等。最后,从纳米材料(包括有机材料和无机材料)和生物催化剂(包括酶和微生物)两个方面,展望了人工光合系统的进一步发展方向。     

首例长江江豚的野化及行为适应性研究

长江江豚的迁地保护目前已取得初步成功,野化放归是迁地保护的最后一环,也是实现迁地保护目标的必然要求。在此背景下,于2021年4月将来自天鹅洲故道迁地保护区的2头雄性长江江豚转移至与长江干流环境相似的老湾故道,尝试开展野化训练,探究其行为和发声的适应过程,评估其巡游、捕食和发声等行为能否适应较恶劣的环境,为将来规模化的野化,甚至放归自然栖息地提供技术支撑。经过为期1年的野化训练和持续监测,结果表明,老湾故道鱼类密度显著低于天鹅洲故道,丰水期鱼体密度分布不均,上游较中下游高。江豚在上游的每日平均停留时间显著高于中下游, Spearman相关性分析表明与鱼群的密度分布有显著相关性。在进入故道的前2月,江豚顺流巡游所需时间逐渐增加达到峰值,随后降低并趋于稳定。在船舶噪声适应性训练中,江豚的平均呼吸间隔在存在船只干扰时显著降低,随着干扰次数的增加,逐渐恢复至无干扰时的水平。由此认为, 2头江豚对老湾故道的低鱼类资源密度、季节性变化的流速环境及人工施加的船只噪声干扰有良好的适应性,具备放归长江的条件。这是首次实施完全自然环境中江豚的野化训练,将为规模化的野化放归提供技术支撑,促进江豚自然种群的恢复...     

酶类药物现状、问题及展望

随着生物制药的迅速发展,许多酶类药物应运而生,在治疗代谢疾病、心血管疾病、癌症等诸多疾病上发挥着越来越重要的作用。但是酶类药物也存在一些不足,如潜在的免疫原性、较短的体内半衰期,以及较差的组织靶向性,影响了酶类药物的疗效和应用。为克服这些缺点,人们已开发出多种技术,如通过糖基化、聚乙二醇修饰等分子工程技术提升酶蛋白药效,另一方面酶基因疗法也已成功用于多种酶缺陷疾病的治疗。基于酶类药物的迅速发展和广泛的应用前景,本文对酶类药物的现状进行较详细的阐述,并对酶类药物的优势、所存在的问题及未来发展趋势进行分析和评述。     

葡萄蔗糖转化酶基因家族的生物信息学及响应逆境胁迫分析

蔗糖转化酶(invertase, INV)在植物生长发育和抵御胁迫中发挥着重要作用。研究从葡萄基因组数据库中鉴定出19个蔗糖转化酶基因,对基因结构和编码蛋白质的理化性质进行生物信息学分析,并利用qRT-PCR技术分析基因在不同激素和非生物胁迫条件下的表达特征,为进一步探索葡萄INV基因家族参与葡萄逆境响应提供了一定的理论依据。结果表明,(1)该基因家族编码蛋白的氨基酸长度在150～766 aa之间,理论等电点介于4.43～9.1之间,亚细胞定位预测发现其主要在细胞质中表达,此外液泡和细胞壁也存在部分基因表达;(2)共线性结果显示VvCINV与其他5个物种复制频率较高;(3)保守基序分析表明VvCwINV包含了所有的保守基序,且Glyco＿32和Glyco＿hydro＿100是VvINV基因主要结构域;(4)组织特异性表达分析发现多数基因在葡萄生长发育进程中都有表达;(5)qRT-PCR分析结果显示,VvINV基因家族在叶片中对激素处理和非生物胁迫的响应出现上调,VvCINV1在50 mg/L GA₃和10%PEG处理后上调表达极显著,VvCINV4在盐胁迫、ABA...     

维生素E对小麦叶片衰老的影响

维生素 E(V_E)存在于细胞膜内。动物组织研究表明:它可与 O_2和 O_2~-反应,防止脂类过氧化作用,使生物膜免受损害。但 V_E 对植物组织衰老的作用,由于研究条件及对象的不同,结果却不尽一致。为此,本文研究了 V_E 对小麦叶片衰老的影响,以了解 V_E 在抗衰老中的作用。     

红茶菌在脑缺血再灌注损伤大鼠模型中的作用研究

摘要 目的：探讨红茶菌在脑缺血再灌注损伤大鼠模型中是否有改善效果。方法：将48只清洁级SD大鼠根据随机数字表法分为假手术组、模型组、红茶菌组、依达拉奉组。红茶菌组术前给予红茶菌液灌胃7天以及再灌注麻醉清醒后追加灌胃1次,依达拉奉组大鼠在再灌注前15 min经腹腔注射依达拉奉,模型组和假手术组给予生理盐水。遵循Zea Longa线栓法阻断大鼠大脑中动脉血流2 h后恢复再灌注24 h 建立MCAO模型,假手术组大鼠仅分离劲总动脉。再灌注24 h后,神经行为学评分评估脑损伤程度;TTC染色观察红茶菌对大鼠脑梗死面积比的影响并用Image J软件测定梗死面积;HE染色后观察大鼠脑组织皮层神经元病理形态学;透射电镜观察大鼠皮层神经元超微结构及线粒体形态。结果：脑缺血再灌注24 h后,对大鼠进行神经行为学评分,红茶菌组神经神经行为学评分为（2.21±0.60）,依达拉奉组神经行为学评分为（2.01±0.66）,均显著低于模型组（2.52±0.52）（P＜0.05）;TTC染色后观察到模型组大鼠大脑梗死灶明显,红茶菌组与依达拉奉组较模型组大鼠梗死面积明显减小;HE结果显示模型组大脑皮层神经元损伤明显,红茶菌组与依达拉奉组较模型组大脑皮层神经元坏死减轻,梗死面积缩小;透射电镜下观察到模型组大鼠染色质溶解,线粒体肿胀,红茶菌组与依达拉奉组较模型组溶解减少,线粒体结构较完整。结论：红茶菌可减轻脑缺血再灌注损伤大鼠模型的神经元损伤,有望成为改善脑缺血再灌注损伤的疗法或辅助疗法。     

肝细胞肝癌组织GPSM2、GFPT2、SNORA51 mRNA表达与临床病理特征的关系及对预后的影响研究

摘要 目的：探讨肝细胞肝癌（HCC）组织G蛋白信号调节蛋白2（GPSM2）、谷氨酰胺果糖-6-磷酸转氨酶2（GFPT2）、核仁小RNA 51（SNORA51） mRNA表达与临床病理特征的关系及对预后的影响。方法：选择2017年1月～2018年12月于内蒙古医科大学附属医院诊断并经手术切除治疗的HCC患者60例。采用实时荧光定量聚合酶链式反应（RT-qPCR）检测HCC组织、癌旁组织中GPSM2 、GFPT2 、SNORA51 mRNA表达情况,分析GPSM2、GFPT2 、SNORA51的mRNA表达与HCC患者临床病理特征的关系。随访3年,应用Kaplan-Meier生存曲线分析不同分组HCC患者预后情况,并应用单因素和多因素Logistic回归分析HCC患者预后的影响因素。结果：HCC组织中GPSM2、GFPT2 、SNORA51 mRNA表达水平显著高于癌旁组织（P<0.05）。HCC组织中GPSM2 mRNA高表达组、GFPT2 mRNA高表达组、SNORA51mRNA高表达组血管侵犯、TNM分期Ⅲ期比例显著高于GPSM2 mRNA低表达组、GFPT2 mRNA低表达组、SNORA51mRNA低表达组（P<0.05）。Kaplan-Meier法分析显示GPSM2 mRNA低表达组、GFPT2 mRNA低表达组、SNORA51mRNA低表达组3年生存率显著高于GPSM2 mRNA高表达组、GFPT2 mRNA高表达组、SNORA51mRNA高表达组（P<0.05）。多因素Logistic回归分析模型结果显示,血管侵犯、TNM分期Ⅲ期、GPSM2 mRNA高表达、GFPT2 mRNA高表达、SNORA51 mRNA高表达是HCC患者死亡的危险因素（P＜0.05）。结论：GPSM2 、GFPT2、SNORA51在HCC组织中异常高表达,且与血管侵犯、TNM分期等临床病理特征有关,GPSM2 、GFPT2 、SNORA51高表达是HCC患者死亡的危险因素。