Simulation and evaluation of 3D traction force microscopy

Measuring cell-generated forces by Traction Force Microscopy (TFM) has become a standard tool in cell mechanobiology. Although widely used in two dimensional (2D) experiments, only a few methods exist to measure traction in three-dimensional (3D) cell culture, since 3D volumetric high-resolution microscopy and more demanding computational approaches are required. Although it is commonly known that the selected experimental and computational setup highly influence the quality and accuracy of the results, no existing methods can adequately assess the errors involved in this process. We present a fully integrated simulation and evaluation platform that allows one to simulate TFM images and quantify errors of an applied approach for traction stress reconstruction, in order to improve experiments that attempt to measure mechanical interaction in cellular systems. In this context, we show that a careful parameter selection can decrease the reconstructed traction error by up to 40%.     

全英文“环境工程微生物学”的国家线下一流本科课程成长之路

国家一流本科课程的评审认定是教育部全面深化教育教学改革的重要举措,也是提升本科教学质量的重要一环,极大地促进了任课教师对标评价量规进行教研教改。为促进环境工程专业核心基础课的教改,“环境工程微生物学”全英课程组在先进的教育思想、方法和教育心理学的指导下,对教学理念、课程内容、教学组织和实施等多方面进行了大胆的改革和创新,注重课程思政和因材施教,增加课堂教学的师生互动和生生互动;针对工科类学生的培养目标,引入实际工程的应用案例,在课内外补充环境微生物工程领域研究的最新进展和教师的科研成果,注重提升课程的高阶性、创新性和挑战度,从多方面强化知识、能力、素质的有机融合,学生学习效果明显提高。申报并获认定为首批国家线下一流本科课程和广东省一流本科课程。     

4种种子处理剂对菜心安全性及保护作用评价

为评价4种种子处理剂对菜心种子的安全性以及对黄曲条跳甲Phyllotreta striolata (Fabricius)的防治效果和保苗作用,本研究开展了室内、田间安全性试验以及田间保护试验。室内安全性试验结果显示,40%溴酰·噻虫嗪种子处理悬浮剂、600 g/L吡虫啉悬浮种衣剂、18%噻虫胺种子处理悬浮剂、54%吡虫·氟虫腈悬浮种衣剂用量分别低于5 120、9 600、2 880、7 040 g(a.i.)/100 kg种子时,对菜心种子发芽和生长无影响。田间安全性及保护作用结果显示,40%溴酰·噻虫嗪种子处理悬浮剂和54%吡虫·氟虫腈悬浮种衣剂保护作用显著,菜心出苗后25 d的株高和鲜重与对照组相比均有增加,且差异显著。结果表明40%溴酰·噻虫嗪种子处理悬浮剂和54%吡虫·氟虫腈悬浮种衣剂对菜心种子具有较好的安全性,且对菜心苗期有良好的保护作用。     

基于主成分-聚类-逐步回归分析构建番茄苗期耐铝性综合评价体系

铝毒是限制酸性土壤中作物产量的主要因素之一。番茄(Solanum lycopersicum)是适合在酸性土壤中种植的主要经济作物, 不同品种番茄对铝胁迫的响应存在差异, 因此, 筛选苗期耐铝毒种质对番茄生产及研究具有重要意义。以10个番茄品种为材料, 采用室内土培盆栽, 设置1 000 µmol∙L^-1 AlCl₃·6H₂O处理, 测定反映植物铝胁迫下生长状况的16个形态、生理生化及光合指标。通过主成分分析, 将铝胁迫下番茄幼苗的16个指标转化为5个独立的综合指标, 累积贡献率达90.779%。基于耐铝性综合评价值(A)的系统聚类分析, 将供试种质划分为5类, 第I类为高度耐铝品种Qianxi, 第V类为高度不耐铝品种Puluowangsi。经多元线性逐步回归分析得出番茄苗期耐铝评价方程: y=0.046+0.405X₆+0.515X₁₀-0.207X₁₅+0.028X₃ (R²=0.997), 从16个指标中提取出与A值显著相关(P<0.01)的4个指标: 丙二醛含量(X₃)、净光合速率(X₆)、叶面积(X₁₀)和地下部干重(X₁₅)。利用评价方程可判断不同番茄品种苗期的耐铝性, 使番茄耐铝性鉴定工作快速简便。     

上海口岸输入性传染性肺结核病患者中结核分枝杆菌北京型特征及耐药性分析

本研究旨在了解上海口岸输入性传染性肺结核病患者中结核分枝杆菌北京型特征及其对一线抗结核药物的耐药情况,从而正确评估输入性结核病给上海地区带来的公共卫生危害,同时为地区传染性结核病防治策略的制定提供依据。针对2009年1月～2013年5月上海口岸入境体检人员中胸部影像学诊断疑似活动性肺结核病的人群,采集其连续3 d的晨痰分离培养结核分枝杆菌,用MGIT960培养法分析其对抗结核药物（链霉素、异烟肼、利福平、乙胺丁醇、吡嗪酰胺）的耐药情况,用目标缺失多重聚合酶链反应（DTM-PCR ）进行结核分枝杆菌北京型分子分型,同时采集其人口学资料。期间共监测到入境外籍疑似活动性肺结核病者193例,其中50例痰液中分离培养到结核分枝杆菌,菌培阳率为25．9％,与我国结核病普查工作中活动性肺结核病菌培阳率（25．9％）相同。分离培养并成功传代、分型的40株结核分枝杆菌中,北京型占57．5％（23／40）,显著低于同期上海口岸出境人群中的90．2％（37／41）。输入性结核分枝杆菌北京型主要来自东南亚地区（71．4％,5／7）和西太平洋地区（57．1％,16／28）。一线5种抗结核药物的耐药性检测结果显示,输入性结核分枝杆菌北京型的总耐药率为30．4％（7／23）,接近上海口岸出境人群的34．1％。输入性耐多药菌株占2．4％（1／42）,分子分型结果显示为非北京型。输入性传染性肺结核病对吡嗪酰胺的耐药率为16．7％,显著高于上海口岸出境人群的2．4％。结果提示,上海口岸输入性肺结核病患者中结核分枝杆菌北京型所占比例显著低于同期出境人群,未发现与性别和年龄相关,未发现输入性结核分枝杆菌北京型对抗结核药物耐药性的显著变化。输入性耐药性结核病带来的公共卫生危害不容忽视,在直接督导下的短程化疗（DOTS）方案中需考虑其高吡嗪酰胺耐药特征。在口岸公共卫生安全风险评估中,需重视输入性结核分枝杆菌北京型与本地流行株的差异。     

Extreme weather conditions correspond with localised vegetation death at Cradle Mountain,Tasmania

A chance observation of a drought‐related plant mortality event in early 2014 in a normally wet and cool alpine area was matched with local weather data providing a unique insight into this event. The observed plant death was largely indiscriminate in areas that were topographically predisposed to being susceptible to drought. The weather conditions surrounding this event included 5 weeks with very little rain, an extreme heatwave and subsequent brief periods where warm temperatures and dry air combined to produce highly evaporative conditions. Extreme weather conditions such as this are expected to occur with increasing frequency as a result of climate change. Observing and reporting on real‐world examples of how extreme weather events affect native vegetation is integral to improved climate change risk assessment and to inform future management actions.     

57份苎麻种质资源主要农艺性状及纤维品质鉴定评价

对57份苎麻种质的主要农艺性状和纤维品质性状进行了鉴定评价。结果筛选出高产苎麻种质10份(原麻产量≥2000 kg/hm2),纤维品质优良的种质7份(纤维细度≥2000 m/g),鲜皮出麻率≥12.5%的苎麻种质20份,炼折率超过65%的苎麻种质有10份,按照苎麻优异种质评价规范,满足高产和出麻率高2个优良指标的种质7份,满足优质和鲜皮出麻率高2个优良指标的种质1份。     

甘蓝型油菜与蔊菜属间杂种后代的苗期耐湿性综合评价

以生产上应用的耐湿性存在差异的3个甘蓝型油菜品种为对照,采用盆栽模拟湿害胁迫的方法,对15份源自甘蓝型油菜与蔊菜属间杂交获得的遗传稳定的创新种质进行苗期耐湿性鉴定和综合评价。结果显示:(1)湿害抑制根系生长,导致植株变矮,叶片发黄,生物量降低,湿害对根系影响最为严重,其次是植株总生物量积累和地上部分的生长。(2)通过主成分分析和隶属函数法,将全展叶数、绿叶率、苗高、根长、地上部分鲜重、根鲜重、植株总鲜重、地上部分干重、根干重和植株总干重等10个性状指标值转化成单一的综合评价值(D值),客观、科学、准确地对参试的18份材料进行了综合评价,为甘蓝型油菜苗期耐湿性评价提供了方法参考。(3)15份创新种质除绿叶率外的9个测定指标的耐湿性系数均高于对照品种,耐湿性综合评价结果显示,15份创新种质的D值均高于渝黄2号,13份创新种质的D值高于综合抗耐性俱佳的中油821,3份创新种质的D值高于高耐湿品种中双9号,聚类得到的高耐湿类群的7份材料中创新种质占6份(85.71%)。可见,创新种质的耐湿性平均要优于对照品种,说明通过远缘杂交获得的创新种质对甘蓝型油菜的耐湿性有了较为明显的改良和提高。