350m氦氧模拟饱和潜水过程中潜水员坐位踏车时心缩间期的变化

在350m氦氧模拟饱和潜水过程中,对4名男性潜水员采用耳密度图导数图方法观察坐位踏车时心缩间期变化。在压力(300、230、135m)下和减压后的主要变化是等容收缩期、射血前期(PEP)和PEP/左室射血时间加大,与加压前比较有显著差异,尤其在踏车负荷加重时更为明显。提示心肌收缩力受高气压的影响而降低。     

神经元图像大数据的弱监督自动识别技术

在介观尺度上，小鼠大脑图像的数据量可达到10 TB量级，人脑数据量则达到惊人的几十PB，从海量脑图像数据中识别和分析神经元的形态是一项复杂且具有挑战的任务。当前研究人员提出了基于传统机器学习和深度学习的神经元识别算法，其中传统机器学习方法存在迁移、泛化能力较差的问题，基于深度学习的算法虽然可以通过海量精确标注的训练数据提高模型的泛化性，但缺乏精确且丰富的图像标记数据集，因此同样存在过拟合和泛化能力弱等问题。本文提出了一种基于深度学习的弱监督神经元识别方案，仅需要少量有标注的数据，即可通过迭代策略获取海量神经元图像的精确识别结果，具备较强的泛化能力，并最大限度减少人工参与量。该方法在fMOST、BigNeuron等数据集上进行了实验，自动识别精度F1值分别为0.9247和0.8318，优于其他对比的神经元识别算法。     

蛭态轮虫中国新记录种及其研究展望

轮虫动物门蛭态亚纲轮虫由于其严格的孤雌生殖和低湿休眠特性而成为吸引各领域学者研究的重要类群。研究对2018年在珠海万山群岛采集的苔藓样品进行观察, 发现蛭态轮虫中国新记录种环颈敖突轮虫Otostephanos torquatus Bryce, 1913。目前国内缺少对该蛭态轮虫的详细形态描述, 文章通过对该种的形态观察以及咀嚼器扫描电镜拍摄, 阐述环颈敖突轮虫的主要分类特征。该物种重要分类依据为内腔里含有食物泡, 轮盘带有特殊环状结构, 上唇裂片呈三角形及裂片高度低于头冠高度, 咀嚼器齿式7/7。通过检测该轮虫的CO Ⅰ序列, 与基因库中已有同科同属相似种的CO Ⅰ基因序列聚类对比, 证明了该种属于敖突轮属的遗传位置。相较于其他国家对蛭态轮虫的研究成果及其在进化研究中的重要地位, 我国学者应该加强对蛭态轮虫的研究探索。     

植物大年结实及其与动物贮食行为之间的关系

大年结实(mast seeding)是多生年植物种群周期性同步大量繁殖的一种自然现象。大年结实作为植物适应环境条件、提高繁殖能力的一种策略而备受关注, 但其驱动机制和进化意义尚存在较大争议。在依赖动物扩散种子的植物中, 大年结实被认为是一种调控动物贮食行为、提高种子扩散效率, 并最终增加繁殖成功率的一种策略; 动物介导的植物间互作可能是促进植物共存的进化驱动力。本文简要梳理了大年结实现象的各种假说, 提出了一个包括气候、资源、动植物互作的理解大年结实机制的概念框架, 并着重讨论了大年结实和动物贮食行为之间的关系及其进化和生态意义。建议未来研究需要借助长期生态监测和分子生物学方法, 揭示植物大年结实与动物贮食行为之间的生态与进化过程。     

长期氮添加对草甸草原生态系统氮库的影响

大气氮沉降增加深刻影响生态系统物种多样性、生产力及其稳定性,研究草原生态系统N库如何响应不断增加的大气氮沉降至关重要。本研究在内蒙古额尔古纳草甸草原开展刈割和不同水平外源氮添加试验,设置6个氮添加水平: 0、2、5、10、20和50 g·m^-2·a^-1,同时设置刈割处理,分为刈割和不刈割2个水平。在连续处理的第7年,采集群落中优势植物地上部分、群落根、地表凋落物和0～100 cm分层土壤样品,测定N含量并计算N库储量。结果表明: 氮添加显著增加植物地上部分和凋落物N含量,以及羊草、植物群落和凋落物的N库及生态系统N库总量。刈割处理显著增加羊草叶片和凋落物N含量,降低羊草、植物群落和凋落物N库,但并不改变它们对氮添加的响应格局。此外,刈割和氮添加对植物群落N库存在显著的交互作用。在不刈割处理下,高水平氮添加使更多的氮储存在凋落物中等待分解,植物群落N库的饱和阈值出现在10 g·m^-2·a^-1;在刈割处理下,植物群落N库表现为随氮添加量增加而不断增加,并且在相同水平氮添加条件下刈割后进入到植物群落N库中的氮更多。刈割可以缓解氮沉降不断增加对生物多样性和生态系统稳定性造成的不利影响,并可以在一定程度上推迟氮沉降增加引起的生态系统氮饱和的发生。     

片突菱纹叶蝉感染枣疯植原体与Wolbachia的检测及系统发育分析

[目的]探讨片突菱纹叶蝉Hishimonus lamellatus Cai et Kuo不同种群中枣疯植原体与沃尔巴克氏体Wolbachia的感染情况和Wolbachia在不同器官组织分布,明确枣园菱纹叶蝉中Wolbachia的感染类型和分类地位,为研究Wolbachia感染对枣疯植原体潜在介体叶蝉生物学及生态学影响奠定基础.[方法]通过枣疯植原体和Wolbachia的基因特异性引物对片突菱纹叶蝉田间自然种群和实验室种群进行分子检测和鉴定.[结果]田间采集的片突菱纹叶蝉成虫植原体感染率在55％-61％之间,而Wolbachia感染率为3％-4％.田间采集的片突菱纹叶蝉自然种群经室内饲养,在1-4龄若虫中检测到Wolbachia,2-5龄若虫中检测到了植原体.片突菱纹叶蝉实验室饲养无植原体种群在其卵巢、卵和若虫中发现感染Wolbachia,在其唾液腺和消化道也检测到了Wolbachia,感染率在58％-100％之间.基于Wolbachia的wsp基因构建系统发育树,发现片突菱纹叶蝉体内的2个Wolbachia株系同属于B大组,但不同于B大组其他株系,属于新株系wLam1和wLam2.[结论]片突菱纹叶蝉成虫采自田间种群可以感染枣疯植原体和Wolbachia,无植原体叶蝉实验室饲养种群成虫感染Wolbachia显著高于田间种群,片突菱纹叶蝉体内2个Wolbachia株系属于B大组.这一研究结果为Wolbachia作为介体叶蝉生物防治剂进一步利用提供了基础信息.     

L-氨基酸脱氨酶的分子改造及其用于全细胞催化法生产α-酮戊二酸条件的优化

酮戊二酸(α-ketoglutaric acid,α-KG)是谷氨酸脱氨基的酮酸产物,作为一种重要的有机酸广泛用于食品、医药、精细化工等领域。为提高L-氨基酸脱氨酶全细胞催化法合成α-KG的效率及产量,首先通过优化全细胞催化剂制备条件及全细胞转化反应条件,包括发酵过程中的温度、诱导剂浓度、诱导剂添加时刻、诱导时间等;全细胞转化过程中的温度、pH、细胞量、转化时间。各个条件优化后以200g/L谷氨酸钠为底物时,产量最终提高了54. 9%,摩尔转化率为39. 6%。其次,通过定点饱和突变对L-氨基酸脱氨酶进行定向进化以提高其催化能力。经过多次突变、筛选,最优突变体E. coli BL21-pET-20b(+)-pm1152催化200g/L谷氨酸钠生成α-KG最高产量为100. 9g/L,摩尔转化率为64. 7%,较最初对照菌株提高了66. 3%。结果表明,条件优化和饱和突变可有效提高重组大肠杆菌全细胞转化合成α-KG的能力。