龙须菜(Gracilariopsis lemaneiformis)中两种分支酸代谢酶对温度和水杨酸的响应及其原核表达研究

龙须菜(Gracilariopsislemaneiformis)在我国主要用作鲍饵料和琼胶生产原料,但是南方夏季高温限制了龙须菜的栽培和产业化。抗逆植物激素水杨酸(salicylicacid,SA)与分支酸代谢之间存在着密切的联系。本文以两种分支酸代谢酶——异分支酸合成酶(isochorismate synthase,ICS)和分支酸变位酶(chorismatemutase,CM)为研究对象,分析了23℃(常温)和33℃(高温)条件下添加SA对龙须菜中两种分支酸代谢酶编码基因转录水平的影响。结果表明高温和SA不同程度地刺激了两种分支酸代谢酶转录水平的表达,如在3—12h,SA添加后ics表达量分别提高到常温对照组的2.84—4.76倍和高温对照组的1.25—1.62倍;在24h时,cm表达量分别提高到常温对照组的2.73倍和高温对照组的1.82倍。然后,我们将两种酶的编码基因分别转化到原核表达载体pET28a中,结果得到了多以包涵体形式大量表达的重组ICS和CM蛋白,其最佳诱导条件为0.1mmol/LIPTG在16℃诱导24h,并用镍柱初步纯化了重组蛋白。该研究为阐明温度和外源SA对龙须菜中两种分支酸代谢酶的影响规律,以及为从蛋白水平研究这两种代谢酶提供了资料。     

香鱼(Plecoglossus altivelis) JNK1基因克隆及其在成熟卵过熟进程中的表达变化

c-Jun氨基端激酶(c-JunN-terminalkinases,JNKs)是丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)蛋白超家族成员之一,参与细胞骨架构建、细胞凋亡等多种细胞活动。本研究克隆了香鱼(Plecoglossusaltivelis)JNK1基因cDNA序列,并检测了其成熟卵在排入体腔保存不同时间(0—96h)的过熟过程中JNK1基因的表达变化。结果显示,香鱼JNK1基因cDNA序列全长1670bp,含一个长度1155bp的开放读码框,编码384个氨基酸,预测蛋白分子质量约44.2kDa、理论等电点6.61。氨基酸序列多重比对显示硬骨鱼类中JNK1氨基酸序列高度保守,香鱼与黄鳝的JNK1序列相似性最高(97.6%)。系统进化树分析显示各种脊椎动物的JNK1、JNK2、JNK3分别聚为一簇;本研究获得的香鱼JNK1位于JNK1大簇中并与黄鳝JNK1优先相聚,表明二者进化关系较近。RT-PCR检测结果显示健康香鱼JNK1基因在脑和性腺中高表达,肝和鳃中无表达。实时荧光定量PCR检测显示香鱼成熟卵JNK1基因的表达变化与卵的受精率、孵化率随保存时间延长而降低之间存在相关性:成熟卵随保存时间的延长JNK1表达量逐渐升高、在48h时达到峰值(24h、48h时的表达量分别为0h时的1.49倍和2.55倍),在此期间卵有较高的受精率和孵化率(48h时分别为88.99%和67.32%);保存时间继续延长时卵内JNK1基因都处于高表达水平,72h和96h时的表达量分别为0h时的2.32倍和1.53倍,而卵的质量也在保存超过48h后急剧下降(72h时受精率和孵化率分别为50.2%和25.54%)直至基本失去受精、孵化能力(96h时受精率和孵化率分别为10.83%和0.54%)。综上,香鱼JNK1基因表达上调与香鱼成熟卵的过熟凋亡过程密切相关,为深入研究香鱼JNK1基因的功能及卵过熟机制提供了基础资料。     

基于ECharts的FerryBox水文数据可视化研究

为实现FerryBox数据真实、高效的可视化表达,针对该系统采集数据时数据空间和时间同时变化等特点,在全面分析了目前FerryBox数据可视化方案存在的不足的基础上,结合图表库ECharts.js及Web前端技术,提出了一套FerryBox交互式可视化方案。实验表明,该方案具有一定的可行性和高效性,可以为FerryBox在水环境观测领域的应用提供有效的可视化平台。     

基于WebGL的二维三维融合态势可视化设计及关键技术研究

战场态势可视化通过对作战对象的几何特征和拓扑关系的展现,使得复杂战场信息数据易于理解,以直观的方式展示大量战场信息分析的结果。本文阐述了基于WebGL的二三维融合态势可视化系统架构,提出了多源数据的统一管理、二三维军标一体化表达、基于WebGL的显示引擎技术,实现了多种态势信息综合显示和战场态势空间分析功能。通过大量真实空间数据的测试,本文提出的方法表现了良好的渲染效果。     

线纹海马Hippocampus erectus的tlr21基因结构及其对CpG-ODN的应答特征

作为先天性免疫反应中重要的模式识别受体之一, TLR(toll-like receptor)基因家族介导的先天性免疫是脊椎动物抵御病原微生物的重要防线。研究分析了线纹海马Hippocampus erectus tlr21基因的序列特征, 并基于抗原注射实验探讨了海马tlr21的免疫功能。线纹海马tlr21基因的开放阅读框长度为2946bp, 编码981个氨基酸, 预测其编码蛋白相对分子量为246.98kDa, 理论等电点为4.78。tlr21编码蛋白主要包含1个信号肽和3个功能结构域: 胞外区具有14个富含亮氨酸重复序列的结构域(LRR), 跨膜区具有富含半胱氨酸的结构域, 胞内区则具有TIR结构域。同源性比较和系统进化分析表明, 线纹海马tlr21基因与虎尾海马Hippocampus comes tlr21基因的同源性最高, 其次与斜带石斑鱼Epinephelus coioides、牙鲆Paralichthys olivaceus、大菱鲆Scophthalmus maximus和红鳍东方鲀Takifugu rubripes的tlr21基因聚为一枝。tlr21基因在线纹海马的脑、鳃、肝、肠、肾、性腺、肌肉和育儿袋各组织均有分布, 肾脏中表达量最高。抗原注射实验结果发现, 线纹海马Tlr21对不同类型CpG寡脱氧核苷酸(CpG-ODNs)的识别能力存在差异, 其中, CpG-2007和CpG-HC4040对海马肾脏tlr21的mRNA表达量具有显著的促进作用(P<0.05)。研究表明, 线纹海马Tlr21能够通过识别含CpG序列的DNA发挥免疫识别作用, 研究结果将有助于系统认识海马免疫系统中TLR家族基因的功能特征, 为建立海马病害防治策略提供理论依据。     

聚类算法结果的可视化分析方法

聚类结果的可视化是发现数据规律的有效手段。本文给出的过程法PC(Process Clustergram)通过记录聚类过程中各数据簇的数量变化、拆分和重组的情况,可以显式的看出数据集在聚类过程中数据簇的变化过程以及数据簇之间的数量变化。结果表明,相较于目前的可视化方法,本方法可以发现聚类结果的稳定性与数据集的某个维度的关系,这极大地提高了数据分析的效率。     

海洋交替单胞菌（Alteromonas sp. Y-389）普鲁兰酶基因的异源表达与酶学性质分析

以海洋交替单胞菌(Alteromonas sp. Y-389)的基因组为模板,设计普鲁兰酶基因的引物并进行PCR扩增。将目的基因连接到载体pET-28a(+)后进行测序并进行生物信息学分析。结果显示,基因的开放阅读框全长4 347 bp,编码1 449个氨基酸的普鲁兰酶,为Ⅰ型普鲁兰酶,有4个保守的结构域,属于糖苷水解酶家族13;将重组质粒转化到大肠杆菌BL21(DE3),成功诱导出了可溶性的目标蛋白;随后对其酶学性质进行测定与分析,结果表明,该酶的比活力为54.53 U/mg,其最适的反应温度为35℃,最适pH为6.0,Na~+和Mn~(2+)对该酶的活性具有明显的促进作用,而Cu~(2+),Zn~(2+)与Fe~(2+)对其活性的抑制作用比较明显;其酶学参数K_m和V_(max)分别为3.12 mg/mL,228.8 U/mg,将为今后的规模化生产提供数据支持。     

基于像素模式的海量点云可视化LOD调度方法

针对受限于计算机内存,海量三维点云数据无法一次性加载显示的问题,提出了一种基于像素模式的海量点云可视化LOD调度方法。该方法主要包括生成八叉树点云索引文件和设置LOD模型调度范围两个阶段,首先采用八叉树的原理对点云数据进行分层和抽稀,生成索引文件;再基于八叉树点云索引文件构建点云LOD模型;最后根据原始点云的分辨率自动计算LOD模型节点的像素阈值。在实时可视化的过程中,以LOD模型节点在屏幕上的像素大小是否达到预定阈值为判断条件,对其进行调度,避免了距离模式下海量点云可视化出现的卡顿问题。     

基于深度学习的遥感图像匹配方法

目前,图像自动配准技术已成为图像配准领域中的研究热点之一。如何提高匹配精度是图像配准的关键步骤,基于此本文提出基于深度学习的匹配方法。首先,描述了卷积神经网络模型的网络结构,通过改善经典模型的网络结构,将其应用到影像匹配任务当中;其次,利用训练好的自适应网络模型来获取控制点的特征表达;最后,将控制点的特征表达通过欧式距离算法进行相似度匹配。实验结果表明,本文方法大幅降低了图像匹配粗匹配的错误率,为后续配准建立了良好基础,且对数据源具有良好的稳健性。     

网络三维技术下的时空可视化分析

随着数据获取技术的快速发展,海量时空数据的来源越来越广。然而受限于数据的认知能力,人们无法高效地从海量时空数据中获取有用信息。利用人的视觉带宽,进行数据可视化分析,可以大大增强对数据的认知能力,提高数据分析效率,从而更快地对时空进行感知,制定决策。时空立方体作为一种三维的时空数据可视化方法,可以直观地展示时空数据的动态特质、周期性规律以及分布状况,对于辅助决策具有重要意义。本文利用WebGL技术,实现了Web端时空立方体的快速生成;并基于中国铁路运输开展实验,对全国铁路运输时空数据进行可视化分析,验证了网络时空可视化分析的实用性。