基于马氏珠母贝(Pinctada fucata)血细胞全长转录组数据补体样组分的鉴定与分析

补体系统作为先天免疫的重要组成部分,是一种复杂的限制性蛋白水解系统,其在免疫系统中发挥着重要的防御作用。为分析马氏珠母贝补体系统的组成及作用机制,使用血细胞样品进行了全长转录组测序建库、基因比对、功能注释,共挖掘到212个潜在补体样组分相关基因。补体样组分基因经同源性比对和结构域检测分析表明,检索到的基因分别编码89个含C1q结构域蛋白、57个C型凝集素蛋白、33个纤维胶凝蛋白、11个纤维蛋白原相关蛋白、8个甘露糖结合型凝集素关联丝氨酸蛋白酶、2个含硫酯蛋白(1个C3分子,1个TEP分子)、1个补体受体、2个补体因子、9个丝氨酸蛋白酶。随机选择12个补体相关基因,使用溶藻弧菌刺激前后的血细胞样品进行实时定量PCR检测其表达水平,结果显示C1q(C1q domain containing protein)、C-lectin、MBL(mannose-binding lectin)、ficolin、MASP(mannan-binding lectin serine protease)等基因均呈现出显著差异表达,表明马氏珠母贝补体系统是一个复杂的多组分效应系统,且可能通过凝集素途径或类似于凝集素途径激活补体系统的免疫作用。研究结果为进一步验证马氏珠母贝中存在的原始补体系统提供了分子生物学证据,同时对深入了解马氏珠母贝免疫防御机制,丰富和发展海洋无脊椎动物免疫学内容也具有重要理论意义。     

海底三维声学图像实时处理系统设计

结合多核CPU硬件PC平台,设计了一种海底三维声学图像实时处理系统,主要包括声学前端信号处理子系统、数据传输控制子系统和PC客户端图像处理系统三个部分。声学前端信号处理子系统统根据接收到的多路声学换能器信号,通过两级FPGA信号处理,采集多通道水声信号,进行实时电子聚焦波束形成。为了解决海量声学数据快速传输问题,数据传输控制子系统未采用传统用户空间TCP/IP传输机制,而是直接通过嵌入式PowerPC处理器在Linux内核态采用DMA通道进行声学数据转发,减少系统调用和数据拷贝开销,有效提高网络传输效率。针对海量声学数据实时处理需求,PC客户端图像处理系统通过对复杂、耗时的单帧重建和数据拼接算法模块根据声学数据点的角度范围进行等分分割,对每个子范围声纳数据采用多线程并行处理,均衡多个CPU核之间负载,实现高性能三维声学图像实时处理。通过室内水池和湖试实验,结果表明该系统能够实时高效地进行三维声学图像采集、传输与处理。     

信息物理系统研究与应用综述

信息物理系统是以信息世界与物理世界的紧密结合为显著特征的,集计算、通信与控制为一体的网络系统。首先介绍信息物理系统的起源与发展。比较分析几个比较有代表性的信息物理系统定义,给出对信息物理系统的概念的理解与定义。在文献梳理的基础上,总结信息物理系统的主要特征。简要介绍3个典型的信息物理系统应用方案,即智能电网、生物与医疗、智能高速公路与无人驾驶。最后总结信息物理系统研究与应用中所面临的挑战,提出今后信息物理系统可能的研究热点。为更好地了解信息物理系统相关知识,为信息物理系统领域的研究提供有价值的参考。     

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EMD方法在广西夏季降水量预测中的应用

对广西夏季降水量进行EMD分解后,利用均生函数相关法,比较不同IMF分量组合建模的预测,不同组合试验预测显示,用前二个IMF分量组合建模预测是最佳的组合方案。经对2001—2010年共10年广西夏季降水量实际预测检验表明,趋势预测准确率达70%以上,对夏季降水量预测较有参考价值。为基层台站的气候预测及服务提供一个客观预测方法。     

基于三维荧光光谱-平行因子技术联用的浮游藻化学分类学技术研究

An in vivo three-dimensional fluorescence method for the determination of algae community structure was developed by parallel factor analysis(PARAFAC) and CHEMTAX. The PARAFAC model was applied to fluorescence excitation-emission matrix(EEM) of 60 algae species belonging to five divisions and 11 fluorescent components were identified according to the residual sum of squares and specificity of the composition profiles of fluorescent. By the 11 fluorescent components, the algae species at different growth stages were classified correctly at the division level using Bayesian discriminant analysis(BDA). Then the reference fluorescent component ratio matrix was constructed for CHEMTAX, and the EEM–PARAFAC–CHEMTAX method was developed to differentiate algae taxonomic groups. The correct discrimination ratios(CDRs) when the fluorometric method was used for single-species samples were 100% at the division level, except for Bacillariophyta with a CDR of 95.6%. The CDRs for the mixtures were above 94.0% for the dominant algae species and above 87.0% for the subdominant algae species. However, the CDRs of the subdominant algae species were too low to be unreliable when the relative abundance estimated was less than 15.0%. The fluorometric method was tested using the samples from the Jiaozhou Bay and the mesocosm experiments in the Xiaomai Island Bay in August 2007. The discrimination results of the dominant algae groups agreed with microscopy cell counts, as well as the subdominant algae groups of which the estimated relative abundance was above 15.0%. This technique would be of great aid when low-cost and rapid analysis is needed for samples in a large batch. The fluorometric technique has the ability to correctly identify dominant species with proper abundance both in vivo and in situ.     

基于GPU和UNITY的嵌入式图像实时传输方法

智能化无人矿山对作业现场环境的可视化要求较高,现有的可视化方法仍存在诸多问题:数据采集方式单一,存在监控盲区;数据传输线缆布设困难且易被损坏,传输延时较高;表现形式不够全面立体,并且不能用于VR/AR、SLAM、机器人定位避障等应用场景。为了满足智能矿山建设的可视化需求,本文结合当前传感技术、矿用机器人以及5G技术的发展,探讨了从数据采集、服务器部署到接收显示的详细步骤。针对全景及深度影像这类新型三维数据,提出一种基于GPU和UNITY的嵌入式视频实时传输方法,包括实时编码、异步传输、轻量级的嵌入式流媒体系统、利用UNITY实时处理以及元数据的同步传输。借助UNITY平台,将三维可视化任务从CPU转移至GPU,仿真实验表明,最高渲染帧率为60 fps时,GPU占用率在35%以下。最后,以全景和深度传感器为例进行了测试,对数据编码、位移贴图、纹理纠正进行有效性验证,并从延迟、帧率、CPU占用率3个方面评估性能。结果表明,所提关键技术均可有效提高运行效率、减少资源占用,相比FFplay延时更低。全景影像的可视化代替了视角固定的传统监控,深度数据为智能矿山巡检机器人定位及避障提供实时数据源,传输方法整体向下兼容。不仅解决传统方法视角单一、布线困难的问题,而且考虑到了智能矿山建设过程中的新需求。     

熔融制样波长色散X射线荧光光谱法测定白云石中钙镁硅铁铝

白云石属碳酸盐矿物,应用熔融制样X射线荧光光谱法测定其中主次量组分钙、镁、硅、铁、铝时,由于白云石灼烧减量大,在试料片制备过程中,如果以干基试料制备试料片,除灼烧减量外还有少量其他组分被分解出的大量CO₂带走,导致试料损失,测定结果偏低;如果以灼烧基试料制备试料片,由于灼烧后的试料极易吸收空气中的水分和CO₂,同样使测定结果偏低。基于质量守恒原理,本文直接以灼烧减量测量后的灼烧基试料质量作为试料量(即灼烧减量测定所称量的干基试料量扣除灼烧减量的量),以四硼酸锂为熔剂,5%碘化铵溶液为脱模剂,试料与熔剂的稀释比为1:10,于1050℃熔融15 min以上制备的试料片透彻、玻璃化程度高。以白云石标准物质和标准样品作为标准试料,制作各组分的标准曲线的相关系数在0.9940~0.9994之间;方法检出限为0.011%~0.48%;标准物质和标准样品的测定值与认定值基本一致,各组分的相对标准偏差(RSD,n=11)在0.5%~1.7%之间,方法具有较好的重现性。本方法以1050℃灼烧后的试样作为试料制备XRF分析样片,最大限度地降低了灼烧减量因素(空气中的水分和CO₂)对测定结果的影响,适用于白云石及其煅烧物中钙、镁、硅、铁、铝等组分的同时测定。     

山东金亭岭金矿矿床地球化学异常分带模型

通过对山东金亭岭金矿各类微量元素和烃类组分在该矿床不同中段的含量变化以及在纵向上的异常展布和富集规律进行分析和总结,建立了该矿床的地球化学叠加异常分带理想模型,得出矿床地球化学异常轴向分带序列确定为:甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、乙烯、丙烯、Sb(前缘晕)→As、Hg(矿头晕)→Au、Ag、Pb、Zn、Cu、Mn(矿中晕)→Co、Ni、Mo、Bi(矿尾晕),并总结了找矿预测标志,为其深部找矿预测提供了一定的科学借鉴依据。     

基于SWH模型的青藏高原高寒草甸蒸散发及其组分变化分析

基于Shuttleworth-Wallace Hu（SWH）双源蒸散模型对青藏高原那曲、纳木错、藏东南站蒸散发进行估算,在结果验证良好基础上,对青藏高原蒸散发变化特征及各站主要影响因素进行了分析。结果表明：SWH模型在青藏高原3个草甸站适用性良好;年蒸散发介于388~732 mm之间,年内分布呈先增大后减小特征;3站蒸散发组分差异较大,那曲站和纳木错站土壤蒸发对蒸散总量的贡献分别为53%和56%,藏东南站蒸散发则几乎全部由植被蒸腾贡献,占比高达95%;植被叶面积指数为3站蒸散发最主要的影响因素,饱和水汽压差对藏东南站蒸散发影响也较大。研究结果可对青藏高原蒸散发及其组分时空格局与水循环过程研究提供科学依据。