利用CRISPR/Cas9技术编辑OsOFP30基因创制水稻粒型突变体

【目的】研究水稻OFP家族转录因子OsOFP30对粒型的影响,创制新的粒型突变材料,为水稻粒型改良提供参考。【方法】以粳稻品种中花11为受体材料,利用CRISPR/Cas9技术对OsOFP30基因进行定向编辑;通过T_(0)、T_(1)和T_(2)代连续筛选,获得3类无外源片段插入的纯合突变体(长片段删除突变OsOFP30^(-89)、单碱基插入突变OsOFP30^(+1G)和OsOFP30^(+1A));分析粒型变异,进行生物信息学和测序分析,初步确定粒型变异原因。【结果】与野生型相比,3类突变体的粒宽和千粒重都显著降低,OsOFP30^(-89)和OsOFP30^(+1G)仅粒长和粒厚显著降低,穗型指标与野生型无明显差异,OsOFP30^(+1A)的粒长和粒厚与野生型无明显差异,仅一次枝梗数显著低于野生型;生物信息学分析表明,这3类突变体均由移码突变导致的翻译提前终止所产生,OsOFP30^(-89)突变蛋白长度为252个氨基酸,OsOFP30^(+1G)和OsOFP30^(+1A)突变蛋白长度均为282个氨基酸,两者仅第323位的核酸序列存在G和A的单碱基差异,导致突变蛋白第108位产生丝氨酸和天冬酰胺的差别。【结论】初步判断OsOFP30基因可调控水稻粒型变异。本研究创制了新的粒型突变材料,可为水稻粒型改良育种提供参考。

动植物学野外实习教学模块设计

针对人才综合素质要求日益提高的现实情况,本文基于对动植物学野外实习教学现状的分析,提出了一种改进教学模块设计的实践案例。以综合能力培养为目标,分析动植物学野外实习教学模块中动物学、植物学、大型真菌分类学和生态学等多学科融合的必要性,并提出整合不同的教学模块、设计交叉学科的野外实习项目等建议。目的在于提升学生综合能力,培养学生专业素养,以满足学生未来就业需求和社会对人才综合素质的要求。

贸易条件变动对农产品价格的冲击效应研究

中国参与国际贸易进程的加快,使得来自贸易市场的冲击对农产品价格的影响愈发明显。选取小麦、玉米、大豆和猪肉的月度数据,利用TVP-VAR模型分析了贸易条件变动对中国农产品价格的冲击效应。研究结果表明:第一,贸易条件变动对中国农产品价格的影响具有时变性和短期性特征,随着滞后期增加,冲击影响逐步减弱。第二,贸易条件冲击在不同产品之间存在差异,且冲击效应会因汇率制度和农业支持政策的变化表现出不同状态。具体而言,在浮动汇率制度时期,贸易条件变动对农产品价格的影响小于固定汇率制度时期;农业支持政策的实施,使得农产品价格与政府“托底”价格相关,进而减弱贸易条件的外部冲击。随着中国农业政策市场化改革的推进,贸易条件冲击对农产品市场的影响将逐渐增加。因此,政府应加快建立农产品价格风险防控体系,加强农产品市场信息服务能力,并积极寻求对策避免贸易条件的异常波动。

农业贸易百问:美国农业法如何助力美国农业发展?

美国农业法是管理农业和食品产业政策的综合性立法,通常五年一更新,以法律形式规定政策、重点产品和资金规模。其内容丰富又细致,从政策目标到贷款利率都有具体说明,赋予农业政策稳定性和透明性。至今美国已经颁布了18部农业法,它们在促进农业发展、保障农民收入和调节农业市场方面起到了主体性、引导性作用。美国农业法的演变契合农业发展过程,根据各时段目标和内容调整,可分为4个阶段。

基于STM32的视觉识别导盲机器人设计

针对现阶段导盲产品功能单一、不易携带等问题,对导盲机器人领域进行了研究。采用传感器与视觉识别技术,设计了一种智能化移动式导盲机器人。在传统避障功能的基础上,创新性地添加了定位与图像识别功能。机器人以STM32为主控制器,采用伺服系统运动设计,在前进途中获取超声波传感器反馈的障碍物信息以实现避障。同时,可通过串口与全球定位系统(GPS)通信获取经纬度信息。搭载的Jetson Nano采用你只看一次(YOLO) v3算法对摄像头扫描得到的图像进行识别,达到GPS定位精度为2.5 m、摄像头平均检测准确率为88.33%的性能指标。以木箱避障与计算机端图像检测为试验案例,验证设计软硬件方案的可行性。该设计能够提高盲人出行的安全系数。

近年我国水稻种子休眠与萌发调控机制研究进展

水稻种子的休眠与萌发是维持水稻产量和品质的重要农艺性状。水稻种子收获前较低的休眠水平易引起穗发芽,导致水稻产量和品质降低。另一方面,较高的休眠程度易引起水稻播种期的低发芽率和出苗不整齐,严重制约水稻的高产稳产。综述了2020年以来国内在水稻种子休眠与萌发遗传调控领域取得的一系列重要进展,具体从植物激素、非生物胁迫和穗发芽调控机制展开,并对国外相关领域的研究作简要介绍,提出研究趋势和展望,以期阐明调控种子萌发的遗传特性和作用机理,为适宜休眠度的水稻新品种培育提供理论依据和优良基因资源。

美国新农业法案面对的问题和走向分析

农业法案是美国农业政策的基础,也是美国农业产业发展的重要保障。美国农业法案始于1933年,到2024年已出台18部农业法案,从2022年开始制定的第19部农业法案表现迟缓,至今未能形成新农业法草案。新农业法案为何迟迟难以推出?美国当局正面临着哪些困境?新农业法案的未来走向又将如何?本文认为,美国新农业法案的出台面临着农业生产风险扩大、政府财政约束、政党分歧和世界贸易组织(WTO)规制四个难题。为解决这些难题,本文分析并提出新农业法案进展的三个走向,一是严格把控营养项目的申请资格和支出,二是设置过渡性的气候环境政策,三是改进农业收入安全网计划的支持水平。结合美国新农业法案进展分析,本文在加强中国农业立法方面的制度化建设、协同制订农业支持政策和提高农民参与或影响政策的可能性和能动性等方面提出了思考和建议。

欺骗防御技术发展及其大语言模型应用探索

欺骗防御作为主动防御中最具发展前景的技术,帮助防御者面对高隐蔽未知威胁化被动为主动,打破攻守间天然存在的不平衡局面.面对潜在的威胁场景,如何利用欺骗防御技术有效地帮助防御者做到预知威胁、感知威胁、诱捕威胁,均为目前需要解决的关键问题.博弈理论与攻击图模型在主动防御策略制定、潜在风险分析等方面提供了有力支撑,总结回顾了近年来二者在欺骗防御中的相关工作.随着大模型技术的快速发展,大模型与网络安全领域的结合也愈加紧密,通过对传统欺骗防御技术的回顾,提出了一种基于大模型的智能化外网蜜点生成技术,实验分析验证了外网蜜点捕获网络威胁的有效性,与传统Web蜜罐相比较,在仿真性、稳定性与灵活性等方面均有所提升.为增强蜜点间协同合作、提升对攻击威胁的探查与感知能力,提出蜜阵的概念.针对如何利用蜜点和蜜阵技术,对构建集威胁预测、威胁感知和威胁诱捕为一体的主动防御机制进行了展望.

一种基于联盟管理的高效分布式域名系统

在域名解析系统中,下级域名的命脉被上级域名所掌握,这种中心化的管理为域名解析带来了巨大的风险。以比特币等加密货币为代表的区块链则具有去中心化的特性。随着namecoin的提出,区块链开始被应用在命名系统和域名解析的领域,之后的Blockstack和ENS都提出了去中心化命名系统的解决方案。其中,Namecoin和Blockstack采用了完全去中心化的命名管理方式,产生了域名抢占问题。因此,我们将目光转向了采用小群组投票决定域名增加和删除的联盟化管理方案。在联盟化管理方案中,比如ENS的和超级账本的均存在交易空间太大的问题,在区块链本身存储代价大的背景下,存储效率将变得低下。因此,DNS系统和区块链的结合难度很大,不仅需要保证在多变的域名存储信息中保证存储总量较小,同时还需要针对域名解析实现高效的联盟化管理,这使得至今仍未有一个令人满意的去中心化域名解析系统的解决方案。为此,我们提出了ECMDNS——一个高效的基于联盟化管理的域名解析系统,既考虑到DNS区域文件具有存储量大且变换频繁的特点,又能在完全中心化和完全去中心化之间采取折衷方案,并拥有较高的时空效率及较小的存储总量。我们通过区分链上链下的存储保证在多变的域名信息中保证存储总量较小;通过群组决策投票的方式实现联盟化管理,同时优化了Hyperledger Fabric提出的混合复制模型,将空间存储效率优化到原本的1/16。并且仅需要花费1次分布式副本同步,就可以完成一项由n名成员背书对同一域名背书的事务,并在联盟化管理的基础上实现区块链交易空间性能的高效性,从而实现整体存储效率的高效性。

加密恶意流量检测及对抗综述

网络流量加密在保护企业数据和用户隐私的同时,也为恶意流量检测带来新的挑战.根据处理加密流量的方式不同,加密恶意流量检测可分为主动检测和被动检测.主动检测包括对流量解密后的检测和基于可搜索加密技术的检测,其研究重点是隐私安全的保障和检测效率的提升,主要分析可信执行环境和可控传输协议等保障措施的应用.被动检测是在用户无感知且不执行任何加密或解密操作的前提下,识别加密恶意流量的检测方法,其研究重点是特征的选择与构建,主要从侧信道特征、明文特征和原始流量等3类特征分析相关检测方法,给出有关模型的实验评估结论.最后,从混淆流量特征、干扰学习算法和隐藏相关信息等角度,分析加密恶意流量检测对抗研究的可实施性.

基于数据集蜜点的抗损毁数据标识技术

数据标识是实现数据精准监管的前提条件,有效地保证了数据要素在跨域流转过程中的安全.当前已有针对单一数据的标识生成方法,但是随着数据规模的不断扩大,数据层面的数据标识无法直接应用到数据集层面,并且会带来标识“易损毁”和标识“难嵌入”的问题.为有效解决上述问题,通过沿用方滨兴院士提出的“护卫”模式中网络蜜点的设计理念,借助欺骗防御的思想提出数据跨域流转场景下基于数据集蜜点的抗损毁数据标识技术,设计并形成一套完整的数据集蜜点生成和嵌入方法.首先,针对数据跨域流转场景设计了数据集蜜点,并通过增强数据集蜜点的隐蔽性和增加数据集蜜点冗余的方式解决标识“易损毁”的问题.其次,通过保证数据集蜜点形态与真实数据密不可分,解决标识“难嵌入”的问题.最后,通过在图像和加密文本2个数据模态下进行实验,验证了数据集蜜点具备高抗损毁、高鲁棒和低性能开销的特性.

基于溯源图的网络攻击调查研究综述

网络攻击调查是实现主动防御、溯源反制的重要手段.面向高隐蔽、强对抗的现代网络攻击,研究高效率、自动化攻击调查方法,提升己方快速响应复杂网络攻击能力,是智能网络攻防关键技术之一.现有研究通过将系统审计日志建模成可表达攻击事件因果依赖关系的溯源图,利用溯源图强大的关联分析和语义表达能力,对复杂隐蔽网络攻击进行调查,相较传统方法效果提升显著.在全面收集分析基于溯源图的攻击调查研究工作的基础上,根据溯源图利用方式及特征挖掘维度的差异,将基于溯源图的攻击调查方法划分为基于因果分析、基于深度表示学习和基于异常检测三类,总结凝练每类方法具体工作流程和通用框架.梳理溯源图优化方法,剖析相关技术从理论向产业落地的能力演变历程.归纳攻击调查常用数据集,对比分析基于溯源图的攻击调查代表性技术和性能指标,最后展望了该领域未来发展方向.

面向小样本的恶意软件检测综述

恶意软件检测是网络空间安全研究中的热点问题,例如Windows恶意软件检测和安卓恶意软件检测等.随着机器学习和深度学习的发展,一些在图像识别、自然语言处理领域的杰出算法被应用到恶意软件检测,这些算法在大量数据下表现出了优异的学习性能.但是,恶意软件检测中有一些具有挑战性的问题仍然没有被有效解决,例如,基于少量新颖类型的恶意软件,常规的学习方法无法实现有效检测.因此,小样本学习(few-shot learning,FSL)被用于解决面向小样本的恶意软件检测(few-shot for malware detection, FSMD)问题.通过相关文献,提取出FSMD的问题定义和一般流程.根据方法原理,将FSMD方法分为:基于数据增强的方法、基于元学习的方法和多技术结合的混合方法,并讨论每类FSMD方法的特点.最后,提出对FSMD的背景、技术和应用的展望.

自动化渗透测试技术研究综述

渗透测试是发现重要网络信息系统弱点并进而保护网络安全的重要手段.传统的渗透测试深度依赖人工,并且对测试人员的技术要求很高,从而限制了普及的深度和广度.自动化渗透测试通过将人工智能技术引入渗透测试全过程,在极大地解决对人工的重度依赖基础上降低了渗透测试技术门槛.自动化渗透测试主要可分为基于模型和基于规则的自动渗透测试.二者的研究各有侧重,前者是指利用模型算法模拟黑客攻击,研究重点是攻击场景感知和攻击决策模型;后者则聚焦于攻击规则和攻击场景如何高效适配等方面.主要从攻击场景建模、渗透测试建模和决策推理模型等3个环节深入分析相关自动化渗透测试实现原理,最后从攻防对抗、漏洞组合利用等维度探讨自动化渗透的未来发展方向.

水稻调控淀粉合成基因的研究进展

水稻是全球重要的粮食作物之一,近年来随着人们生活质量提升,对稻米的品质逐渐重视。胚乳是稻米的主要组成成分,为种子萌发和种胚发育提供能量,其中淀粉含量约占水稻种子干物质积累的80%,研究淀粉生物合成的分子机制对水稻品质改良具有重要理论意义与应用价值。虽然淀粉的基本合成途径已比较清晰,但是大田条件下淀粉的合成是一个受遗传和环境条件共同决定的复杂生物学过程。由于表型鉴定相对困难,很难通过QTL等方法对稻米品质的影响因子进行图位克隆。通过物理化学诱变获得的淀粉合成缺陷突变体多为单基因控制,这些突变体由于淀粉颗粒形态改变或填充不紧密,通常表现为胚乳粉质的表型,加代纯合后构建群体可对突变基因进行图位克隆。近年来,利用突变体克隆的新调控因子逐渐增多,参与合成的路径多样化,充实完善了淀粉合成的调控网络。本研究通过对近年来的此类突变体进行概括综述,探讨影响淀粉合成的不同调控因子类型及代谢通路,以期对水稻品质改良提供参考。

处理器可信执行区漏洞挖掘技术进展

处理器可信执行技术是解决敏感信息保护的一种可行方案,通过对敏感信息程序提供一个安全的隔离运行环境,实现信息安全和隐私保护。然而,处理器的可信执行技术面临着攻击的威胁。为了让研究人员系统地了解处理器可信执行技术漏洞挖掘研究,首先介绍AMD SEV、Intel SGX、ARM TrustZone等可信执行技术;接着详细阐述不同处理器平台下的可信执行技术漏洞挖掘研究方法;最后展望了处理器可信执行技术在工业控制领域的潜在应用,并指出研究的发展方向。

塔北、塔中奥陶系碳酸盐岩异常高压形成、保存与分布

塔里木盆地奥陶系超深层碳酸盐岩储集层受控于高能相带、区域不整合面及多期次和多类型断裂破碎作用改造,内幕流体及压力系统分布异常复杂。分析认为,沉积、构造、化学反应等因素均影响了塔北、塔中地区奥陶系碳酸盐岩异常高压的形成、保存与分布。厚层膏盐岩延缓了烃源岩热演化,阻滞应力传递,不整合面为构造应力和欠压实压力传递、晚期油气充注提供通道,均有利于异常高压形成;后期硫酸盐热化学还原反应一定程度上削弱了异常高压的发育程度并影响其垂向分布层位;厚层泥岩、致密石灰岩等优质盖层有利于异常高压保存。异常高压主要分布于生烃坳陷周缘、远离主干断裂或活动性较弱的次级断裂。其中,塔北地区异常高压主要由构造挤压与欠压实作用形成,呈多点散状分布于断裂复杂的跃满地区和鹿场地区;塔中地区由流体膨胀形成的异常高压集中分布于塔中10号构造带,储集层一般规模较小且定容。

水稻OsBAK1P基因过表达与RNAi载体构建及其表型鉴定

为了探究水稻油菜素内酯不敏感1相关受体激酶1前体物质OsBAK1P对水稻相关农艺性状的影响。通过以中花11粳稻品种为材料,根据基因所设计的特异性引物从水稻穗部cDNA中扩增得到CDS片段大小为651 bp的目的序列片段;通过酶切酶连的方法成功构建了PTCK303-OsBAK1P过表达载体和PTCK303-OsBAK1P RNA干扰载体;用农杆菌EHA105菌株转化表达正确的载体质粒并利用基因CDS扩增引物检测菌落筛选出阳性农杆菌克隆;再利用农杆菌遗传转化法侵染中花11粳稻品种的愈伤组织从而获得转基因植株;最后,相比较于中花11挑选2个表型相似的过表达、RNA干扰的T1转基因植株测定并分析株高、穗长、叶夹角等农艺性状的变化和萌发初期的根长、胚芽鞘长度的变化以及对芸苔甾内酯(BL)的响应程度。结果表明,OE-OsBAK1P转基因水稻植株株高矮化,穗长变短,叶片夹角下降,种子萌发后根长增长而幼苗长度缩短,叶片对BL的响应不敏感;而RNAi-OsBAK1P转基因水稻植株株高增加,穗长变长,叶片夹角增加,种子萌发后根长缩短而幼苗长度增长,叶片对BL的响应敏感。综上,这些结果为改变水稻植株结构进而增加籽粒产量提供理论支持并可能为后续研究OsBAK1和前体物质OsBAK1P的其他功能提供参考。

水稻多胚候选基因OsPE可变剪接体鉴定与分析

为进一步探究水稻多胚候选基因OsPE的生物学功能,以粳稻品种日本晴和籼稻品种巴斯马蒂370为研究材料,选取正常生长条件下供试材料的成熟叶片,综合运用生物信息学、RT-PCR、TA克隆、半定量及qPCR等技术鉴定并分析水稻多胚候选基因OsPE的可变剪接体。结果表明,虽然生物信息学分析显示OsPE基因在粳稻中存在3种可变剪接体,在籼稻中无可变剪接体,但通过特异引物进行RT-PCR扩增,结合TA克隆及测序验证,在粳稻品种日本晴中鉴定到了OsPE基因3种可变剪接体的真实存在;在籼稻品种巴斯马蒂370中鉴定到2种新的可变剪接体。同时,半定量及qPCR结果显示:正常生长条件下,供试材料成熟叶片中OsPE基因可变剪接体存在表达差异,依次为OsPEc>OsPEa>OsPEb,且该基因在不同水稻品种中存在相同的表达趋势。最后,水稻OsPE基因编码蛋白进化分析及功能预测分析结果显示:OsPE蛋白在禾本科,尤其是稻属中高度保守(蛋白序列一致性普遍高于99%),有待于进一步研究该基因是否参与调控水稻抗逆响应、细胞分裂及细胞凋亡等生物学功能,而不是调控水稻多胚产生。综上所述,OsPE基因在禾本科,尤其是稻属中高度保守,该基因在粳稻和籼稻中可能有着相同的剪接模式,其可变剪接体在正常生长条件下存在表达差异,但表达趋势相同,OsPEc剪接体在OsPE基因功能发挥中占主导,有待于进一步研究该基因是否参与调控水稻抗逆响应、细胞分裂及细胞凋亡等生物学功能,而不是调控水稻多胚产生。

网络攻防对抗下的漏洞治理探索与实践

当前,网络空间安全已经成为国家安全的重要组成部分。筑牢国家网络安全屏障,切实维护网络空间安全,是关系我国发展全局的重大战略任务。根据中国网络空间安全协会发布的《2023年网络安全态势研判分析年度综合报告》,2023年针对我国的高级持续性威胁(APT)攻击超过1200起。漏洞作为网络攻防对抗的核心,是网络空间安全重要战略资源。因此,探索攻防对抗下漏洞治理的新模式,加强漏洞的有效治理意义重大、势在必行。