低磷胁迫大豆CHX基因家族生物信息学分析

【目的】探究大豆耐低磷的分子机制,并分析大豆CHX基因编码的相应蛋白质功能及性质。【方法】比较近等基因系(NIL6)高磷和低磷水平下氢离子分泌量,然后进行全基因组重测序,通过基因注释筛选阳离子质子转运体(CHX)家族基因,分析CHX家族基因及其调控蛋白基本理化性质、染色体定位等信息。【结果】低磷条件下,NIL6根系泌氢能力显著高于高磷水平,泌氢增加3.76倍。通过对NIL6重测序进行基因注释,筛选得到21个有关CHX基因,对其结构域分析,确定基因属于CHX基因家族,对CHX家族基因生物信息学分析发现编码蛋白的氨基酸数目为505~914,分子量介于55.38~100.61 kD,等电点介于5.53~9.26,发现其调控的蛋白质阿尔法螺旋占比都在50%以上;通过亚细胞定位预测显示大豆CHX家族基因编码的蛋白质在细胞膜定位数量为21个,内质网中的定位数量为16个,基因编码蛋白亲水性均大于0;通过系统发育进化树分析,发现每个亚组的成员之间亲缘关系较近;通过保守序列基序分析,发现聚类关系较近的基因所包含的Motif数量相似;通过染色体定位可知,CHX家族基因绝大多数远离中心粒,定位于各个染色体两端。CHX家族蛋白均主要由α-螺旋组成,为不亲水性蛋白编码,主要在细胞膜和内质网中发挥作用。【结论】大豆CHX基因家族在维持细胞pH稳定和细胞生长中起重要作用,可能参与植物逆境胁迫等生长过程,染色体定位结果表明CHX基因家族在大豆自然生长发育过程中存在遗传变异。

2种磷水平下大豆种质资源品质性状的遗传差异分析

【目的】研究了大豆蛋白质、脂肪性状的遗传变异以及部分环境因子的影响,为提高中国南方大豆的产量和品质提供种质资源和理论依据。【方法】选择中国不同来源地的335份大豆种质资源材料,于2015-2016年在云南省峨山县缺磷红壤上设置不施磷肥(LP)和表层土壤施普钙(160 kg/hm^2,HP)试验,测定蛋白质和脂肪含量等关键指标。【结果】2年中大豆种质资源的蛋白质含量变异最大,其次是油分含量,而蛋白质+脂肪含量变异最小,三者的变异系数分别为5.35%、5.21%和2.86%;高磷、低磷条件下蛋白质变异幅度分别为34.78%~49.32%和33.98%~50.24%,油分含量分别为17.24%~23.43%和14.68%~23.22%;年际间蛋白质性状变异较大,高磷、低磷条件下变异系数分别为5.34%和5.07%,而油分含量则相对较为稳定,分别为4.95%和4.96%;高纬度地区大豆的粗脂肪含量较高,而低纬度地区大豆品种的蛋白质含量较高;在野生种向半野生种、栽培种的演化过程,具有粗蛋白含量逐渐降低、粗脂肪含量逐渐升高,蛋白质与脂肪含量则先变高然后再降低的趋势;增施磷肥有助于大豆粗蛋白含量提高,但会显著降低粗脂肪的含量;生长期内缺水对蛋白质含量的影响较大。【结论】大豆品质性状主要受遗传因素控制,但磷养分和降水等环境因素也有重要作用。研究结果为提高南方大豆产量和蛋白质性状提供了重要理论依据。

低磷胁迫条件下大豆磷高效近等基因系主要农艺性状分析

【目的】采用2个在根系形态构型和磷效率方面差异显著的大豆品种为亲本材料,以表型性状结合紧密连锁的SSR标记辅助选择,构建了磷高效相关根形态构型近等基因系(NILs),在2种磷水平条件下比较NILs不同株系及受体亲本(BD2,CK)在主要农艺性状方面的差异。【方法】以BC5F3NILs的5个株系和受体亲本(CK)在缺磷红壤上设置不施磷肥(LP)和高磷(施用磷肥160kg/hm^2,HP)试验,分别测定株高、生育期、叶面积、叶柄荚角、产量及其构成因素等关键指标。【结果】在2种磷水平条件下,NILs的5个株系间略有差异,但未达显著水平;NILs在株高、生育期、叶面积、分枝数、百粒重等性状上较受体亲本略有增加,但差异不显著,NILs株系间差异不显著:NILs叶柄夹角较BD2降低17.65%,达显著水平;低磷条件下,NILs群体根冠比显著增加,单株产量平均值为9.35 g,变异系数为8.0%,较BD2增17.76%,单株荚数平均值为39.82个,变异系数为8.72%,较BD2增13.38%,单株粒数平均值为61.84粒,变异系数为10.76%,NILs较BD2增17.88%,均达到显著或极显著水平。【结论】NILs群体在主要农艺性状上基本回归到轮回亲本水平,株系间差异不显著,一致性程度较高,是较理想的近等基因系。研究结果为未来生理生化和基因克隆研究提供材料基础。

无人机编队保持反步容错控制

针对领导-跟随无人机编队中的执行器故障、不确定气动参数和外界扰动等问题,设计了无人机编队保持反步容错控制。建立了编队纵向、编队横向和编队高度三维误差模型,并将无人机本体方程分为快慢两个回路,建立包含外界扰动、不确定气动参数及执行器故障的无人机运动模型;设计内环容错控制系统,对编队外环控制器产生的指令信号进行跟踪。内环容错控制系统主要由3个部分组成:一是基于滑模观测器的故障检测和辨识,实现对故障执行器的定位和故障参数的辨识;二是将故障参数及干扰观测器与反步容错控制相结合,实现包容外界扰动、不确定气动参数和执行器故障的容错控制;三是内环容错控制系统稳定性分析。仿真结果表明,所提容错控制方法能够有效地实现无人机编队的飞行容错控制。

基于参数空间寻优的超低空空投L_1自适应控制器参数优化

针对基于L_1自适应控制的超低空空投纵向控制器,利用基于参数空间寻优(parameter space investigation,PSI)的多准则优化方法,以空投任务性能等级为指标,对L_1自适应控制器中状态估计器短周期阻尼比、自然频率以及低通滤波器带宽这3个参数进行优化,通过两次迭代,最终求得合适的Pareto最优解以完成参数优化的过程.仿真验证了参数寻优过程的有效性和适用性,证明了经参数优化后,超低空空投任务性能等级由"适度"改善至"期望", L_1控制器的动态性能和鲁棒性能提升显著,可有效保证运输机的安全性和空投任务的顺利完成.

低磷胁迫条件下大豆磷高效近等基因系相关酶活性的变化

测定低磷胁迫条件下大豆近等基因系(NIL)根系和叶片中酸性磷酸酶(ACP)、过氧化物酶(POD)、核糖核酸酶(RNAse)、吲哚乙酸氧化酶(IAAO)活性的变化,为解析大豆根系高效吸收利用磷的机理提供依据。【方法】设置高磷(1 mmol/L)、低磷(0.5μmol/L)水培试验,培养15 d后取样,利用试剂盒分别测定2种供磷水平下磷高效相关根形态构型近等基因系(NIL)及其受体亲本BD2(CK)根系和叶片中的ACP、POD、RNAse、IAAO活性。【结果】低磷胁迫条件下,NIL根系ACP、POD、RNAse、IAAO活性均显著高于BD2(CK),分别提高19.91%、10.48%、21.71%、22.31%;NIL叶片ACP、POD、RNAse、IAAO活性均显著高于BD2(CK),分别提高10.47%、26.86%、15.94%、8.7%。NIL根部ACP、POD、RNase、IAAO活性低磷水平显著高于其高磷水平,分别提高31.66%、20.98%、21.93%、41.89%;NIL叶片ACP、POD、RNase、IAAO活性显著低磷水平高于其高磷水平,分别提高14.73%、23.4%、120.95%、18.52%。【结论】NIL在适应磷胁迫环境条件方面显著优于BD2(CK)。本研究大豆根际ACP、POD、RNase、IAAO活性可作为评价磷高效基因型大豆的重要指标。研究结果可为磷高效遗传研究或育种利用提供依据。

Variable Structure Model Reference Adaptive Control with Unknown High Frequency Gain Sign

可变结构模型引用为有比一个和未知高频率获得符号大的相对的度的工厂的适应控制被建议。一个切换的计划基于为靠近的环系统的第一个辅助错误设计的监视功能被介绍。在至多切换和追踪的错误的一个有限数字收敛到能被适当地选择一些设计参数使任意地小的一个剩余集合以后，在监视函数的管理下面，切换停止，这被显示出在至多切换和追踪的错误的一个有限数字收敛到能被适当地选择一些设计参数使任意地小的一个剩余集合以后。

周期场驱动下量子材料的非平衡物态

量子材料的拓扑物态的研究是当前凝聚态物理的重要前沿.区别于局域对称性破缺对物质状态进行分类的传统方式,量子物态可以用微观体系波函数的拓扑结构进行分类.这些全新的拓扑物态有望颠覆传统的微电子学并进而推动拓扑电子学的迅猛发展.当前大部分理论和实验研究集中于研究量子材料的平衡态性质.周期性光场驱动下量子材料远离平衡态、而达到非平衡态时的拓扑物态近年来受到人们的广泛关注.本文首先回顾周期场驱动下非平衡态的弗洛凯(Floquet)理论方法,分别介绍无质量(如石墨烯)、有质量(如MoS_(2))等狄拉克费米子材料体系在远离平衡态下的拓扑物态,利用光场与量子物态的相干耦合实现对量子材料非平衡物态的调控;从原子制造角度出发,光场诱导的相干声子态直接改变了量子材料中电子跃迁的大小,进而调控量子材料的非平衡拓扑物态.量子材料中丰富的声子态为非平衡拓扑物态的调控提供了更多的可能性.最后,文章展望了量子材料非平衡拓扑物态在超快相变以及瞬态物态调节等未来可能发展方向的应用.

超低空空投牵引伞失效下的全局积分滑模控制

针对超低空空投过程中发生的牵引伞失效故障情况下,影响载机飞行安全及空投任务的完成等问题,提出了二级迭代全局积分滑模飞行控制方法。首先分析了在牵引伞失效故障下载机的开环特性;然后在对模型进行反馈线性化处理的基础上,采用二级迭代全局积分滑模控制设计系统内环速度与俯仰姿态跟踪控制器,结合外环PID高度控制保持器完成整个飞控系统的设计,改善了系统的动态性能;最后通过仿真验证了控制器的优良性能,表明其应对故障状态具有很强的强鲁棒性。

Centranthera grandiflore alleviates alcohol-induced oxidative stress and cell apoptosis

Alcohol liver disease(ALD)has become a global threat to human health.It is associated with a wide range of liver diseases including alcohol fatty liver,steatosis,fibrosis and cirrhosis,and finally leads to liver cancer and even death.Centranthera grandiflora is a traditional Chinese medicinal herb commonly used to treat ALD,but no research about its mechanism is available.This study evaluated the hepatoprotective effect and mechanism of C.grandiflora against alcohol-induced liver injury in mice.We found that the ethanol extracts of C.grandiflora(CgW)alleviated the alcohol-induced liver injury,enhanced the levels of antioxidant enzymes,and reduced the amount of lipid peroxides.CgW also affected cell apoptosis by inhibiting the activity of Bax,cleaved-caspase 3 and cleaved-caspase 9,and increasing the activity of Bcl-2.In conclusion,the results showed that CgW can effectively improve ALD through alleviating oxidative stress and inhibiting cell apoptosis for the first time.This study suggested that C.grandiflora is a promising herbal medicine for ALD treatment.