Transcriptomic Analysis Reveals the Formation Mechanism of Anthocyanins Light-Independent Synthesis in Chrysanthemum

Chrysanthemum×morifolium is a horticultural crop which plays a vital role in theflower industry with signifi-cant economic value and has a cultivation history of over three thousand years in China.The accumulation of anthocyanins is always affected by light.Here,we revealed that anthocyanin accumulation is highly dependent on light in‘2021135’genotype chrysanthemum,while it is light-independent in‘2001402’genotype chrysanthe-mum.However,no literature has been reported regarding the non-photosensitive chrysanthemum in anthocya-nins light-independent synthesis pathways.Through the phenotype analysis of 44 F1 generations,we found that light-independence is a dominant trait which can be stable inherited by progeny.The transcriptome of the rayflorets of‘2021135’and‘2001402’under light and bagging treatment were sequenced and analyzed.Based on weighted gene co-expression network analysis(WGCNA),K-means analysis,and Real-Time Quantitative Poly-merase Chain Reaction(RT-qPCR)analysis,16 genes were highly correlated with the anthocyanin content.The anthocyanin content of rayflorets treated with different light-quality conditions indicated that blue light signifi-cantly affected anthocyanin accumulations.Through Yeast one-hybrid analysis,CmBIC1.1 and CmBIC1.2 can directly regulate the anthocyanin structural gene CmCHS2.In our study,we revealed the important characteristics of light-independent anthocyanin synthesis in chrysanthemums and screened regulatory factors in light-depen-dent and light-independent anthocyanin synthesis pathways.The results laid the groundwork for subsequent ana-lysis of the molecular mechanism involved in the light-independent synthesis of anthocyanins in chrysanthemums.

Flavonoid extracts from chrysanthemum with appropriate anthocyanins turn blue when exposed to iron ions

Although some species that accumulate only cyanidin(Cy)in nature can produce blue flowers through iron ions,there has been no evidence of blue chrysanthemums being generated in this manner.This study revealed that flavonoid extracts from the ray florets of the chrysanthemum cultivar‘Wandai Fengguang’turned blue when exposed to Fe^(3+).Samples that could turn blue were labeled as CB(Cy-determined blue flowers),while samples that did not turn blue were labeled as CN(Cy-determined non-blue flowers).After a series of experiments,a stable screening system was established using flavonoid extracts containing NaAc buffer at pH 5.5 and a total anthocyanin concentration(TAC)of 30 μmol·L^(-1),and the addition of Fe^(3+)from 0 to 0.25 μmol·L^(-1)allowed for the selection of five CB samples from 39 chrysanthemum cultivars.All five CB samples exhibited flower color phenotypes that belonged to Cluster-I with redness(a*)values ranging from 29.03 to 45.99,yellowness(b*)values from-11.31 to 3.77,and brightness(L*)values from 29.07 to 45.99.Additionally,the ratio of TAC to total luteolin concentration(TLC)was found to be a critical factor for distinguishing between CB and CN samples.To realize the desired blue hue in the flavonoid extracts with the participation of Fe^(3+),a TAC to TLC ratio of 2.25 and above is required.Moreover,the protoplasts and ray florets of CB samples that turned blue with the involvement of Fe^(2+)showed great potential for cultivating blue chrysanthemums through ferric-anthocyanin chelate.Overall,this study reveals that blue flowers can be cultivated through the increase in the iron ion concentration,combined with the accumulation of Cy.

FLOWERING LOCUS T(FT)in Photosensitive Type Chrysanthemum Accelerates Flowering in Arabidopsis

FLOWERING LOCUS T(FT)is an important factor for integrating flowering signals through the photoperiod pathway,which significantly promotes flowering.Most chrysanthemum varieties are short-day plants,sensitive to the photoperiod,which limits their ornamental and annual production supply.In this study,we aim to analyze the nutrients and flowering-related genes of chrysanthemums with different photoperiod types and to clone and verify the function of the flowering-related gene CmFT.We found that the formation of floral buds requires the accumulation of starch while consuming soluble sugars and the expression patterns of flowering-related genes GIGANTEA(GI),CONSTANS(CO),and FT in C.morifolium‘Zilian’and C.morifolium‘Zihongtuogui’had a certain synchronization during floral buds differentiation according to our quantitative validation,and the expression levels of CmGI,CmCO and CmFT in C.morifolium‘Zihongtuogui’were higher than those in C.morifolium.‘Zilian’in the later stage of differentiation.CmFT was cloned from photosensitive chrysanthemums-C.morifolium‘Zihongtuogui’and polypeptide alignment and phylogenetic analysis showed that CmFT was clustered in FT-like subfamily.In further functional verification,we obtained two Arabidopsis transgenic lines.Our results showed that CmFT transgenic ft mutant lines can significantly accelerate flowering in Arabidopsis.Thus,we can initially confirm that CmFT plays an important role in promoting flowering,which may be the key reason for the photosensitivity of C.morifolium‘Zihongtuogui’.Overall,the results of this study are of great importance in revealing the flowering mechanism of different photoperiod types of chrysanthemums.

Pharmacological effects of volatile oil from chrysanthemum and its associated mechanisms:a review

Volatile oil(VO)is the main chemical component of common plants in Chrysanthemum genus,and it possesses several beneficial pharmacological properties,including bacteriostatic,antioxidant,anti-tumor,anti-inflammatory,antipyretic,analgesic,antiosteoporotic,antihypertensive,sedative,and hypnotic effects.To date,research on the effective components of Chrysanthemum extract has mainly focused on flavonoids,whereas limited data are available on the chemical constituents and underlying mechanisms of action of the VO components.In this review,the pharmacological activities and mechanisms of VO are comprehensively reviewed with the aim of providing a foundation for further development for medicinal,aromatherapy,and diet therapy applications.

CmMYB3-like negatively regulates anthocyanin biosynthesis and flower color formation during the post-flowering stage in Chrysanthemum morifolium

Color fading caused by a decrease in anthocyanin accumulation during the post-flowering stage significantly affects postharvest quality of chrysanthemum.However,the underlying mechanism by which anthocyanin accumulation decreases during the post-flowering stage still unclear,which greatly restricts design of molecular breeding in chrysanthemum.Here,a chrysanthemum SG7 R2R3 MYB transcription factor(TF),CmMYB3-like,was identified to have a function in regulating anthocyanin biosynthesis during the post-flowering stage.Quantitative real time PCR(qRT-PCR)assays showed that the expression of CmMYB3-like was gradually downregulated when anthocyanin content increased during the flowering stage and was significantly upregulated during the post-flowering stage.Genetic transformation of chrysanthemum and dual-luciferase assays in N.benthamiana leaves showed that CmMYB3-like suppressed anthocyanin accumulation by inhibiting the transcription of CmCHS and CmANS directly and that of CmF3H indirectly.However,overexpression or suppression of CmMYB3-like did not affect the biosynthesis of flavones or flavonols.Genetic transformation of chrysanthemum revealed that the overexpression of CmMYB3-like inhibited anthocyanin accumulation,but its suppression prevented the decrease in anthocyanin accumulation during the post-flowering stage.Our results revealed a crucial role of CmMYB3-like in regulating the color of petals during the post-flowering stage and provided a target gene for molecular design breeding to improve the postharvest quality of chrysanthemum.

2022年四川芦山M_(S)6.1地震前应力状态研究

为研究2022年6月1日四川芦山M_(S)6.1地震的孕育和发生过程,采用CAP方法反演了2013年芦山M_(S)7.0主震及M_(S)≥5.0余震的震源机制解,并基于应力张量方差与b值时空分布特征,探讨了芦山M_(S)6.1地震的力学机制和震源区的应力状态。结果表明:2022年芦山M_(S)6.1地震震源机制表现出与2013年芦山M_(S)7.0主震和5级余震相似的逆冲型破裂特征,压应力轴方位与龙门山断裂带南段区域应力场一致。2013年芦山M_(S)7.0地震后震中及附近的应力张量方差和b值长期处于低值状态,2022年芦山M_(S)6.1地震前震中及附近出现了应力张量方差和b值的低值异常,表明芦山余震区处于较高的应力水平。分析认为:巴颜喀拉块体持续东向运动受到华南块体的阻挡,震中所在区域长期受挤压逆冲作用,从而使芦山余震区长期处于应力积累的状态,芦山M_(S)6.1地震也是在这种动力学背景下发生的。

阴道卷曲乳杆菌S层蛋白多样性研究

目的:分析比较西安市女性阴道卷曲乳杆菌S层蛋白的多样性及NCBI数据库中阴道来源卷曲乳杆菌S层蛋白的多样性。方法:选取100例妇科患者的阴道分泌物标本作为研究对象,从其中10例标本中分离得到480株卷曲乳杆菌,其中两株卷曲乳杆菌S层蛋白有明显差异,对其进行全基因组测序;并从NCBI数据库中下载人阴道源的卷曲乳杆菌全基因组数据,分析并比较西安市来源与数据库来源的卷曲乳杆菌S层蛋白的多样性。结果:S层蛋白注释基因具有菌株内和菌株间的多样性,同一套基因组中有多个S层蛋白注释基因,菌株间的相似性偏差较大,通过系统发育分析发现,中国人阴道卷曲乳杆菌的S层蛋白基因与其他人种的具有系统发育相似性。结论:阴道卷曲乳杆菌S层蛋白具有菌种间和菌株间多样性的特征,不同人种的卷曲乳杆菌具有相似性。

献血者HBVs基因变异的生物信息学分析

目的分析HBV DNA+/HBsAg-献血者的传染性指标、S区基因序列突变情况及生物信息学特征变化。方法通过PCR方法筛查出1份HBV DNA+/HBsAg-的标本,应用酶联免疫和化学发光方法检测该标本乙肝病毒5项指标,对该标本HBVs区基因片段测序并分析变异情况,应用分析软件对所测序列进行生物信息学分析。结果该标本HBV DNA+、HBsAg-、HBsAb+、HBeAg+、HBeAb-、HBcAb+;HBVs区基因序列内发生氨基酸单位点突变(P151L),空间结构发生改变。结论HBVs区基因序列空间结构改变,可能是导致检测结果出现血清学HBsAg-/HBsAb+/HBV DNA+的原因。

基于数值模拟的高速公路S型曲线积水规律分析

S型曲线由于特殊的线型几何特征形成了易积水的路面区域,对于积水规律的掌握有利于在设计和建造阶段提前预防和处理积水路段的危害。该文基于计算流体力学软件Fluent,结合计算流体力学分析中基于欧拉-拉格朗日方法的欧拉液膜模型EWF(Eulerian Wall Film),针对精细化处理的典型S型曲线双向多车道道路模型进行模拟计算。模拟包含了几何特征与降雨量等不同变量因素,得出了积水的水膜厚度以及流速分布规律。模拟结果表明:在降雨阶段,S型曲线横坡坡度0%~1%路段为积水路段,横坡坡度1%~2%路段为易积水路段,横坡坡度大于2%的路段积水情况受到降雨强度影响;在排水阶段,S型曲线横坡坡度0%~1%路段为排水困难路段,横坡坡度1%~2%路段为排水不畅路段,横坡坡度大于2%的路段排水顺畅,在排水时间结束时,路面在不同的几何条件和降雨条件下均能将积水排除至水膜厚度小于2 cm,横坡的大小与渐变影响了积水的横向分布与纵向分布,横向呈现中间高两边低、横断面上标高大的位置水膜厚度小和标高小的位置水膜厚度大的水膜厚度分布规律,总体呈现S型的分布规律;水膜流速在积水阶段呈现纵向上中间低两边高、水膜厚度大则水膜流速大的水膜厚度分布规律,在排水阶段则为纵向上中间高两边低的水膜流速分布规律。道路宽度影响了降雨落到路面的积水总量,进而对积水水膜厚度产生了影响;超高缓和率则主要使得积水路段、易积水路段增长,从而影响了积水分布的范围。

S31603复合板压力容器点蚀行为试验研究

针对S31603复合板压力容器不锈钢层不同点蚀深度的发展进程及穿透至碳钢层后的电偶腐蚀风险,通过预制不同点蚀深度的S31603复合板试片组,分别在实验室和现场S31603复合板压力容器内进行腐蚀试验,并对试片进行宏观分析、低倍观察、高倍观察及腐蚀产物表征分析。结果表明,S31603复合板预制的点蚀坑深度穿透至碳钢层时发生了明显的电偶腐蚀,实验室腐蚀试验和现场试验最高点蚀速率分别达到4.954,1.023 mm/a;用S31603复合板试片预制的点蚀坑深度穿透至碳钢层后碳钢优先发生电偶腐蚀;S31603复合板试片预制的点蚀坑深度处于不锈钢层时腐蚀轻微,也未萌生新的点蚀,相邻点蚀坑之间也未见明显的腐蚀影响。在含Cl-的酸性腐蚀性介质环境下,当S31603复合板压力容器点蚀深度处于不锈钢层时腐蚀轻微,当点蚀深度穿透至碳钢层后,会发生明显的电偶腐蚀,需要缩短S31603复合板压力容器开罐检修周期以保证安全使用。

深水采油树Spring-Seal密封圈接触模型构建与实验测试

为提高深水采油树在高压、高温、低温等工况下长时间工作的稳定性,对采油树密封圈进行重新设计,提出Spring-Seal密封圈(以下简称S密封圈);基于赫兹接触理论、填料密封接触理论,重新构建S密封圈接触力学模型;建立有限元仿真分析模型,分析不同条件下S密封圈的密封性能,同时验证新建接触模型的合理性;利用实验测试S密封圈的实际密封效果。研究结果表明:S密封圈在高压、高温、低温等工况下能够长时间稳定工作且密封性能良好。研究结果可为S密封圈的接触研究及工程运用提供理论参考。

妊娠糖尿病患者蛋白C、蛋白S和抗凝血酶Ⅲ水平及其与孕周的关系

目的探讨妊娠糖尿病(GDM)患者蛋白C(PC)、蛋白S(PS)和抗凝血酶Ⅲ(ATⅢ)水平及其与孕周的关系。方法选择2019年1月至2023年3月在医院就诊的232例GDM孕妇作为观察组,同时随机选取同期在医院进行孕检的268例正常孕妇作为对照组,比较两组一般资料和PC、PS和ATⅢ水平;按孕周将观察组和对照组分为孕中期和孕晚期,分别比较孕中期和孕晚期观察组和对照组PC、PS和ATⅢ水平。通过相关性分析,分析PC、PS和ATⅢ水平与孕周的相关性。结果与对照组相比,观察组PS和PC水平降低(P<0.05),但ATⅢ水平差异无统计学意义(P>0.05)。GDM患者PC和ATⅢ水平与孕周呈负相关(r=-0.156、-0.134,P<0.05)。结论GDM患者PS和PC水平降低,且随孕周增大,PC、PS和ATⅢ水平降低,应尽早进行干预,以减少血栓形成的风险。

结合主动光源和改进YOLOv5s模型的夜间柑橘检测方法

【目的】解决夜间环境下遮挡和较小柑橘难以准确识别的问题,实现采摘机器人全天候智能化作业。【方法】提出一种结合主动光源的夜间柑橘识别方法。首先,通过分析主动光源下颜色特征不同的夜间柑橘图像,选择最佳的光源色并进行图像采集。然后,提出一种夜间柑橘检测模型BI-YOLOv5s,该模型采用双向特征金字塔网络(Bi-FPN)进行多尺度交叉连接和加权特征融合,提高对遮挡和较小果实的识别能力;引入Coordinate attention(CA)注意力机制模块,进一步加强对目标位置信息的提取;采用融入Transformer结构的C3TR模块,在减少计算量的同时更好地提取全局信息。【结果】本文提出的BI-YOLOv5s模型在测试集上的精准率、召回率、平均准确率分别为93.4%、92.2%和97.1%,相比YOLOv5s模型分别提升了3.2、1.5和2.3个百分点。在所采用的光源色环境下,模型对夜间柑橘识别的正确率为95.3%,相比白光环境下提高了10.4个百分点。【结论】本文提出的方法对夜间环境下遮挡和小目标柑橘的识别具有较高的准确性,可为夜间果蔬智能化采摘的视觉精准识别提供技术支持。

HBsAg和HBsAb共存的慢性乙肝患者的血清学特征和S区突变位点

目的探讨HBsAg/HBsAb双阳患者和HBsAg单阳性患者的血清学差异,并对两组患者的HBV S区突变位点进行比较分析,探寻HBsAg/HBsAb共阳性患者可能的分子机制。方法选取首都医科大学附属北京佑安医院2022年6月至2023年3月的284例HBsAg/HBsAb双阳患者和519例HBsAg单阳患者,统计Age、ALT、AST、AST/ALT、TBiL、ALb、r-GT、HBsAg和HBsAg滴度、HBsAb、HBeAg、HBeAb、HBcAb、WBC,对两组患者的血清学指标进行比较分析。对HBV S区扩增成功的19例HBsAg/HBsAb双阳患者和19例HBsAg单阳患者进行测序分析,统计高频突变位点,分析HBV S区突变特征,探寻HBsAg/HBsAb双阳患者可能发生的分子机制。结果HBsAg/HBsAb双阳患者和HBsAg单阳患者在性别、HBeAg、ALT、AST、TBiL、r-GT差异有统计学意义(P<0.05)。两组患者在Age、HBeAb、HBcAb、AST/ALT、Alb、WBC差异无统计学意义(P>0.05)。HBsAg/HBsAb双阳组患者C基因型占78.95%(15/19),其中A113D/T、A317C/S、A45T、A86G、A87T、A96V、A97P等突变频率较高,HBsAg单阳组C基因型占84.21%(16/19),V159A、M47T、I213L、A317S、E44G、Q267L突变频率较高,两组患者的高频突变位点明显不同。结论双阳和单阳CHB患者血清学和基因突变位点存在显著差异。建议针对HBV S区不同的突变位点进一步研究HBsAg和HBsAb共存的机制。

三维各向异性TI介质中的P/S波快速解耦技术及在弹性波逆时偏移中的应用

随着多分量采集技术的发展,弹性波逆时偏移技术在三维各向异性介质复杂地质构造成像中得到了广泛的应用.然而耦合的P波场和S波场,会在传播过程中产生串扰噪声,降低弹性波逆时偏移的成像精度.为了解决这一问题,本研究针对具有倾斜各向异性对称轴的三维横向各向同性(Transverse Isotropy,TI)介质,提出了一种矢量弹性波场快速解耦方法,可以有效提高偏移剖面的成像质量.该方法首先通过坐标转换,将观测系统坐标系的垂直轴旋转到TI介质的对称轴方向,在新坐标系下,根据具有垂直对称轴的三维横向各向同性(Vertical Transverse Isotropy,VTI)介质中的分解算子,推导出三维TI介质解耦算子表达式.接着引入一种在空间域快速计算分解波场的方法,来实现空间域矢量P波场和S波场分离,极大地提高了计算效率.最后,通过点积成像条件,将提出的P/S波分解方法引入到三维TI介质弹性波逆时偏移中,得到高精度的PP和PS成像.与以往的波场分解方法相比,本文方法具有数值稳定和计算效率高的特点.数值算例表明,应用上述三维TI分解算子得到的偏移剖面有效压制了噪声,提高了成像质量.

贝托司汀手性中间体(S)-CPMA整细胞催化合成工艺研究

针对不同条件对贝托司汀手性中间体(S)-CPMA的整细胞催化合成影响,进行单因素实验和正交设计优化研究.首先从耐热克鲁维酵母突变株SXBP-02预处理方式、不同催化反应介质、pH、底物质量浓度、温度、时间、催化剂用量、补料次数等8个方面进行考察,揭示其中pH、底物质量浓度、补料次数和催化剂用量4个因素对(S)-CPMA催化效率的影响较大;进一步对其进行正交优化,得出最佳工艺条件:在pH8的PEG4000双水相体系中,底物质量浓度为6g/L、补料次数为4次、催化剂用量为3g/L,温度为40℃条件下反应36h,可得到(S)-CPMA产率为88.1%,对映选择性在98.5%以上,4个因素对(S)-CPMA收率的影响主次顺序依次为补料次数>pH>催化剂用量>底物质量浓度,其中补料次数、pH为显著性影响因素,与优化前相比,底物质量浓度提高3倍,产率提高了6%.

基于程函面波成像的华北克拉通岩石圈三维高分辨率S波速度结构研究

利用“中国地震科学台阵探测”项目Ⅱ期和Ⅲ期的流动地震台站以及中国区域地震台网中的部分固定台站的观测资料,采用程函面波成像方法获得了华北克拉通及周边区域10—120 s周期的瑞雷面波相速度分布和高分辨率的三维S波速度结构,并基于该速度模型估算了岩石圈厚度分布。结果显示,华北克拉通内部岩石圈厚度除了存在“西厚东薄”的一级分布特征外,还存在一些更小尺度的差异,包括鄂尔多斯地块内部岩石圈“南厚北薄”、鄂尔多斯地块周缘断陷带岩石圈显著的不均匀减薄以及燕山构造带与其南侧华北平原之间的显著差异等。山西断陷带北部与南部地区上地幔浅部(<100 km)存在不同程度的低速异常,它们被中部的高速异常区所分隔。在150 km以下深度从太行山南缘向北至山西断陷北缘存在一条NNE向展布的显著低速异常带,表明上地幔浅部南北部的低速异常在深部相连。结合已有的其它成像结果,我们推测这些低速异常起源于更深处(>200 km),并与由太平洋俯冲板块的滞留脱水导致的上地幔热物质上涌和小尺度地幔对流等密切相关。燕山构造带与华北平原的岩石圈结构存在明显差异,前者遭受的岩石圈破坏改造程度明显弱于后者,张家口—渤海地震带位于这两种不同壳幔结构的过渡带,地震活动较强,我们认为深部结构和热作用的显著差异,以及青藏高原远场挤压效应的共同作用是导致该区地震活动较强的主要原因。

基于改进YOLOv5s的小目标检测算法

针对当前主流目标检测算法对图像中远距离小目标产生的漏检、误检等问题,提出一种改进YOLOv5s的小目标检测算法。在模型训练过程中,通过引入Focal-EIOU定位损失函数,加强边界框的定位精度;在骨干网络中,通过添加小目标检测层,提高小目标的检测精度;在Neck结构中,通过优化上采样算子和添加注意力机制,加强小目标的特征信息。实验结果表明,改进后的算法在VisDrone数据集上与YOLOv5s算法相比,mAP@small提高了3.2%,且检测速度满足实时性的要求,能够很好地应用于小目标检测任务中。

粗穗披碱草1H^(t)S染色体特异荧光原位杂交标记开发

小麦-粗穗披碱草1H^(t)S.1BL罗伯逊易位系高抗小麦条锈病和叶锈病,是小麦遗传改良的优异基因源。我们前期利用中国春ph1b基因突变体对该易位系进行诱导,获得了一批诱导后代材料,为了从中准确鉴定小麦-粗穗披碱草1H^(t)S小片段易位系,需要建立能够覆盖粗穗披碱草1H^(t)S染色体的荧光原位杂交(FISH)标记。本研究利用21个小麦及其近缘种探针、61个基于中国春基因组序列新开发的小麦1BS染色体探针以及40个根据简单三碱基重复序列新开发的探针对小麦-粗穗披碱草1H^(t)S.1BL易位系进行非变性FISH分析。结果显示,B74、B76和B77等36个探针(33个为新开发的)在1H^(t)S染色体上具有杂交信号,并且杂交信号可分为仅在染色体末端、仅在着丝粒处、同时在着丝粒处和近着丝粒处、覆盖1H^(t)S约3/4染色体臂、覆盖绝大部分1H^(t)S共五种类型。因此,部分探针单独使用或多个探针联合使用,其信号能覆盖1H^(t)S染色体,能够满足小麦-粗穗披碱草1H^(t)S小片段易位系鉴定,这可为小麦背景中粗穗披碱草染色质追踪提供新的检测手段。

基于多目标遗传算法的8×8 S盒的优化设计方法

混沌系统具有非线性、伪随机性、初始值敏感等特性,为基于动力系统构造性能良好的S盒提供了基础,进一步保证了分组加密算法安全性.目前,基于混沌构造S盒的方法大多数针对单个性能指标进行优化,难以获得全面的性能提升.针对此问题,结合混沌映射与多目标遗传算法,提出了一种新的S盒设计方法.首先,利用混沌映射的特性产生初始S盒种群;然后,以S盒的非线性度和差分均匀性为优化目标,基于遗传算法框架对上述两指标进行优化.针对S盒的特点,在优化算法中引入了交换操作,设计了新的变异操作以及非支配序集计算,有效提升了S盒的非线性度和差分均匀性.实验结果表明该算法产生的S盒其差分均匀度为6,非线性度值至少为110,有效提升了S盒的综合性能.