拟南芥START结构域亚家族生物信息学分析及功能

START(The Steroidogenic Acute Regulatory Protein-related Lipid Transfer)结构域广泛存在于动物和植物中,参与脂质分子的转移,发挥多种生物学功能。为明确拟南芥START结构域家族成员的结构特征及功能机制,本研究以拟南芥START结构域亚家族为研究对象,通过生物信息学对该家族成员的进化关系、理化性质、基因结构、启动子顺式作用元件进行分析比较,在此基础上,通过qRT-PCR技术,对仅含START结构域亚家族成员在拟南芥发育不同组织表达特性进行了分析,通过分析仅含START结构域亚家族成员的功能获得和功能缺失的转基因拟南芥幼苗形态,确定该亚家族成员对拟南芥幼苗生长的调控作用。结果发现,拟南芥START结构域家族共有35个成员,仅含START结构域亚家族9个成员,但在进化树分析中At4g26920和At5g07260与其余7个成员不在同一分枝中,且其疏水性结合位点不同。仅含START结构域亚家族成员中仅有At3g23080不稳定系数小于40,较为稳定,多数成员均为不稳定蛋白质。基因表达分析表明仅含START结构域亚家族成员具有明显的组织特异表达特性,参与调控幼苗生长发育,为深入探究START结构域调控植物生长发育的生物学功能和作用机制奠定了基础。

拟南芥仅含START结构域亚家族基因特性与功能分析

【目的】分析拟南芥中仅含START结构域(the lipid/sterol-binding St AR-related lipid transfer protein domains)亚家族成员的启动子元件及表达特性,阐明启动子元件与表达特性的相互关系,为明确仅含START结构域亚家族的生物学功能,解析植物生长发育机理、更好地促控植物生长提供理论依据。【方法】利用生物信息学方法分析仅含START结构域亚家族6个成员的亲缘关系及各自启动子区所包含的所有元件,对启动子元件的功能进行分析和分类;利用real-time PCR方法研究亚家族成员的表达特性;用突变体分析确认基因的功能;分析通过启动子元件分析预测的基因功能与通过突变体分析确认的基因功能间的相关性,为基因的功能和作用机制分析提供科研思路和方法。【结果】生物信息学分析表明,拟南芥中仅含START结构域亚家族成员共6个,分为3个分支,每个分支一对基因,每一对基因中均有一个基因的启动子中含有高转录水平元件5′UTR Py-rich stretch,6个亚家族成员的启动子区均含有多个光、激素和逆境响应元件,也存在各自特异的响应元件;用real-time PCR分析基因的表达量,结果与生物信息学预测结果一致:At3g13062的表达量明显高于同分支的At1g55960,At3g23080的表达量明显高于同分支的At4g14500,At1g64720的表达量明显高于同分支的At5g54170。组织定位分析表明亚家族成员有特异的时空表达特性:At3g13062和At1g55960在幼苗期就有明显表达,但At3g13062主要在子叶、下胚轴和根中表达,而At1g55960主要在根中表达量较多;在成苗期拟南芥中,At3g13062主要在叶片中表达,在根中表达量较少;而At1g55960在成苗期拟南芥的叶片和根系的表达量均较多;At3g23080和At4g14500在幼苗期表达量较少,而在成苗期表达量增加,At3g23080主要分布于莲座叶中,At4g14500主要分布于莲座叶叶柄部。上述结果表明仅含START结构域亚家族成员可能在拟南芥不同时期和不同的部位分别行使着功能。利用生物信息学对启动子元件分析发现,各个基因均具有胚乳特意表达的Skn-1 motif元件,暗示着该家族基因可能参与调控胚乳的发育,进而影响种子的活力和萌发;通过对At3g23080和At4g14500的T-DNA插入突变体种子的分析表明,At3g23080和At4g14500表达量下降均会导致种子活力和萌发率的下降,这与生物信息学预测结果一致。【结论】拟南芥中仅含START结构域的亚家族有6个成员;6个亚家族成员可能在光、激素和逆境调控的发育过程中具有重要的作用;含START结构域的亚家族6个成员虽然同源关系较近,但具有各自的时空表达特性,在拟南芥的不同组织和不同发育时期执行着各自的功能。基因启动子元件与基因功能有直接关系,启动子区具有胚乳特意表达Skn-1 motif元件的At3g23080和At4g14500表达量下降均会导致种子活力和萌发率下降。

融合信息瓶颈与图卷积的跨域推荐算法

基于迁移学习的跨域推荐可以有效地学习连接源域和目标域的映射函数,但其性能仍然受到表征质量不高和负迁移问题的影响,不能有效地为冷启动用户进行推荐,为此提出了一种融合信息瓶颈与图卷积网络的跨域推荐模型(IBGC)。利用图卷积神经网络聚合有关联的用户-用户和项目-项目信息;利用注意力机制学习用户和项目偏好,以提高节点特征表示质量;考虑到两个领域的信息交互,将重叠用户进行嵌入表示的同时限制特定信息的编码,利用信息瓶颈理论设计了三种正则化器,以捕获域内和跨域用户-项目的相关性,并将不同领域的重叠用户表征对齐以解决负迁移问题。在Amazon数据集中的四对公开数据集上进行实验,实验结果表明该模型在MRR、HR@K和NDCG@K三个推荐性能指标上的表现均优于基线模型,在四对数据集上与最优对比基线模型相比,MRR平均提升34.36%,HR@10平均提升34.94%,NDCG@10平均提升36.83%,证明了IBGC模型的有效性。

用于冷启动推荐的用户偏好跨域转移框架

在推荐系统中冷启动问题一直面临着巨大的挑战。跨域推荐旨在利用源域中用户丰富的信息来提高目标域中冷启动用户推荐的性能,能够有效地缓解冷启动问题。基于映射函数的跨域推荐方法存在过于依赖重叠用户的问题,然而在冷启动场景中重叠用户的数量非常少,导致较差的泛化能力。元学习能够在冷启动推荐背景下快速适应数据稀疏的新任务,具有良好的泛化能力。提出了用于冷启动推荐的用户偏好跨域转移框架(UPCTFCR),设计了一个自编码器和元学习器,用以训练映射函数的初始化参数,将用户在源域中的偏好转移到目标域,将此作为冷启动用户在目标域中的初始嵌入进行推荐。利用亚马逊数据集构建了3个跨域任务,通过实验证明了UPCTFCR在冷启动推荐中的有效性。

基于评论文本和融入专业度评分的跨域混合推荐

为解决基于用户评论文本的跨域推荐方法产生的评论信息稀疏性问题,提出一种基于评论文本和融入专业度评分的跨域混合推荐方法。采用注意力机制和门控机制对评论文本进行方面特征抽取,构建全局跨域方面相关矩阵进行匹配,结合评论文本中的评分信息,生成一个跨域粗矩阵以降低原始评分矩阵的稀疏度。为强调不同用户对项目评分的重要性,引入用户专业度细化聚合后用户对项目的评分。实验结果表明,该方法可以提高推荐的准确性。

源域数据增强与多兴趣细化迁移的跨域推荐模型

针对跨域推荐任务中源域用户交互数据不丰富所导致的兴趣偏好建模困难问题,以及多个兴趣之间的关联被忽略问题,提出源域数据增强与多兴趣细化迁移的跨域推荐模型.该模型引入源域数据增强策略,为每个用户在源域中生成经过去噪处理的辅助序列,缓解用户在源域中的交互数据稀疏问题,获得更丰富的用户兴趣偏好.使用双序列多兴趣提取模块和多兴趣细化迁移模块,完成兴趣提取与多个兴趣的细化迁移.在基于3个公开跨域推荐评测任务的对比实验中,与最优的基线相比,提出方法的平均MAE降低了22.86%,平均RMSE降低了19.65%,取得了最优的性能表现,证明了提出方法的有效性.

目标域特征感知与互补用户迁移的跨域推荐模型

冷启动问题一直是推荐系统中十分有挑战性的问题.目前,基于映射的跨域推荐技术在解决冷启动问题上已取得了十分不错的效果,其方法主要分为两类,一类关注共性,即所有用户共享一个映射函数;另一类则关注个性,即为每个用户分别分配个性化的映射函数;然而,这两类方法均没有考虑到用户共性与个性的互补性;此外,这两类方法也忽视了目标域知识本身的挖掘.为了解决以上问题,本文提出了目标域特征感知与互补用户迁移的跨域推荐模型.一方面,提出个性-共性互补映射模块以显式建模用户个性和共性的互补信息,另一方面,提出了关系网络以挖掘目标域知识.最后,在Amazon数据集上的实验取得了目前最优的效果,验证了本文所提出模型的有效性.

木薯MeHDS2基因的克隆与分析

采用RT-PCR技术,从木薯SC124 cDNA中克隆得到一个具有完整阅读框的基因,命名为MeHDS2,该基因全长2 529 bp,编码842个氨基酸。蛋白质保守结构域分析结果表明,MeHDS2蛋白含有保守的1个HD结构域、1个b-zip结构域、1个START结构域和1个MEKHLA结构域;蛋白质空间结构预测显示其具有3个典型的α螺旋结构;亚细胞定位结果表明,MeHDS2蛋白在植物细胞核中特异表达,因此,推测其为HD-ZIP转录因子家族中的一员。基因表达分析结果表明,MeHDS2基因在木薯根、茎、叶中都有表达,但表达丰度不同。木薯干旱处理14 d后,自形态学顶端往下数第三、四片叶片的MeHDS2表达量显著高于根、茎及其他位置叶片组织。本研究为木薯抗旱分子育种提供了理论基础。

白斑狗鱼StAR基因克隆及其表达分析

【目的】克隆白斑狗鱼(Esox lucius)类固醇激素合成急性调节蛋白(StAR)基因(ElStAR)并分析其组织表达差异,为开展StAR基因生物学功能研究及揭示白斑狗鱼性腺发育机制提供基础资料。【方法】根据GenBank已公布的白斑狗鱼基因组测序结果(NC_047581.1)设计特异性引物,采用RT-PCR克隆ElStAR基因cDNA序列,通过ClustalX、ExPASy、TargetP 1.1、TMHMM 2.0和SignalP 5.0等在线软件进行生物信息学分析,并采用实时荧光定量PCR进行ElStAR基因组织表达定量分析。【结果】ElStAR基因cDNA序列长度1485 bp,其开放阅读框(ORF)为864 bp,共编码287个氨基酸残基;ElStAR氨基酸序列与北极红点鲑StAR氨基酸序列的相似性最高(93.33%),与海鳟、条纹鲈鱼、金头鲷、大菱鲆、斑马鱼、半滑舌鳎的相似性均高于75.00%,而与小家鼠的相似性最低(59.15%);基于StAR氨基酸序列相似性构建的系统发育进化树也显示白斑狗鱼与北极红点鲑和海鳟等鲑科鱼类处于同一分支。ElStAR蛋白相对分子量为32.23 kD,理论等电点(pI)为8.98,为不稳定的亲水性蛋白;具有START结构域,无信号肽及跨膜结构,符合线粒体靶向肽的基本特征。ElStAR蛋白二级结构由α-螺旋(占40.77%)、无规则卷曲(占35.89%)、延伸链(占18.12%)和β-折叠(占5.23%)组成,其三级结构是由α-螺旋配合多个β-折叠卷曲盘旋而成。ElStAR基因在白斑狗鱼精巢、卵巢、头肾、肝脏、肌肉及脑组织中均有不同程度的表达,且在精巢中的相对表达量极显著高于在卵巢中的相对表达量(P<0.01),呈明显的性别二态性表达模式。【结论】ElStAR基因编码蛋白结构和功能十分保守,具有典型的START结构域,对胆固醇的运输和调节起重要作用。ElStAR基因在白斑狗鱼精巢及卵巢中的表达存在极显著差异,可能在维持白斑狗鱼精巢的发育形成中发挥重要作用。

电网黑启动暂态稳定性校验研究

黑启动是整个电力系统因故障停运后,通过系统自身再启动实现系统恢复的过程,有效的黑启动方案对系统的安全稳定运行以及提高供电可靠性具有重要意义。采用了一种基于MATPOWER最优化潮流计算以及PST暂态稳定计算的电网黑启动暂态稳定校验方法,以某区域电网发生大规模停电为背景,对黑启动恢复过程中系统所面临的暂态稳定问题进行仿真研究,运用仿真软件MATLAB对形成的黑启动方案建立详细模型并进行暂态稳定仿真计算,对所形成方案的可靠性、科学性进行校验,为黑启动方案的制定提供依据。结果表明,采用的方法能够对给定的电网黑启动方案进行暂态稳定校验,有利于电网有效恢复供电。

支持冷启动用户推荐的区块链服务发布方案

为解决现有的发布系统容易受到篡改,以及很难向新加入系统的“冷启动”用户推荐服务信息的问题,提出了一种支持冷启动用户推荐的区块链服务发布方案。将单个辅助域的潜在特征映射模型扩展到2个辅助域,为目标域中的冷启动用户进行更为精确的推荐。将微服务架构和区块技术相结合,确保系统可扩展性、可靠性和安全性。在亚马逊交易数据中提取的3个真实数据集上的实验结果表明,所提推荐模型优于大多数其他推荐方法,并且服务发布信息可以安全地存储在区块链中以确保其不被更改。

农民工返乡创业与精准扶贫共域性研究——基于乡村振兴战略视域

乡村振兴重在产业兴旺,农民工返乡创业作为激活农村实体经济的创新要素,能够激发脱贫的内生动力,是助力精准扶贫、拉动农村经济增长的新动能。研究发现,农民工返乡创业与精准扶贫在时间、空间、效应、人才、机制、保障和政策七个方面存在共域性,二者之间能够有效链接从而形成联动发展。通过农民工返乡创业推动精准扶贫发展,以返乡创业驱动农村实体经济增长,为农民搭建就业平台、拓宽增收渠道,缩小城乡发展差距、全面建成小康社会具有重要意义。同时,种种现实路径诸如农民工返乡创业推动精准扶贫具有联动耦合效应,返乡创业农民工具有内生动力,乡村振兴需要人力资源撬动,创业扶贫优势明显等保障了农民工返乡创业与精准扶贫联动发展的可行性。

异步电机软启动变论域模糊控制技术

异步电机软启动系统是一种复杂时变非线性系统,启动瞬时电流冲击大,对电机、拖动设备以及电网造成较大影响。针对传统PID控制器对电机启动电流控制效果不佳的问题,文章采用变论域模糊PID控制方法,设计了一种变论域模糊PID控制器,并通过选择合适的模糊规则和伸缩因子,实现了PID参数的优化调整。仿真结果表明,该控制器具有响应快、精度高、抗扰性强等优点。

一款双模导航芯片中的多电压域设计方案

快速热启动进行首次定位是导航芯片必备的功能。本文提出一种多电压域设计方案,在此方案的基础上,可以实现快速热启动功能。该热启动方案把导航数据存储在不掉电SRAM中,并使用持续计数的RTC计数器来估计时间。该多电压域方案把导航芯片分为两个电压域:一块电压域在芯片掉电时正常掉电;另一块电压域使用电池供电,即使芯片掉电,仍然正常工作。存储导航数据的SRAM和RTC位于第二块电压域中。本文介绍了该导航芯片多电压域设计和验证方案。目前,该芯片已经流片成功,多电压域功能达到预期目标。

跨领域推荐研究进展

数据稀疏性和冷启动一直是当前个性化推荐面临的主要问题,跨领域推荐因其可利用多源多领域数据,为解决这两个问题提供了方法与思路。跨领域推荐的核心在于辅助领域数据的利用和知识的迁移。本文从单辅助域跨领域推荐和多辅助域跨领域推荐两个角度,对当前国内外跨领域推荐技术进行了系统的研究与分析,阐述了现有单辅助域跨领域推荐和多辅助域跨领域推荐中使用的跨领域推荐方法,同时讨论了已有方法各自的优缺点与适用范围,并指出了跨领域推荐研究的未来研究方向。

基于共享知识模型的跨领域推荐算法

互联网的普及使得大量信息不断累积,推荐系统作为解决信息过载的有效手段,能够帮助人们迅速准确地筛选出感兴趣的内容.但是由于用户项目评分数据过于稀疏,新用户或新商品存在"冷启动"问题,使得传统的推荐算法计算复杂性过高、准确性较低.考虑到用户会在互联网不同领域使用各类应用,在不同领域积累了大量行为数据和评价信息.而从用户群体的角度来说,在不同领域间存在着用户群体的偏好相似性,因此如果通过在不同领域中共享代表偏好的知识模型,将有助于提升在新领域推荐的准确性,解决冷启动问题.本文提出了基于共享知识模型的跨领域推荐算法SKP(Sharing Knowledge Pattern),通过对各个领域中用户-项目的评分矩阵分解,得到用户的潜在特征矩阵和项目的潜在特征矩阵,对用户和项目的潜在特征分别聚类,得到了用户分组对项目分组的评分知识模型,最终利用目标领域的个性知识模型和各个领域的共性知识模型来得出推荐结果.本文对三个不同领域的数据集进行了分析和划分,并在物理集群环境下进行了实验.结果表明,通过利用数据稠密的辅助领域数据,本文提出的SKP算法与已有的单领域算法、跨领域算法相比,具有更高的准确率和更低的RMSE值.

基于转矩控制的上坡辅助电控系统

针对车辆坡道起步时加速踏板和制动踏板协同操纵难度大、易引发溜坡事故等问题,提出一种基于电机转矩控制的电动汽车上坡辅助控制方法.建立了车辆坡道起步动力学模型,构建了具备“前馈+反馈”结构的预加载上坡辅助控制算法以保证控制实时性,通过时域分析法揭示了控制参数对系统稳定性、稳态误差和动态性能的影响机理.开发了面向量产纯电动乘用车平台的实车控制系统,分析了整车CAN网络通信架构.综合考虑溜坡距离和乘坐舒适性,通过道路试验确定了最优的控制参数组合,并将试验结果与现有的纯PI调节和负载观测器调节进行了对比分析.结果表明,预加载上坡辅助控制算法相比于纯PI调节,可以减少11 cm的溜车距离,将溜车距离控制在3 cm以内,有效解决了坡道起步的溜车问题.

一种基于用户信息映射的跨领域推荐算法

冷启动问题一直是推荐系统中的一大难点,而跨领域推荐可以通过迁移其他领域的信息缓解这个问题.本文提出一种基于用户信息映射的跨领域推荐算法,它可以在具有少量标记数据的情况下有效地学习跨域关系,并利用标签提高用户和物品编码的准确性.首先学习用户和物品的潜在向量,并改进降维方法将其处理成低维稠密向量;然后生成用户种群,利用偏好不同的用户种群训练映射函数,通过映射函数映射用户信息提高推荐效果.通过实验探究各个参数对实验结果的影响,验证了本文模型对重叠用户数量的依赖更低,相较于基准实验,有更好的推荐准确性,同时表明本文方法有更好的推荐效果.

交流550kV SF_6高压套管的绝缘设计研究

高压套管是高压开关设备中的一个至关重要的元件,其电场结构是一个典型的极不均匀电场结构,所以在设计中如何使其电场分布合理均匀就成为关键点。笔者从起晕场强及起晕电压入笔,给出了高压屏蔽环的设计思路;为了改善地电位附近场域分布,通过大量的电场解析,揭示了接地内置屏蔽筒的尺寸与瓷套的高度及内径间的关系;详细分析了套管在淋雨及干试状态下,由于瓷套外介质相对介电常数εr的变化所引起场域分布的变化情况及不同试验状态下的关注部位。最后给出了550 kV套管绝缘设计时,空气中各部位场强许可值的确定方法及其数值,为套管的研发提供了具有参考价值的经验数据。

混动汽车启动抖动问题分析及优化

针对启动抖动会严重影响整车NVH性能的问题,研究了某SUV混动车型启动工况下的整车抖动问题,确定了启动抖动产生的根本原因。通过制定一系列的试验方案进行对比分析,并结合LMS测试数据进行时域分析,明确导致整车启动抖动的根本原因是启动电机拖动发动机过程中扭矩波动导致。根据"源-路径-响应"思路制定优化方案,对悬置与电机进行优化。实车测试表明:优化后整车抖动量级明显减小,满足开发目标要求,证实了该优化方案可以有效解决启动抖动问题。