2024, 43(4):82-93.DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2024.04.010
摘要:原核生物Argonautes (pAgos)是参与细胞防御外来DNA入侵的可编程核酸酶。在体外,pAgos可以结合小的单链核酸(ssDNA/ssRNA)向导来识别和切割互补DNA/RNA。在体内,pAgos优先靶向多拷贝遗传元件、噬菌体和质粒,从而抑制入侵核酸的扩增和噬菌体感染。pAgos作为一类新兴的可编程核酸酶,比目前应用最为广泛的CRISPR-Cas系统更具灵活性,在生物技术方面展现出巨大的潜力。早期的研究聚焦于嗜热的pAgo,目前基于嗜热pAgos的主要应用包括分子诊断和体外DNA组装。为了推进基于Ago的体内生物技术,如基因编辑的应用,研究人员的焦点逐渐转移到中温生物来源的pAgos,虽然目前pAgos还未实现基因组编辑,但是随着越来越多的pAgo被发掘以及研究人员对pAgos催化机制的深入研究,有望开发基于pAgos的下一代基因编辑技术。本文总结了已知代表性pAgos和基于pAgos发展的生物技术,并简要分析了pAgos在原核生物和真核生物体内应用面临的挑战和可能的应对策略。
2023, 42(6):9-17.DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2023.06.003
摘要:硼是植物必需的微量营养元素,硼肥是国内施用最多的微量元素肥料。1975年王运华先生在湖北省新洲县发现农田大面积棉花“蕾而不花”症状为缺硼导致的结果,开启了华中农业大学作物硼营养的研究,至今已近50载。在近50 a 的研究历程中,经历了既有明显特色又有相互交叉融合的4个阶段:(1)作物硼营养诊断与硼肥施用技术(1975-1985),该阶段主要建立了我国棉花硼营养诊断与硼肥施用技术;(2)作物硼的吸收利用与营养机制(1985-1995),该阶段以棉花和油菜为主要对象,研究揭示了作物对硼的吸收、转运、分配及其生理功能;(3)作物硼营养遗传与分子机制(1995-2015),该阶段研究以甘蓝型油菜为主要对象,筛选油菜硼高效品种,克隆硼高效基因,研究揭示植物响应缺硼胁迫的分子调控机制;(4)作物硼高效调控途径与利用(2015-),该阶段在深入研究油菜硼高效分子调控途径的同时,筛选培育硼高效育种材料和品种,开展高效品种与专用肥和先进栽培技术相结合的集成推广利用。不同阶段的研究成果为我国农业生产中微量元素肥料硼肥的推广应用和农作物增产增效做出了重要的贡献,并在国际上作物硼营养的应用基础和基础研究方面占有一席之地。在纪念王运华先生逝世1周年之际,针对这4个阶段的主要研究作回顾简述,缅怀先生对作物硼营养研究做出的巨大贡献,聊表笔者对先生的敬重之情。
2023, 42(2):17-23.DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2023.02.003
摘要:牛呼吸疾病综合征是危害国内外养牛业的一种重要传染病,致病因素包括病毒、细菌以及支原体等病原体和多种应激。养殖一线人员常常只能通过观察牛的呼吸异常而做出初步诊断,对病原体诊断的准确率低。而且,由于该病具有多病因混合感染的特征,实验室诊断也常常针对性不强,导致难以对患病动物的治疗效果及预后做出精准判断。为了给牛呼吸疾病综合征的早期诊断、及时治疗和综合防控提供参考依据,本文就牛呼吸疾病综合征的病原学、流行和危害以及诊断方法进行综述,包括常见病原,临床诊断、分子生物学诊断等常用诊断方法,以及含有急性期蛋白和应激相关激素的宿主生物标志物诊断、转录组学诊断等新型诊断方法,简述其实际应用情况和优缺点,并对未来诊断方法的方向及待解决问题等提出展望。
2023, 42(3):63-70.DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2023.03.008
摘要:为解决羊群疾病检索过程中出现的大量冗余数据及检索后仍需人工挑选准确答案造成的资源浪费,本研究通过以下3个步骤构建基于知识图谱的羊群疾病问答系统:(1)通过爬虫获取数据,人工提取部分信息,再进行自动化信息抽取,在命名实体识别任务中使用双向长短期记忆循环神经网络Bi-LSTM模型,并添加注意力机制提高识别效率,然后使用BIO规则进行实体标注,完成信息抽取,将数据融合后存储在Neo4j图数据库中,构建羊群疾病知识图谱。(2)针对属性映射,构建Bert-softmax模型;根据用户提问,采用Bert模型计算问句和属性的语义相似度,并通过softmax算法进行归一化处理,返回合适答案给用户,实现羊群疾病问答系统算法设计。(3)构建羊群疾病诊断平台,使用Bootstrap、Echarts、Vue组件实现羊群疾病问答系统的可视化,利用Python语言包含的flask框架搭建后台,封装疾病信息,通过web前端呈现给用户,并于后端建立连接,实现数据之间的交互。试验结果显示,基于Bi-LSTM + Attention + CRF模型实体识别的F1值为83.16%,构建的知识图谱包含实体4 576个,实体关系超13 000条;问答系统添加了预训练模型Bert,对问题识别的F1值为85.24%。结果表明,该系统实现了对羊群疾病的防治措施等多类问题进行快速检索和精准回答,可以辅助养殖人员在面临羊群疾病时进行生产决策。
2021, 40(1):137-146.
摘要:快速检测作为一种高效方便的检测方式被认为是有效提高食品安全检测和临床诊断能力的重要手段。磁弛豫(magnetic relaxation switching,MRS) 生物传感器因其优良的分析性能、简便的分析流程,已经成为快速检测的新方法、新工具。本研究介绍了基于不同传感原理的磁弛豫生物传感器,综述了近年来国内外磁弛豫生物传感器的最新研究进展,探讨了磁弛豫生物传感器在信号转化机制、纳米磁探针性能、信号放大系统以及传感器稳定性等方面的发展情况。最后,针对目前磁弛豫生物传感器存在的主要问题进行了讨论,并对其未来发展进行了展望。
2020, 39(4):85-92.
摘要:以决定流行性出血病病毒(EHDV)血清型的第二基因节段(Seg-2)为检测靶基因,设计7对特异性引物,建立用于鉴定EHDV血清型的RT-PCR检测方法,并通过对扩增产物的测序,进一步了解病毒Seg-2的遗传特性。特异性试验结果显示,该检测方法可准确鉴定不同血清型的EHDV毒株,与蓝舌病病毒、中山病病毒、阿卡斑病毒均无交叉反应;灵敏度试验结果显示,对不同血清型EHDV核酸的检测下限均可达102拷贝;对我国不同时间与不同地域分离的EHDV毒株进行血清型RT-PCR鉴定,结果显示分离的31株EHDV分属EHDV-1、-5、-6、-7与-10型等5种血清型,与血清中和试验的鉴定结果完全吻合。以上结果表明,该方法具有良好的特异性和较高的灵敏度,可快速准确地鉴定EHDV毒株的血清型。
2015, 34(3):89-96.
摘要:为研究干扰素刺激基因IFITM1和RSAD2在奶牛早期妊娠阶段外周血中的表达规律,于人工授精后0、14、18、21和28 d采集奶牛外周血,利用荧光定量PCR检测IFITM1和RSAD2的相对表达量,采用化学发光法同步检测血清中孕酮浓度;并深入分析自然发情和同期发情2种状态下青年母牛外周血中RSAD2基因的相对表达及其在18 d和21 d外周血白细胞亚类(淋巴细胞、NK细胞、单核细胞)中的相对表达。结果表明,妊娠牛与空怀牛血清孕酮在21 d和28 d呈显著差异。人工授精后14 d和18 d IFITM1基因在妊娠牛与空怀牛中都显著下调,但在空怀牛与妊娠牛间差异不显著。妊娠牛外周血中RSAD2于21 d显著上调;18 d时,RSAD2在妊娠青年牛外周血中的表达量显著高于空怀牛。进一步分析结果表明:自然发情条件下,妊娠牛外周血中RSAD2表达量显著高于空怀牛,同期发情条件下该基因在趋势上与之类似但统计学上不显著。人工授精后18 d和21 d,RSAD2在妊娠牛与空怀牛外周血淋巴细胞、NK细胞和单核细胞中的表达均无显著差异。研究提示:IFITM1不适合用于奶牛早期妊娠诊断;利用RSAD2的相对表达量可望对青年牛在18 d做出早期诊断,具体判别标准有待于进一步扩群分析。
2015, 34(4):137-143.
摘要:硼是植物必需的微量元素之一。缺硼现象在一些柑橘主产国(如巴西、中国)十分普遍。本文综述了国内外有关柑橘硼素研究的最新进展,包括柑橘体内硼的含量及分布、硼移动性、硼胁迫响应、硼效率差异的耐受机制、硼营养诊断与矫正,重点讨论了砧木和接穗品种间的硼效率差异以及柑橘叶片诊断的标准等,并据此指出今后可能在砧穗之间硼胁迫响应的分子机制、菌根与硼吸收利用的关系等方面取得较大进展。
2014, 33(05):61-66.
摘要:采用田间定点采样及室内分析相结合的方法,研究南丰蜜橘花与叶片矿质养分含量的关系。结果表明:2011年和2012年南丰蜜橘花中K、Ca、Mn与叶片中相应元素含量呈显著或极显著正相关,花与叶片中Mg、Cu、Fe含量仅在1 a中呈极显著相关;2011年花中N、P、K、Mg、Fe、Cu、Zn含量平均值显著高于叶片,Ca、Mn、B含量显著低于叶片;2012年N、P、K、Zn含量平均值显著高于叶片,Ca、Mg、Mn、B含量显著低于叶片,花与叶片中Fe、Cu含量差异不显著;花中养分含量变异系数2011年除Fe、Mn以及2012年除N、Cu、B高于叶片外,其他养分含量变异系数均低于叶片;分别对2011年和2012年南丰蜜橘花与叶片K、Ca、Mn含量进行拟合,发现K含量均呈指数函数关系,Mn含量均呈三次函数关系,花中Ca含量在0~0.6%间递增曲线一致;说明花可以用于提前诊断南丰蜜橘K、Ca、Mn的含量状况。
2014, 33(01):131-136.DOI: 1000-2421(2014)01-0131-06
摘要:根据轴承故障产生的机理和常用故障特征参数的分析与提取方法,针对滚动轴承系统的非线性和表面振动信号的非平稳特性,采用小波分析法,并对小波分析中容易产生频率混淆而进行改进小波包快速算法。试验结果表明,改进的小波分析能减少频率混淆现象,克服传统小波包快速算法中高低频重迭难以分辨的问题,并利用小波频带分析技术对故障信号中含有的噪声信号进行分离。结合小波和神经网络的优势建立改进小波神经网络的结构模型,研究小波神经网络的学习算法,解决传统BP算法收敛速度慢和容易陷入局部极小值等问题,从学习率和连接权值两个方面对算法进行改进。以N205型滚动轴承在试验台上所测取的试验数据进行网络训练,用振动信号为网络输入向量给出训练结果。仿真实例分析结果表明,采用改进的小波神经网络能够对滚动轴承故障进行分类,且其收敛速度明显快于相同条件下的小波神经网络和改进的BP网络,可有效实现滚动轴承的故障诊断。