三支决策是粒计算领域一个重要研究方向,其符合人类思维和认知特点,能有效处理实际决策过程中的不确定性问题。三支决策通过引入延迟决策,可以有效降低决策成本和代价,增强对不确定性决策过程的控制并提高模型的可解释性。因此,融合三支决策思想的机器学习方法值得深入研究和探讨。首先,介绍了三支决策基本模型;其次,运用CiteSpace和VOSviewer软件分析了国内外基于机器学习的三支决策领域的研究现状;再者,从研究问题、模型方法和应用背景等角度出发,聚焦于三支决策与聚类模型、分类模型、推荐系统、深度学习模型的融合,整理并总结了现有的研究方法与成果;最后,对基于机器学习的三支决策发展趋势作出了展望。

BERT 等预训练模型在很多 NLP 任务上取得了良好的效果,但预训练模型参数规模大,运算量大,对硬件资源要求高,难以部署在小型的配置环境中。模型压缩是解决该问题的关键,知识蒸馏是目前较好的模型压缩方法。基于此,提出基于多任务蒸馏的句意图识别和槽位填充联合模型,该模型将 ALBERT 运用到任务型对话系统中,并利用知识蒸馏策略将 ALBERT 模型知识迁移到 BiLSTM 模型。实验结果表明,基于 ALBERT 的联合模型在 SMP 2019 评测数据集中的句准确率为77.74%,单独训练的 BiLSTM 模型句准确率为58.33%,而蒸馏模型的句准确率为67.22%,在比 BiLSTM 高8.89%的情况下,推断速度约为ALBERT的18.9倍。

在处理复杂问题、制定全面策略或做出关键决策时, 需从多个视角、多个层面或多个维度进行思考与分析。三支决策即三元思维、三元方法和三元计算。遵循三支决策的原则,引入了双三元思维的概念及3×3方法与结构。通过双三元思维结合两个三元结构, 构建了一个3×3 方法与结构,从九个不同的角度或维度进行思考、分析和解决问题。根据三级层次和三角形方法, 得到了两种不同的3×3方法一是在三级层次方法的基础上, 每一层以三角形方法考虑三个相关问题, 称为3 层× 3 角形方法;另一种是在三角形方法的基础上, 每个顶点以三级层次方法考虑三个相关问题, 称为3 角形× 3 层方法。作为一个案例,可以将3×3 方法应用于可解释人工智能。借助Symbols-Meaning-Value (SMV) 空间的概念, 为3×3方法的九个元素赋予具体的语义。基于SMV 空间的3×3方法,从不同的层次来分析和解释智能系统所需的数据、假设、工作原理及结果。这为智能系统提供了解释的构建过程及结构,使得最终的解释更易于沟通、理解和接受。

蛋白质-配体的结合亲和力预测是药物重定位回归中具有挑战性的任务。深度学习方法可以有效预测蛋白质与配体相互作用的结合亲和力,减少药物发现的时间和成本。由此,基于长短期记忆模块(LSTM)和注意力机制模块(attention)提出了一种深度卷积神经网络模型(DLLSA)。模型由嵌入LSTM和空间注意力模块(spatial-attention)的卷积网络并行模块构建,其中LSTM模块针对蛋白质-配体接触特征的长序列信息,spatial-attention注意力模块聚集接触特征局部信息。采用PDBbind(v.2020)数据集进行训练,CASF-2013和CASF-2016数据集进行验证,模型的皮尔逊相关系数相比于PLEC模型分别提高了0.6%和3%,实验结果显著优于其他相关方法。

以长三角城市群为研究对象,构设基础设施水平与旅游经济发展综合评价指标体系,采用耦合协调度模型探析二者耦合协调发展的时空演化特征,并运用地理探测器考察分析其驱动机制。结果表明:1)基础设施水平与旅游经济发展的综合评价指数、耦合协调度均呈稳步提升趋势,二者耦合协调类型介于中度协调与极度协调之间且较快地实现协调等级跃迁;耦合协调度省际差异显著,呈“上海市>江苏省>浙江省>安徽省”的空间异质性特征。2)耦合协调度呈“东高西低,中部高南北低”空间分布格局,且高、低耦合协调区分别呈空间“扩张-收敛”相背离的变化态势;考察期间基础设施滞后型城市数量逐渐增多,分布于长三角城市群东部浙沪地区;旅游经济发展滞后型城市分布范围逐渐收敛并向长三角北部聚集。3)基础设施水平与旅游经济发展耦合协调性主要受经济拉动力、政府调控力、城市化带动力作用,二者协调发展由8项驱动力形成的经济运行与结构转型机制、政策调控与开放合作机制、人口集聚与消费拉动机制、人才保障与科技创新机制综合驱动。

在消费金融服务场景下,存在用户逾期还款的情况。在逾期协商还款过程中,少量用户篡改图像凭证,实现不当得益。这些篡改集中在个人信息、印章、出具单位等具有很强的上下文语义联系内容上。基于此,在传统空域直接像素空间RGB和频域离散余弦变换(discrete cosin transform,DCT)作为判别特征的基础上,引入了文字块、印章块的位置关系和反卷积网络,实现了一种包含语义关系的端到端全卷积神经网络模型。该模型在天池2022年“真实场景篡改图像检测挑战赛”的数据集上,相对于传统模型平均交并比有3.97%的提升,在实际凭证图像篡改判断中,提升了3.7%的篡改检测准确率。

密度峰值聚类 (clustering by fast search and find of density peaks, DPC)算法是一种基于密度的聚类算法,它可以发现任意形状和维度的类簇,是具有里程碑意义的聚类算法。然而,DPC算法的样本局部密度定义不适用于同时发现数据集的稠密簇和稀疏簇;此外,DPC算法的一步分配策略使得一旦有一个样本分配错误,将导致更多样本的错误分配,产生“多米诺骨牌效应”。针对这些问题,提出一种新的样本局部密度定义,采用局部标准差指数定义样本局部密度,克服DPC的密度定义缺陷;采用两步分配策略代替DPC的一步分配策略,克服DPC的“多米诺骨牌效应”,得到ESDTS-DPC算法。与DPC及其改进算法KNN-DPC、FKNN-DPC、DPC-CE和经典密度聚类算法DBSCAN的实验比较显示,提出的ESDTS-DPC算法具有更好的聚类准确性。

金融和医疗等实际环境中的决策关键在于决策风险的权衡考虑,准确预测和分类风险级别非常必要。然而,传统的群体决策关注专家评价意见的一致性和共识,对于获得客观的专家评价意见和决策质量的考虑较少,在风险评级场景中难以量化和评估决策实际效果。因此,引入数据驱动的思想,利用数据和聚类结果辅助发现专家评估意见,在三支决策理论框架下优化群体意见,改进和计算逻辑回归的判别点,并基于UCI和Kaggle的4个信贷风险和疾病诊断公开数据集,完成风险评级分类。通过数据实验的结果可以发现:与经典的机器学习方法相比,文中提出的基于群体决策的三支分类方法更加关注风险的规避,在各个数据集上的分类表现均有稳定且较优的结果,说明通过发现专家领域知识,利用数据的客观信息辅助专家评估风险有助于解决不同背景的决策问题。

毛茛目植物花器官具有复杂多样的特点,是研究花器官形态与遗传进化相关问题的理想植物类群。通过综述毛茛目植物花器官形态的多样性,结合毛茛目基因组、转录组以及芸香唐松草(Thalictrum thalictroides)、蓝花耧斗菜(Aquilegia coulela)、黑种草(Nigella damascena)、花菱草(Eschscholzia californica)等几个代表物种的花发育研究现状,阐述了当前MADS-box基因家族A、B、C、D、E类基因的功能及其下游靶基因的研究成果,并对未来毛茛目植物花发育的研究切入点和可能面临的挑战进行展望,旨在丰富对基部真双子叶植物花器官发育分子调控途径的理解。

针对区间值犹豫模糊信息系统,提出了两种基于区间犹豫模糊多粒度粗糙集的三支决策模型。首先,借助多粒度粗糙集理论,提出乐观和悲观区间犹豫模糊多粒度粗糙集模型。其次,引入区间犹豫模糊连续交叉熵的概念,用TOPSIS方法来计算对象在不同情况下的条件概率。基于此,定义区间犹豫模糊决策理论粗糙集并给出相应的三支决策规则。最后,通过实例验证了这两种模型对目标评估采取不同的态度和决策方案,并且证明了所提算法的有效性。

输电塔作为整个电力传输系统最重要的组成部分之一,需要及时对输电塔进行检测保证塔基的稳固以保障后期的使用。针对无人机采集到的输电塔图像存在背景复杂、背景与目标塔基对比度低、小目标及塔基不完整等问题,提出了基于改进YOLOv7的输电塔塔基检测算法。首先,通过无人机采集不同地形地貌的输电塔图像,构建高质量数据集。然后,在原始YOLOv7的Backbone层中加入卷积注意力模块CBAM注意力机制,以提高输电塔塔基特征的提取能力。最后,引入WIoU v3代替原坐标损失函数CIoU,以提高目标检测任务的准确性和稳定性。在该数据集上,使用改进后的YOLOv7算法与目前主流的目标检测算法进行对比实验,实验结果中所提算法的mAP值高达99.93%,比原始YOLOv7提高2.19%,FPS值为37.125,满足实时检测需求,算法的整体性能较好。实验验证了所提算法在塔基检测上的可行性和有效性,为后续塔基区周围水土情况的研究奠定了基础。

医疗资源的合理高效配置是现代城市公共空间治理的重要内容。基于适配性理论,构建城市医疗资源与居住人口的空间适配性分析框架,以西安主城区为案例,采用医疗资源POI数据,通过核密度分析、Ripley’s K函数、区位关联度和高斯两步移动搜索法等探讨西安城市医疗资源的空间集聚模式、尺度阈值及与人口规模的空间适配关系。结果表明:西安城市医疗资源整体呈现典型的“核心-外围”结构和城市主发展轴依赖的特征,具有CBD性质的高水平开发区和卫星城的集聚效应显著。各类医疗资源集聚强度峰值所对应的特征尺度具有一致性,均为将研究区等面积抽象成圆形时对应圆直径的约1/4。城市医疗资源与居住小区的双向区位关联模式呈“非对称”结构,大型公共医疗资源在人口配置中的先导性效应显著。西安城市医疗资源与人口规模的适配关系整体上呈现“中心强,外围弱”的圈层衰减结构,不同类型医疗资源在不同城市圈层表现出差异化的特征,体现了在城市宏观规划和市场资源双重配置下,医疗资源分级诊疗体系间的补偿替代效应及空间表现。

现有对低级别胶质瘤(low-grade glioma,LGG)分子亚型三分类的研究依赖于LGG医学影像数据,数据样本少且难获取导致模型较难学习到LGG分子亚型之间的差异,降低了模型的分类性能。基于此,提出了LGG分子亚型三分类方法MODDA,利用基因注意力网络提取LGG多组学数据的重要特征,使用嵌入网络处理临床数据得到临床数据特征;将临床数据特征与组学数据重要特征进行融合,采用密集深度神经网络进行LGG分子亚型分类。实验结果表明,MODDA的分类性能优于现有LGG分子亚型分类方法,并且在外部验证数据集上也表现出较好的泛化性能。此外,对卡方检验过程中发现的重要基因进行了富集基因本体论(gene ontology,GO)术语和生物学途径分析,有助于LGG的个性化治疗。

基于编码复用的多光谱鬼成像 (multispectral ghost imaging, MGI) 是一种新型成像技术,其通过巧妙设计的编解码策略,显著提升了光谱成像性能,具有简单化和智能化的特点。从MGI的基本原理和关键技术出发,详细探讨了多种编码复用策略及其重构算法,主要包括基于随机散斑、Hadamard散斑和傅里叶散斑的编码复用策略,以及相应的重构算法,如压缩感知、傅里叶逆变换和深度学习等。这些方案在提取目标场景的空间结构及光谱特性时各具特色,展现了不同的成像优势和适用场景。然而,MGI技术仍存在投影效率低、计算复杂度高等挑战,未来有望通过更高效的图像重建算法、智能化技术及先进光学器件,进一步提升MGI系统的成像性能,以满足复杂场景的高质量成像需求。

基于武陵山片区650项非物质文化遗产(简称“非遗”)和735处传统村落位置信息,以核密度分析、重心模型探讨二者的空间分布格局和结构特征,揭示二者的空间位置关系;借助ArcGIS 10.5、区位熵和地理探测器剖析影响非遗及传统村落分布的异质性因素。研究发现:1)武陵山片区非遗和传统村落空间分布具有典型的非均衡性特征,非遗“大集聚小分散”的空间分布模式显著,传统村落“环核群-带状区”的空间分布规律突出,从空间距离上看,二者错位关系明显;2)受自然环境和人文环境影响,二者的空间分布偏好不同,影响非遗和传统村落空间分布的驱动因素各异,二者对不同因素的响应既有要素综合性也有尺度差异性和空间异质性;3)武陵山片区非遗空间分布受人文环境因素影响更为显著,不同地区传统村落空间分布的影响因素差异性突出,对异质性因素的响应差异是导致非遗和传统村落在空间分布上形成错位关系的原因。

旅游风景道是促进沿线区域乡村振兴高质量发展的重要载体。基于旅游风景道的视角,从时空层面分析沿线区域2015年、2019年和2021年交通优势度和乡村振兴的演化特征,并采用双变量空间自相关分析方法厘清两者的空间适配性。结果表明:旅游风景道沿线区域交通优势度不断提升,地理位置和旅游资源禀赋是造成交通优势度空间分异的主要原因;各区域乡村振兴综合值呈增长态势,空间上呈现东高西低、北高南低的倒“U”形格局,区域之间和维度之间存在发展差异;交通优势度与乡村振兴在全局上呈现良好的空间适配性,两者的空间适配性可划分为高适配型、交通优势度滞后型、乡村振兴滞后型和双滞后型四类。

散射介质中的可见光偏振模拟数据集较为匮乏,这限制了开发和验证散射介质中偏振成像算法。针对此问题,分析了散射环境中的散射退化、光照等对偏振成像的影响,提出了一种散射介质中偏振图像模拟方法。首先采用物理渲染器精确模拟光的传播路径,得到经偏振滤波片的无退化偏振图像;之后利用真实散射环境数据集(水下及雾天环境),计算不同环境下的散射退化参数;最后结合散射退化模型得到不同偏振态下的模拟散射退化图像。结果表明:模拟数据集准确反映真实散射环境中的图像特征,偏振度和偏振角图像有效呈现了真实散射环境中的退偏现象。相应的模拟偏振图像为分析散射介质中目标和背景的偏振特性提供了可靠基础,也为改进偏振去散射算法提供依据。

依托数学模型和情景模拟,形成弹性的土地利用优化配置方案,对促进生态脆弱农区生态、农业和经济用地协调发展具有重要意义。以河套灌区乌兰布和灌域为例,采用MSPA(morphological spatial pattern analysis)和斑块重要性指数识别和提取生态源地,耦合NSGA-Ⅲ(non-dominated sorting genetic algorithm Ⅲ)和FLUS(future land use simulation)模型,基于4种情景模拟形成具有弹性的生态脆弱农区土地利用优化配置方案。结果表明:基于NSGA-Ⅲ可以快速形成研究区多目标下的Pareto解集,且解集内的各目标效益均优于2020年土地利用效益值。生态安全优先发展、粮食生产优先发展和经济优先发展情景存在其他两项目标效益提升不明显的情况。相对来说,最小土地利用变化条件下的均衡效益发展情景可在土地利用变化幅度最小的情况下,达到更高、更均衡的综合效益。制订土地利用优化配置方案时,在参考各情景土地利用优化配置布局的基础上识别土地利用协调冲突区,有助于形成弹性的土地利用优化配置方案,以适应区域可能发生的内外部经济政策环境变化。

国家级旅游休闲街区是由文化和旅游部、国家发展和改革委员会牵头认定的城镇内街区品牌,旨在满足人民群众品质化的生活追求,激发文旅深度融合,为城市发展聚势赋能。对接城市空间质量理论,在系统总结国家级旅游休闲街区建设实践的基础上,得出:旅游休闲街区的本质是休闲需求升级和功能体验优化在街区建设中的实践,是街区空间的休闲化升级;现有国家级旅游休闲街区呈现出传统文化为主、城市中心居多、侧重地方文化主题的游览体验与零售业态布局等特征;未来发展应重点关注地方性的文化传承、更新性的空间安置和系统性的保护运营这三条理论与实践路径。地方性的文化传承应重点强调区位、场所和地方感,更新性的空间安置应围绕空间的人本、功能与活力展开,系统性的保护运营则应重视要素的整合、优化与控制。

在药物发现的早期阶段,深度生成模型正逐渐成为分子设计的关键工具。简化分子线输入系统(simplified moleaclar input line entry system,SMILES)作为标准的化学表示法,被广泛用于模型训练与生成。然而,由于分子环系统线性表示的非唯一性和非方向性,现有的单向编码器在捕捉样本全局语义结构和生成有效分子环时存在局限性。因此,提出一种名为Chemical RWKV BERT(ChemRB)的方法,旨在从海量的未标记数据中深度挖掘双向信息。为实现这一目标,创新性地设计了2个预训练任务:环级特征预测与全局跨度闭合预测。这些预训练任务不仅为模型提供了丰富多元的上下文信息,更进一步提升了其对复杂分子结构特性的深入理解。实验结果显示:ChemRB模型不仅在性能上取得了显著提升,而且在新分子/样本的评估指标上也达到了最优的基准性能。结果充分验证了ChemRB在精准捕获分子固有结构信息方面的有效性,为其在相关领域的应用提供了坚实的实证基础。最后,通过在EGFR抑制剂上的测试和应用,进一步验证了ChemRB模型的实用性和广泛应用前景。

通过对青杄转录组测序分析,筛选出干旱响应基因PwRhomboid,分析该基因在耐旱方面的功能特性,为揭示青杄的耐旱机理提供理论基础。采用生物信息学对PwRhomboid的氨基酸序列和同源基因进行比对;利用RT-qPCR技术分析PwRhomboid对不同非生物胁迫和激素的响应情况;通过瞬时转化烟草叶片检测PwRhomboid蛋白的亚细胞定位;获得拟南芥和马铃薯的PwRhomboid转基因株系并进行干旱表型验证。研究结果显示,PwRhomboid的氨基酸序列在N端与其同源物种的氨基酸序列具有较大差异,在C端相似度较高,保守性较好;其蛋白主要定位于细胞膜。PwRhomboid的表达量经干旱、低温和脱落酸诱导后发生有显著变化,在成熟叶中表达量最高,其能够提高转基因拟南芥和马铃薯的耐旱性。经干旱处理后,与对照组拟南芥野生型和pCM1205株系相比,PwRhomboid过表达株系PwRhomboid-L1和PwRhomboid-L2的存活率更高,叶绿素荧光最大光化学效率和实际光化学效率更高;在经聚乙二醇模拟干旱处理后,与野生型相比,过表达株系PwRhomboid-L3、PwRhomboid-L4的马铃薯苗高更高。结果表明PwRhomboid的表达量会受到干旱等逆境和激素的影响,过表达PwRhomboid能够提高拟南芥和马铃薯的耐旱性。

PsaA和PsaB是光系统Ⅰ的中心蛋白,在植物光合作用及逆境调控中发挥重要功能。烟草(Nicotiana tabacum L.)是植物功能基因组学研究的模式作物,目前关于其PsaA和PsaB基因功能的研究较少。为解析烟草PsaA/PsaB基因对逆境胁迫的响应规律,在烟草基因组中鉴定PsaA/PsaB基因家族,并对其理化性质、亚细胞定位、系统进化、Motif基序、启动子调控元件进行分析。结果表明: 烟草中共有27个PsaA/PsaB基因,与拟南芥相比,烟草PsaA/PsaB基因家族大量扩增,根据系统发育和结构特征可分为3类亚家族。烟草PsaA/PsaB基因启动子中含有大量响应光、低温、干旱及植物激素等的顺式作用元件。RT-qPCR分析发现,多数烟草PsaA/PsaB基因在低温胁迫下表达量上调,上调数目为8个;而在聚乙二醇、茉莉酸甲酯胁迫下表达量下调,下调数目分别为8个和7个;马铃薯Y病毒(potato virus Y,PVY)和烟草花叶病毒(tobacco mosaic virus,TMV)感染后大多数烟草PsaA/PsaB基因表达量下调,PVY感染后下叶肉和叶脉组织中基因下调数目分别为19个和17个,其中叶脉中下调更明显,TMV感染后基因下调数目为9个。可见,烟草PsaA/PsaB基因参与烟草对多种非生物胁迫的应答过程,研究结果为进一步探索PsaA/PsaB基因在调控植物对逆境胁迫响应中的作用提供了参考。

文化娱乐业是城市经济转型发展与居民生活质量提升的重要载体。基于2010—2020年西安市文化娱乐业POI数据,运用地学信息图谱方法和时空地理加权回归模型,从对称和等级视角探讨西安市文化娱乐业空间结构演化规律,揭示空间结构形成机制。结果表明:2010—2020年西安市文化娱乐业由市中心区域向外围扩散,呈多中心化态势,其空间结构演化具有明显的对称与等级规律。各类型空间结构的形成是交通因素、人口因素、区域经济、商业区位、产业政策5个维度多种因子耦合作用的结果。基础型因子、发展型因子、辅助型因子分别通过供需机制、触发机制和强化机制作用于文化娱乐业热点的空间布局和区位选址。

基于人本主义理念,从城市户外劳动者服务站点主要服务群体的需求出发,从需求目标、模型评价、反馈评价3个层面,构建交通便捷度、道路旁站点供需指数、用地内站点供需指数等评价指标及定量化评价模型,以厦门市厦门岛爱心驿站为例,研究城市户外劳动者服务站点空间分布的合理性,并通过主要服务群体反馈评价服务站点对服务群体需求的满足程度。结果表明:厦门岛服务站点交通便捷度空间分异显著;分布在城市支路和主干道/快速路旁的服务站点数量供需基本平衡,次干道旁的站点呈轻度供不应求;居住、商业设施、商务设施、交通设施四类用地内服务站点的供需匹配度相对较好,教育科研、文化设施和体育、医疗卫生等用地的供需匹配度相对较差,服务群体对各类用地满意度评价与供需匹配状态基本契合。建议从制定规划建设标准、统筹站点规划布局、盘活存量更新改造等方面优化城市户外劳动者服务站点布局。

基于知识图谱的推荐方法是推荐系统的研究热点之一,利用用户历史行为及物品特征在知识图谱结构化表示数据的辅助下解决推荐系统数据稀疏性及冷启动问题。但是用户的兴趣易受特定物品所影响,而知识图谱以结构化形式存储数据,实体与实体之间仅存在链路关系,这就导致了单纯利用知识图谱的推荐方法在点击率预测方面性能较差。基于此,提出一种基于局部影响力与深层偏好传播的推荐方法(local influence and deep preference propagation,LIDP),充分利用知识图谱结构化数据在偏好传播中存在实体影响力的优点。LIDP模型首先对知识图谱逐层偏好传播获取数据影响力权重并根据所获数据权重进行局部影响力计算;其次对局部影响力进行用户历史行为的兴趣增强表示进而获取用户表示;最后对用户表示与物品的向量表示进行内积操作以获取最终交互概率。LIDP模型在MovieLens-1M数据集上相比最优基准模型GNRF,AUC、ACC、MAE和F₁值分别提高了0.16%、0.52%、0.87%、0.21%;在Book-Crossing数据集上,这些提升分别为0.45%、2.14%、1.29%、0.93%。实验结果表明,LIDP模型能有效获取深层次用户兴趣偏好,在推荐系统中具有良好的性能和效果,可以为用户提供更好的个性化推荐服务。

糖尿病肾病是糖尿病的主要并发症,也是引发慢性肾病的主要诱因。UBE2V1作为唯一一类参与K63泛素化的E2酶参与糖尿病肾病的发生,而UHRF2在K63泛素化途径中作为E3泛素连接酶发挥作用。采用实时荧光定量、基因沉默和过表达、划痕测试、免疫印迹分析、K63泛素化蛋白分离和免疫沉淀等方法探究UHRF2与UBE2V1在高糖诱导肾小管上皮细胞上皮间充质转化过程中的作用机制。研究发现高葡萄糖可以增加UHRF2和UBE2V1在肾小管上皮细胞中的表达,引发上皮间充质转化;高糖培养的肾小管上皮细胞中上皮间充质转化标志蛋白α-SMA和ZEB1的表达显著上调,同时E-cadherin的表达显著下调;敲低UHRF2或UBE2V1会抑制α-SMA和ZEB1的上调,减弱E-cadherin的下调;UBE2V1可能介导高糖培养肾小管上皮细胞中UHRF2转录的上调,并可能增加UHRF2中K63的泛素化。研究结果反映出UHRF2和UBE2V1均参与了高糖条件下肾小管上皮细胞的上皮间充质转化过程,二者可能协同促进糖尿病肾病纤维化,这些发现为治疗糖尿病肾病提供了新思路。

运用重心模型、空间错位模型和计量模型实证分析湖南武陵山片区2011—2021年旅游城镇化质量与规模的空间错位特征及驱动因素。结果表明:1)湖南武陵山片区旅游城镇化质量与规模发展水平总体呈上升态势,其中质量增速快于规模,但规模整体高于质量;空间上,旅游城镇化质量与规模均呈现“东北高、西南低”的分异格局,武陵源、永定和凤凰作为质量-规模“双高区”成为旅游城镇化发展的“领头羊”。2)湖南武陵山片区旅游城镇化质量与规模存在空间错位现象,空间错位程度以2015年为节点呈先降后升态势;空间错位方向由以规模优先的正向错位区为主转变为以质量优先的负向错位区为主;空间错位等级由高到低呈现“金字塔”结构,低错位区数量占比始终保持在50%以上。3)人均GDP、城乡居民人均可支配收入比、旅客周转量和旅游产业集聚对旅游城镇化质量与规模空间错位产生负向影响,旅游人口密度对旅游城镇化质量与规模空间错位产生正向影响。

MADS-box家族是植物最大的转录因子家族之一,在参与逆境胁迫与调控开花应答中具有重要作用,其AGL12-like亚组在葡萄中的功能尚不清楚。从黑比诺葡萄基因组克隆获得VvAGL12启动子(proVvAGL12),对启动子序列元件进行分析,发现该启动子区域存在多种与逆境胁迫相关的顺式作用元件。构建proVvAGL12驱动的GUS表达载体,并在拟南芥和烟草中进行转化,发现proVvAGL12启动子片段在拟南芥中具有启动活性,其驱动GUS在转基因拟南芥植株的叶片、茎段、花器官、根、果荚部位表达,表达活性可持续整个生长周期。转基因拟南芥和烟草胁迫处理实验表明,proVvAGL12驱动的GUS活性受赤霉素、脱落酸、聚乙二醇和低温调控。

为实现药品中金黄色葡萄球菌的精准快速检测,通过加入内参(internal amplification control,IAC),优化PCR反应体系,建立能够实时监控过程的基于内参的金黄色葡萄球菌实时荧光定量PCR快检方法,并对方法的特异性、检测限、重现性、可行性进行验证。验证结果表明,所建立方法的特异性良好,仅金黄色葡萄球菌呈现典型扩增曲线;对金黄色葡萄球菌基因组DNA的检测限为0.23 pg/μL;C_t值与模板拷贝数呈现出良好的线性关系(R²=0.99);重现性实验的相对标准偏差均小于3.0%;人工污染药品增菌10 h后即可检出金黄色葡萄球菌。该方法不仅缩短了药品中金黄色葡萄球菌的检验时间,还可以实时监测PCR反应过程,有效防止“假阴性”结果的发生,能够作为确认金黄色葡萄球菌的补充方法。

传统镍基材料和稀土基材料磁致伸缩系数小、涡流损耗大、制备成本高,采用钴铁氧体作为磁致伸缩超声换能器的驱动核心可实现在高频条件下的稳定服役和大功率输出。基于钴铁氧体磁致伸缩特性,设计了谐振频率30 kHz的纵振磁致伸缩超声换能器,使用有限元仿真对钴铁氧体磁致伸缩换能器进行动力学与磁场分析。对钴铁氧体磁致伸缩超声换能器进行阻抗匹配并测试其输出特性,实验测试了样机谐振频率、输出振幅与工作温度。结果表明:换能器采用钕铁硼建立的偏置磁场,磁感应强度为0.1~0.25 T(301~653 Oe),使钴铁氧体处于最佳驱动区内(250~750 Oe);换能器振幅输出和工作温度随着驱动电压的增大而增大,在驱动电压为12 V、信号增益为20 dB条件下换能器实际谐振频率为29.8 kHz,输出振幅可达3.75 μm,稳定工作温度60 ℃,该实验结果验证了钴铁氧体在磁致伸缩换能器领域的可靠性与应用潜力。

为明确心率变异性在有氧运动治疗青少年抑郁症中的动态变化及其临床意义,选取某高校2022年新入学的60例轻、中度抑郁症学生为研究对象,分为研究组30例(脱落5例,完成研究25例)与对照组30例(脱落2例,完成研究28例)。研究组给予12周有氧运动治疗,对照组不接受任何治疗,比较两组的临床疗效、心率变异性指标。结果表明:12周末研究组治疗有效率及痊愈率显著高于对照组(P<0.05);两组的17项汉密尔顿抑郁量表(HAMD-17)评分均较基线显著降低(P<0.01);与对照组相比,研究组12周末HAMD-17下降程度更显著(P<0.001)。12周末研究组正常R-R间期标准差(standard deviation of NN intervals,简称SDNN)值、正常R-R间期平均值标准差(standard deviation average of NN intervals,SDANN)值以及相邻R-R间期的均方根(root mean square of successive RR interval differences,RMSSD)较治疗前显著增大(P<0.001);与对照组相比,研究组12周末SDNN、SDANN以及RMSSD前后差值更明显(P<0.001);基线HAMD-17评分与SDNN、SDANN以及RMSSD值呈显著负相关(r=-0.343,P=0.012;r=-0.328,P=0.017;r=-0.401,P=0.003)。研究结果说明12周有氧运动可显著改善青少年抑郁患者抑郁症状,改善自主神经功能。抑郁症严重程度与自主神经功能受损有关,心率变异性可成为评估有氧运动治疗抑郁症疗效的生物学指标。

针对分焦平面多光谱相机在成像过程中存在的图像空间分辨率较低问题,提出了分焦平面马赛克图像的高分辨率重构方法。该方法首先通过拍摄漫反射白板对分焦平面马赛克式传感器进行定标,获得了无马赛克的场景反射率图像;之后将场景反射率图像和分焦平面马赛克图像代入多光谱图像与高光谱图像的融合模型进行高分辨率重构。分析了基于超像素分割算子的2种重构方法(最小二乘-多光谱数据融合法和正则化最小秩-多光谱数据融合法)的重构结果。结果发现:最小二乘-多光谱数据融合法的求解过程简单,求解速度较快,针对反射率较为均一的场景可以取得较好的重构结果;正则化最小秩-多光谱数据融合法求解过程复杂,求解速度较慢,针对复杂场景可以取得较好的重构结果。研究提出的2种重构方法的平均像素误差约为0.12,小于其他典型重构方法,且重构评价参数也具有明显优势,表明这2种重构方法在光谱图像高分辨率融合模型的迁移上取得了较好的结果,实现了待重构图像在空间信息和光谱信息上的高度还原。

小麦(Triticum aestivum)D基因组供体粗山羊草(Aegilops tauschii)具有多种抵御生物和非生物胁迫的基因,是小麦遗传改良的主要基因库;重金属相关异戊二烯化植物蛋白(heavy metal-associated isoprene plant protein,HIPP)在调控植物的金属离子平衡和解毒过程中具有重要作用。通过农杆菌介导获得过表达粗山羊草AetHIPP28的转基因拟南芥,并利用一系列生理生化分析研究转基因拟南芥对镉(Cd)胁迫的响应。结果表明,AetHIPP28定位于细胞核和质膜上。过表达AetHIPP28可以显著增强拟南芥对Cd的耐受性,促进Cd胁迫下的拟南芥根系生长。在Cd的胁迫下,转基因拟南芥的活性氧(reactive oxygen species,ROS)积累显著低于野生型,而抗氧化酶活性显著高于野生型。过表达AetHIPP28明显抑制了Cd²⁺的跨膜内流,并增加了Cd在根部的积累。以上结果表明,过表达AetHIPP28通过调节拟南芥中ROS的积累和抗氧化酶的活性,并改变Cd²⁺在根部的内流和分布,提高拟南芥对Cd的耐受性。上述结果为了解AetHIPP28应对Cd胁迫的反应机制提供了一定参考。

滇黄精(polygonatum kingianum coll.et Hemsl.,PK)是我国传世经典食药两用食物,营养物质丰富,具有护肝等功效。九蒸九制是炮制滇黄精的经典方法,但其对滇黄精护肝作用及机制的影响尚无报道。基于LO₂细胞酒精性损伤模型,探究九蒸九制滇黄精水提物(Nine Steaming Nine Drying processed PK extracts,PPK)对酒精性肝损伤的改善作用,采用代谢组学和生物信息数据库联合分析以及分子对接揭示其物质基础及潜在的调控机制。结果表明: PPK可以显著提升酒精诱导损伤的LO₂细胞活性,改善氧化应激和炎症指标,提高乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶活性;代谢组学分析联合生物数据库检索发现PPK显著富集芦丁、呋喃酮、咖啡酸、没食子儿茶素等23种代谢物,通过PI₃K-Akt、AMPK、NF-κB信号通路调控肝脏氧化应激与炎症;分子对接结果证实PPK的核心代谢物与酒精代谢酶之间具有良好的结合能力。研究结果初步揭示PPK能够通过调控氧化应激、减轻肝脏炎症、增强乙醇代谢功能来缓解酒精性肝损伤,为PPK营养功能的定位提供了科学依据。

Janus-Helmholtz(JH)换能器和Janus-Hammer Bell(JHB)换能器外观结构类似,但两者振动模态不同。为明确二者振动模态的不同,分析了其结构参数对振动模态的影响。结果表明:在其他参数确定的条件下,JH换能器中圆环壳轴向长度L与圆环壳内侧半径a的关系应满足2<L/a<5.7,JHB换能器对应圆环壳长径比L/a的取值范围为0.1<L/a<0.3。利用有限元方法并设置特殊边界条件分析了JH换能器与JHB换能器谐振峰对应的振动模态,发现JH换能器中较低频振动模态为Janus纵振模态,高频振动模态为液腔谐振模态;JHB换能器中较低频振动模态为Janus纵振模态,较高频振动模态为圆环呼吸模态。进一步对比了JH换能器和JHB换能器的径向与轴向发送电压响应,发现JH换能器可以实现更宽的工作带宽和更高的发送电压响应;JHB换能器工作带宽较窄,但径向方向发射电压响应起伏较小。

提出一种大视场结构照明光切片显微(large-field optical sectioning structured illumination microscopy, LF-OS-SIM)技术,以实现对厚样品的三维层析显微成像。该技术利用一维光栅投影生成条纹结构光场,并结合空间光调制器(spatial light modulator, SLM)对结构光的频谱进行快速相移。与传统的结构照明光切片显微技术相比,LF-OS-SIM的成像视场(field of view,FOV)提升至原有的4.7倍。同时,利用空间光调制器(spatial light modulator,SLM)进行数字相移,获得了20 帧/s的切片速度。利用LF-OS-SIM对硬币、三维分布的荧光小球、生物样品进行了三维层析显微成像,结果发现LS-OS-SIM的成像视场达1 030×780 μm²,轴向层析成像精度达4.0±0.39 μm。由于其大视场、高分辨率和快速切片速度的优势,LS-OS-SIM有望在工业微器件和生物样品的三维成像中得到广泛应用。

为实现对组织微阵列无损且迅速地鉴别,利用穆勒矩阵的偏振成像原理,构建了全自动穆勒矩阵显微成像系统。通过集成自动控制的偏振光学组件及成像设备,该系统能够进行自动成像。对收集的偏振图像数据,采用穆勒矩阵极分解与穆勒矩阵变换算法进行处理,以提取描述样本的关键偏振特征参数。结果发现:在区分宫颈癌组织样本与正常宫颈组织样本的实验中,等效波片快轴方位角θ和线相位延迟δ是有效的偏振参数;利用统计分析、灰度共生矩阵分析和Tamura图像处理方法对偏振参数图像进行处理,可以获得诊断宫颈癌的明确指征。全自动穆勒矩阵显微成像系统通过整合多个样本,无需频繁更换切片,且不需要切换到高倍物镜,从而达到对癌症的快速诊断。

偏振去雾成像算法中的偏振参数图像极易受噪声干扰并且去雾后图像的亮度不稳定,这导致算法无法普遍适应不同的光照条件。针对此问题,提出了一种新的偏振去雾算法,其中引入基于低秩近似的新型偏振参数图像用于降低噪声干扰,并且采用多重虚拟曝光融合方法来压缩图像动态范围。对比实验表明:该方法能够有效地去除图像中的雾霾,具有较强的鲁棒性,显著提高不同环境下拍摄到的含雾霾图像的整体质量。在标准差、图像信息熵、自然图像质量评估器评分、基于感知的图像质量评估器评分4项图像质量指标上,所提方法相对于Schechner等的方法与暗通道方法分别平均提升了22.99%、4.06%、17.42%、32.89%与33.33%、2.80%、12.31%、76.14%。

通过人工模拟降雨试验,研究不同秸秆还田量(0.30、0.45、0.60和0.75 kg/m²)和不同还田方式(粉碎覆盖还田(crushed mulch reversion,CV)、粉碎翻耕还田(crushed tillage reversion,RT)、覆盖-粉碎翻耕还田(mulch-crushed tillage reversion,CR))下地表产流产沙变化过程,分析秸秆不同还田方式和不同还田量下地表产流产沙规律及其内在机理。结果表明:1)在相同还田方式下,秸秆还田量对产流时间有显著影响,随着秸秆还田量增加,初始产流时间、产流稳定时间均增加;在相同秸秆还田量下,CV和RT产流时间差异不大,CR推迟产流时间最明显,CR初始产流时间比对照组推迟19.42~55.17 min。2)在相同还田方式下,随着秸秆还田量增加,地表径流初始产流强度、稳定产流强度减小,地表总产流量显著减小,其中RT、CR在0.60 kg/m²与0.75 kg/m²还田量时地表总产流无显著差异;相同秸秆还田量时,CR减流效益显著大于CV、RT,初始径流强度较对照组减少23.64~44.04 mm/h,地表总产流量较对照组减少55.74%~98.92%。3)在相同还田方式下,随着秸秆还田量增加,产沙强度不断减小,地表总产沙显著减小,3种还田方式下还田量在0.60 kg/m²与0.75 kg/m²时地表总产沙无显著差异;相同秸秆还田量下,CR减沙效益大于CV、RT,较对照组减沙效益为93.73%~99.99%。可见,0.60 kg/m²覆盖-粉碎翻耕还田为最佳还田模式。

以乌兰布和沙漠东北部不同平茬处理及未平茬梭梭(Haloxylon ammodendron)为研究对象,实时动态监测其液流速率及当地气象因子,研究不同平茬处理梭梭在生长旺盛季(6~8月)不同时间尺度的液流特征及其对气象因子的响应,建立耗水量与气象因子的拟合模型,揭示梭梭平茬后的水分传输规律。利用热扩散茎流计和自动气象站对乌兰布和沙漠不同平茬处理与未平茬梭梭的液流及太阳辐射、空气温度、相对饱和湿度、水汽压差进行监测。结果表明,不同平茬处理(留茬120 cm、留茬90 cm、留茬60 cm)梭梭晴天液流变化呈“几字宽峰型”曲线,未平茬梭梭呈“单峰型”曲线。雨天,液流速率波动非常剧烈,呈“不规则多峰型”曲线,雨天的液流速率低于晴天。未平茬、留茬120 cm、留茬90 cm、留茬60 cm梭梭的日平均液流速率分别为2.314 6、3.333 4、1.333 3、0.767 2 cm/h,日均耗水量分别为8.62、13.43、2.40、2.89 kg/d。小时尺度下,太阳辐射是影响平茬及未平茬梭梭液流速率的主要因子;日尺度下,太阳辐射是影响留茬90 cm及未平茬梭梭液流速率的主要因子,空气温度是影响留茬120 cm梭梭液流速率的主要因子,留茬60 cm梭梭的液流速率主要受风速影响;月尺度下,留茬120 cm梭梭耗水量主要受太阳辐射、空气温度影响,留茬90 cm梭梭耗水量主要受相对湿度、太阳辐射影响,留茬60 cm梭梭耗水量主要受风速影响。随着时间尺度的增加,气象因子入选回归方程的数量呈减小趋势,对液流的解释程度呈降低趋势。该研究的拟合方程均达到显著水平,可在不同时间尺度下预测梭梭蒸腾耗水特征。研究结果对明确梭梭平茬后的水分传输规律具有指导意义。