The non-target organism Caenorhabditis elegans withstands the impact of sulfamethoxazole

The widespread usage of antibiotics in agriculture leads to releases into the environment, but there is insufficient knowledge of the side-effects on non-target organisms. Therefore, we investigated the effects of the sulfonamide-antibiotic sulfamethoxazole (SMX) on Caenorhabditis elegans at phenotypic, biochemical and molecular biological levels. Multiple endpoints, including life history traits, thermal stress resistance and lipid peroxidation, as well as gene expression profiles, were determined after exposure of the nematodes to SMX. In contrast to expectations, SMX prolonged the lifespan and increased both the body size and pharynx pumping rate. On the other hand, SMX delayed reproductive timing and caused lipid peroxidation. The total number of offspring and thermal stress resistance were unaffected. The up-regulation of hsp-16.1 indicated stress in general and the increased lipid peroxidation oxidative stress in particular. This oxidative stress indicated that mitohormesis was the likely cause of the longevity and that enhanced pumping frequency was probably the reason for the increased growth. The sole adverse effect was delayed initial reproduction. This delay, however, can be crucial for r-strategists, such as the bacterivorous model animal used, in sustaining their populations in the environment in the presence of predators. Bacterivorous animals, in turn, are essential to maintaining nutrient recycling via the microbial loop.     

运营期地铁隧道结构安全信息融合监控体系初探

以隧道结构系统特性研究为基础,以从单一正向思维模式向逆向思维、系统思维、反馈思维等全方位思维模式的转变为核心,引入并讨论了基于信息融合、分析融合、诊断融合和评价融合的体系结构,探索性地研究了运营期地铁隧道结构安全信息融合监控理论和方法体系。     

基于图像感兴趣区域融合特征的PM2.5浓度预测方法

通过图像预测PM_2.5浓度的准确性,在很大程度上取决于模型所选用的特征参数。为丰富特征参数的表达,设计了一种基于图像传统特征与深度特征充分融合的PM_2.5浓度预测方法。首先,根据不同PM_2.5浓度下的成像差异,选定图像感兴趣区域,解决图像尺寸过大导致的模型运算效率较低问题。然后,针对所选取的局部图像,利用传统图像处理方法手动设计并提取图像浅表视觉特征,同时利用卷积神经网络自动提取图像深层语义特征。最后,将两种特征融合,交由卷积神经网络的全连接层实现对PM_2.5浓度的回归预测。预测误差比对结果显示,相比使用单种特征,使用融合特征能够有效提高模型的预测性能。     

宏转录组学在环境微生物生态学中的应用

系统总结了宏转录组学实验操作及数据分析流程，概述了宏转录组学在环境微生物生态学的研究策略和最新进展，并指出其应用前景.宏转录组学在解析环境微生物群落功能上具有广阔的前景，为了解微生物群落的动态演化及其与环境因素和生态系统功能的关系提供了强有力的工具.     

CdSe/ZnS量子点对斑马鱼胚胎发育的毒性效应

本研究以模式生物斑马鱼(Danio rerio)为对象,观察在不同浓度Cd Se/Zn S量子点(Cd Se/Zn S QDs)暴露下,斑马鱼胚胎形态发育、氧化应激以及金属硫蛋白MT基因和应激蛋白Hsp70基因表达变化情况.结果表明,Cd Se/Zn S QDs对斑马鱼胚胎72 hpf(hours post fertilization)的半致畸效应浓度(EC50)为316.994 nmol·L-1.QDs暴露影响了斑马鱼胚胎的死亡率、畸形率、孵化率、自主运动频率和体长,以及引起胚胎卵凝集,心包囊肿,脊椎弯曲等多种毒性效应;同时导致斑马鱼体内超氧化物歧化酶(SOD)活性变化以及丙二醛(MDA)含量增加.QDs还诱导斑马鱼MT基因和Hsp70基因表达上调,斑马鱼机体产生一系列自我保护反应来减轻QDs所造成的伤害.这表明:Cd Se/Zn S QDs对斑马鱼胚胎产生了毒性效应,其毒性可能与其核心Cd2+的释放、粒径大小以及氧化应激有关.     

稀有鮈鲫HMGR基因全长克隆及雄鱼经五氯酚暴露基因表达的分析

3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase,HMGR)是甲羟戊酸(mevalonic acid,MVA)途径中的第一个关键限速酶.克隆稀有鮈鲫HMGR基因全长,分析该基因在不同组织及雄鱼经不同浓度五氯酚(pentachlorophenol,PCP)暴露的表达差异,探索PCP对类固醇激素前体(胆固醇)合成水平基因转录调控的内分泌干扰机制.采用同源克隆策略及cDNA末端快速扩增技术(rapid-amplification of cDNA ends,RACE),从稀有鮈鲫肝脏中首次克隆得到3 101碱基(bp)的HMGR基因cDNA全长,基因命名为GrHMGR(GenBank accession No:KF885724).GrHMGR编码884个氨基酸,系统发育树分析表明,GrHMGR编码的蛋白与其他鱼类来源的HMGR氨基酸序列同源性较高.Real-time PCR分析表明GrHMGR的表达有组织特异性,在大脑,性腺和肝脏中均有表达,性腺中表达量最高.稀有鮈鲫雄鱼经不同浓度PCP暴露后,GrHMGR在大脑和性腺的表达随PCP浓度的增加显著下降,然而在肝脏组织中表达趋势有所不同.HMGR的表达下降会减少胆固醇的合成.说明PCP暴露会通过干扰稀有鮈鲫的胆固醇合成途径,进而对内分泌系统产生影响.     

基于Agent的长输管道应急指挥决策系统设计

为帮助决策机构快速高效地制定长输管道事故应急救援方案和行动目标,运用Agent (真体)对长输管道应急指挥决策系统进行设计.通过划分应急指挥系统层次,分析信息融合Agent、形势评估Agent、资源规划Agent这3个关键模块,建立基于Agent的应急指挥过程模型.结合应急指挥机构和应急指挥决策系统,提出应急指挥系统...     

籽粒苋苹果酸酶(NAD-ME)基因密码子偏好性分析

遗传密码子是生命信息的基本遗传单位,每种氨基酸对应1～6个同义密码子.特定物种在长期进化中形成了适应自身基因组环境的密码子使用偏性.运用CHIPS、CUSP和CodonW程序分析自主克隆的籽粒苋NAD-ME基因的密码子偏好性,并与马铃薯等7种植物的ME基因密码子偏好性进行比较,以期为该基因在作物遗传改良中选择合适的受体植物提供依据.结果表明,籽粒苋NAD-ME基因偏好于以A或T结尾的密码子,其它几种被比较作物的ME基因也有同样的趋势,但双子叶植物的偏好性更强.基于NAD-ME基因的密码子使用偏性的系统聚类分析表明,籽粒苋与马铃薯、拟南芥、葡萄、蓖麻、毛果杨等双子叶植物聚为1类,玉米和高粱这2个单子叶植物聚为1类,预示籽粒苋NAD-ME基因更适合导入马铃薯等双子叶植物.对籽粒苋NAD-ME基因的密码子偏好性与大肠杆菌和酵母的基因组密码子偏好性进行比较,发现均存在差异,与大肠杆菌的差异高于酵母,表明酵母表达系统要优于大肠杆菌表达系统.若要进一步提高籽粒苋NAD-ME基因在大肠杆菌或酵母中的表达水平,尚需对其密码子进行优化.     

一种基于游弋图像的水域监视鸟瞰图成像系统

针对各类水域污染日趋严重而传统水质监测方式离散、范围受限等不足,构建了基于游弋图像的水域鸟瞰图成像系统,实现大范围实时、连续监控。使用偏振设备消除水面反光,得到清晰的水面图像。设计了摄像机内外参标定的方法,在线获得状态参数;提出了自适应空洞填补的策略,消除了由透视图映射至鸟瞰图时产生的图像空洞;结合GPS信息和图像特征配准技术,获取了由船载摄像机视频序列拼合成的鸟瞰全景图像。该方法具有分辨率高、实时性强、监测范围广和使用成本低等优势。