本期特稿

  • 荧光共价有机框架的合成及其传感、成像应用研究进展

    刘俊杰;张颖;罗志敏;

    荧光共价有机框架(fluorescent covalent organic frameworks, FCOFs)由各种荧光有机分子单体通过可逆缩合反应形成高度有序的结晶性有机框架结构,具有独特的荧光特性、良好的化学稳定性、高比表面积、大π共轭结构以及有序的永久性可调节孔隙等特点,在传感和成像等领域受到越来越多的关注。综述了FCOFs的定义、光学性质、合成方法及其在传感与成像方面的应用研究进展,并对FCOFs材料的设计合成及应用面临的挑战进行了展望。

    2024年01期 v.40;No.195 1-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 1986K]
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病原体感染致病机制与检测专栏

  • 磷酸化修饰介导的病原微生物致病机制研究

    林念念;甄向凯;欧阳松应;

    病原微生物通过特殊的分泌系统向宿主释放一系列效应蛋白,干扰宿主的先天免疫相关信号通路,引起疾病的发生甚至导致宿主死亡,是病原微生物致病的重要手段。翻译后修饰在病原微生物感染过程中发挥重要功能,受到越来越多重视,其中,磷酸化修饰是一种常见的翻译后修饰,迄今为止许多效应蛋白被发现具有丝氨酸/苏氨酸激酶活性。微生物借助于这些具有激酶活性的效应蛋白,将宿主内特异靶蛋白进行磷酸化修饰,进而干扰宿主细胞内的信号转导功能,抑制宿主免疫防御反应,促进病原微生物在宿主体内的繁殖与扩增。对近期发现的具有激酶活性的效应蛋白进行概述,为进一步理解磷酸化修饰介导的病原微生物感染以及药物靶标选择提供参考。

    2024年01期 v.40;No.195 14-22+33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1341K]
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  • 嗜肺军团菌效应蛋白Lpg1972与CNOT7相互作用研究

    刘子赫;吴书娴;甄向凯;

    嗜肺军团菌是一种寄生在真核细胞内的革兰氏阴性致病菌,其致病性主要是依靠IVB型分泌系统分泌的330多种效应蛋白,效应蛋白之间彼此协作共同干扰真核宿主细胞的各种细胞活动.嗜肺军团菌效应蛋白Lpg1972与真核细胞Ccr4-Not复合物中的CNOT7亚基存在相互作用,而Ccr4-Not复合物是真核细胞中调控mRNA降解的关键蛋白。基于此通过分子生物学的手段验证了它们之间的相互作用,设计共表达载体纯化了复合物蛋白,并利用AlphaFold2对复合物的结构和相互作用进行了预测分析,为后续研究奠定了基础。

    2024年01期 v.40;No.195 23-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1492K]
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  • 基于RPA的病原体快速诊断策略

    许淑莹;王冬梅;欧阳松应;

    重组酶聚合酶扩增(recombinase enzyme polymerase amplification, RPA)检测技术是2006年出现的一种等温核酸扩增检测技术。RPA所需引物设计简单,反应时间短,在37~42℃下仅需15~20 min即可达到病原体检测水平,搭配便捷装置即可实现核酸检测,近些年得到快速发展。重点介绍了RPA反应产物检测的相关策略,并对RPA在致病菌、病毒以及寄生虫上的快速诊断应用研究进行述评。

    2024年01期 v.40;No.195 34-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1279K]
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土壤微生物多样性专栏

  • 林分类型对亚热带森林土壤团聚体中真菌反硝化微生物丰度的影响

    邓米林;林永新;叶桂萍;胥超;宛颂;贺纪正;

    选取位于福建省三明市的米槠次生林、杉木人工林和马尾松人工林土壤为研究对象,利用荧光定量PCR分析了FnirK基因丰度,同时测定反硝化潜势。结果表明:FnirK基因丰度受林分类型显著影响,但受团聚体影响较小。马尾松人工林土壤FnirK基因拷贝数最高,为5.30×10~8 copies·g~(-1),显著高于杉木人工林土壤的2.49×10~8 copies·g~(-1)和次生林土壤的1.21×10~8 copies·g~(-1)。各粒级团聚体的FnirK基因拷贝数也呈现出相同趋势。杉木和马尾松人工林土壤两种粒径较大团聚体的FnirK基因拷贝数较高,粒径较小团聚体中FnirK基因拷贝数较低,而次生林中4种粒级团聚体FnirK基因拷贝数无显著差异。马尾松和杉木人工林土壤的反硝化潜势分别为10.23和6.41μg·kg~(-1)·h~(-1),显著高于次生林土壤的2.76μg·kg~(-1)·h~(-1)。相关性分析表明,FnirK基因丰度与土壤含水率和有效磷含量呈显著正相关;反硝化潜势与土壤pH值、含水率、有效磷含量和FnirK基因丰度均呈显著正相关,表明真菌可能在酸性森林土壤反硝化过程中发挥重要作用。综上,不同林分类型主要通过影响土壤含水率和有效磷含量影响FnirK基因丰度和反硝化潜势,而团聚体粒径对土壤FnirK基因丰度影响相对较小。因此,在未来的森林管理过程中,人工林土壤真菌反硝化过程对N_2O产生的贡献不容忽视。

    2024年01期 v.40;No.195 45-51+68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1270K]
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  • 福建省典型亚热带森林土壤细菌群落结构特征

    顾亚宁;吴琳芳;林德宝;邹秉章;王思荣;周鲁宏;贺纪正;

    识别亚热带典型森林土壤细菌的群落特征有助于深入理解植被-微生物-土壤间的相互作用。研究采集马尾松纯林,阔叶混交林、马尾松阔叶混交林和天然次生林的土壤样品,通过扩增子测序测定细菌的群落特征。结果表明,酸杆菌门、变形菌门、浮霉菌门和绿弯菌门为优势的细菌类群。细菌的Shannon多样性指数和群落组成在不同森林类型中差异显著。此外,土壤pH值和养分含量显著影响优势细菌类群和alpha多样性。研究表明,纯林的近自然修复通过影响土壤的pH值和养分来调节土壤细菌群落组成,可为亚热带森林可持续管理提供科学支撑。

    2024年01期 v.40;No.195 52-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1702K]
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  • 不同更新方式下亚热带森林土壤病毒群落结构与功能特征

    林秋沙;严雨亭;袁程昱;李帅军;贺纪正;于丹婷;

    探讨不同更新方式下森林土壤病毒群落特征及其在生物地球化学循环中作用,以福建上杭白砂国有林场的杉木人工林、天然更新次生林和原生林土壤为研究对象,结合宏病毒组学和生物信息学方法进行病毒群落结构与功能分析。结果表明:森林更新方式对土壤病毒群落结构产生了明显的影响。原生林和天然更新次生林主要病毒类群为长尾噬菌体科(Siphoviridae)(62.60%、31.49%),而杉木人工林主要土壤病毒类群为微小噬菌体科(Microviridae)(27.89%)。在3种土壤中均发现了核质巨大DNA病毒(nucleo-cytoplasmic large DNA viruses, NCLDV),其在天然更新次生林中占比最高(20.83%);杉木人工林和天然更新次生林中最主要的病毒宿主属于变形菌门(Proteobacteria),而原生林则为放线菌门(Actinobacteria)。但3种森林类型土壤病毒宿主均包括戈登氏菌(Gordonia)、红球菌(Rhodococcus)、分枝杆菌(Mycolicibacterium)等感染人和动物的致病菌;病毒功能组中均检测到丰富的辅助碳水化合物活性酶(CAZyme)基因,其中杉木人工林土壤病毒中编码CAZymes的基因丰度(4个)显著低于原生林(210个)和天然更新次生林(69个)。研究结果揭示了森林更新方式对土壤病毒结构、宿主和碳循环功能的潜在影响。

    2024年01期 v.40;No.195 60-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1444K]
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  • 长期施肥处理对东北黑土真菌多样性和群落结构的影响

    邓慧玉;刘子恺;马星竹;郝小雨;赵月;沈菊培;贺纪正;

    基于40年的长期氮磷定位试验,利用高通量测序的方法,对比分析了未施肥处理(CK)、氮肥处理(N)、磷肥处理(P)和氮磷处理(NP)下黑土土壤真菌群落的差异。结果表明,与CK处理相比,长期氮输入显著降低了土壤pH,显著提高土壤NO~-_3-N、NH~+_4-N和可溶性有机氮(DON)含量,而磷输入显著提高了土壤有效磷和总磷含量。土壤真菌类群门水平最丰富的为子囊菌门(相对丰度为63%~68%),毛霉门(相对丰度为15%~20%)和担子菌门(相对丰度为9%~15%)。不同施肥处理对真菌多样性产生了显著影响。NP处理土壤真菌扩增子序列变异数目和香农指数分别为405和4.16,显著低于CK,分别为502和4.64。基于非度量多维尺度分析发现NP和N处理真菌群落结构与CK和P处理显著分开。冗余分析发现土壤性质包括pH,NO~-_3-N和DON是影响土壤群落结构的主要影响因子。可见,长期氮磷施肥处理通过影响土壤性质而对土壤真菌群落产生了重要的影响。

    2024年01期 v.40;No.195 69-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1373K]
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人工智能

  • 基于YOLOv5的无人机航拍改进目标检测算法Dy-YOLO

    杨秀娟;曾智勇;

    由于无人机航拍具有场景复杂多样,目标尺度变化剧烈,高速低空运动模糊等诸多特性,给目标检测带来了很大的挑战。针对无人机航拍目标检测效果不佳的问题,提出了Dy-YOLO模型,在YOLOv5的基础上引入Dynamic Head注意力,从尺度感知、空间位置、多任务3个角度探索具有注意力机制的预测头潜力;设计了C3-DCN结构和Dynamic Head注意力相互配合增强特征提取能力;此外,还使用SimOTA标签分配方式来弥补小样本的损失,并使用CARAFE(content-aware resssembly of features)上采样算子,有效增强了不同卷积特征图的融合效果。在VisDrone2019测试集上,Dy-YOLO检测的平均均值精度达到了38.2%,较基线方法YOLOv5提高了7.1%,同时与主流的检测方法相比也取得更高的检测精度。结果表明,Dy-YOLO算法对于无人机航拍检测任务具有较好的性能。

    2024年01期 v.40;No.195 76-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 1692K]
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  • 一种气温降尺度的半循环对抗生成网络

    黎瑞泉;翁彬;陈家祯;黄添强;游立军;

    提出了一种半循环对抗生成降尺度模型,应用于ERA5再分析全球气候地表温度数据在中国及其周边地区的降尺度,该模型引入了重建生成器网络和退化生成器网络,采用对抗损失和半循环损失来优化降尺度结果。通过消融实验验证了该模型的有效性。结果表明,与传统的插值方法以及其他深度学习模型相比,该模型在客观评价指标上有所提高,所生成的地表温度数据细节更加丰富。

    2024年01期 v.40;No.195 87-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1492K]
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  • 一种基于后门技术的深度强化学习水印框架

    陈瑜霖;姚志强;金彪;李璇;蔡娟娟;熊金波;

    深度强化学习(DRL)已经证明了它在各种复杂任务中的有效性,因其出色的性能使其商业化正在急剧加速。生成一个DRL模型需要大量的计算资源和专业知识,使得一个训练有素的DRL模型已经成为人工智能应用程序和产品的核心知识产权。基于对DRL模型的产权保护,防止非法抄袭、未经授权的分发和复制,提出一种后门技术的DRL水印框架DrlWF,并使用一个全新的评价指标水印动作实现比例来衡量水印性能。通过向训练状态中添加水印,并使用带有水印的水印状态训练模型从而实现将水印嵌入至模型中。框架中的水印嵌入操作可以通过将水印嵌入到少量的训练数据中(仅需0.025%的训练数据)和不影响性能的奖励修改来实现。实验结果证明,在标准状态下,DRL模型仍具有良好的性能;在水印状态下,DRL模型性能将急剧下降,不足原有性能的1%,且水印动作执行比例达到了99%。通过急剧下降的性能以及模型对水印状态的动作表现,即可验证模型的所有权。此外,该水印具有良好的鲁棒性,在模型微调和模型压缩下,模型依然能够识别出水印,性能急剧下降且水印动作执行比例依旧达到了99%以上,证明了该DRL水印具有良好的鲁棒性。

    2024年01期 v.40;No.195 96-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 1893K]
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  • 基于正则化正交非负矩阵分解的旋转目标检测方法

    谢余庆;黄旭东;胡丽莹;

    小样本的旋转目标检测是指在样本数少的情况下进行旋转目标检测模型的训练,深度学习在旋转目标检测领域往往需要庞大的样本数和计算算力。现有的基于机器学习的旋转目标检测方法大多有着对目标尺度和姿态敏感的缺点。因此提出一种基于正则化正交非负矩阵分解的旋转目标检测方法,来解决小样本的旋转目标检测难题。首先,针对样本不具有各种角度的图片,对样本进行旋转后进行背景填充,这样便于更好的表征学习。其次,提出一种基于正则化正交非负矩阵分解算法对旋转样本的梯度直方图特征进行表征学习。最后,为了测试算法在特征学习后的有效性,利用支持向量机对特征提取后的数据进行训练和测试。实验结果表明本文的目标检测方法在多个数据集中可以取得不错的效果。

    2024年01期 v.40;No.195 106-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 1399K]
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  • 可搜索加密的安全性研究进展

    纪里城;张亦辰;李继国;

    可搜索加密是一种在云计算和大数据环境下解决数据安全和隐私保护问题的关键技术,其允许用户在不解密的情况下,对加密数据进行安全搜索。然而,近年来针对可搜索加密的攻击研究层出不穷且破坏了安全搜索的功能。为了深入理解可搜索加密的安全性,对可搜索加密的安全性研究进展进行梳理和探讨。可搜索加密主要分为公钥可搜索加密和对称可搜索加密。首先介绍了公钥可搜索加密的概念,现有公钥可搜索加密方案面临着用户隐私、关键词猜测攻击和密文关键词等值测试等严峻的挑战,并给出具体的解决思路与方法。进一步阐述了对称可搜索加密的安全模型,对称可搜索加密方案的攻击方法和防御方法。最后,讨论了可搜索加密需进一步研究的问题和未来发展方向。

    2024年01期 v.40;No.195 116-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 1487K]
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地理与旅游科学

  • 福建省沿海港口货运职能识别及结构演变研究

    齐永杰;叶士琳;王佳韡;吴祖安;

    精准识别港口货运职能及其演变规律,是推动港口群协同发展的重要环节。采用货种区位商、货物离散指数、港口分工系数等方法,定量分析福建省沿海港口群货物吞吐量增长态势、货运职能及结构演变趋势。结果表明:2000—2020年,福建省沿海港口群货物吞吐量整体呈增长趋势,但年增长速度趋于放缓;沿海港口群的主要职能以煤炭、钢铁、粮食等传统货物运输为主,其中福州港主要职能最多,具有一定的综合功能;沿海港口群的港口分工系数明显下降,各港间货种结构差异缩小,货运职能特征由单一向多样化转变。今后应优化福建省沿海港口群空间布局,明确港口功能定位,促进沿海港口协同发展。

    2024年01期 v.40;No.195 131-139页 [查看摘要][在线阅读][下载 1443K]
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  • 基于网络游记的海岛旅游体验研究——以长山群岛为例

    王辉;许振华;

    以大连市长山群岛为案例地,以携程、马蜂窝在线旅游网站关于长山群岛的旅行游记为数据来源,以具身理论作为研究视角运用内容分析法对游记文本进行海岛旅游体验要素编码和打分。利用社会网络分析法(SNA)及“重要-表现程度”分析法(IPA)对其要素结构特征及各要素旅游体验质量进行深入分析。结果显示:(1)长山群岛旅游具身体验要素包含环境体验、身体体验、服务体验、心境体验4个维度及23个海岛旅游体验要素构成;(2)通过社会网络分析结果显示,长山群岛旅游具身体验要素网络结构具有高密度、内部协调度高的特征。海岛住宿、独特娱乐、餐饮美食是长山群岛旅游最核心三大要素;(3)重要-表现性分析结果显示,长山群岛游客旅游体验整体满意度较高,但部分要素评价较低。根据研究结论,对长山群岛未来旅游发展提出相应对策和建议。

    2024年01期 v.40;No.195 140-148页 [查看摘要][在线阅读][下载 1178K]
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