米氏凯伦藻细胞表面膜蛋白质组及其对温度变化的响应研究

米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)近年在我国福建、浙江和广东沿海经常形成赤潮,其赤潮不仅影响到海洋生态系统的稳定,也严重威胁到水产养殖以及人类生命健康安全。本论文以米氏凯伦藻为研究对象,建立了米氏凯伦藻细胞表面膜蛋白质荧光标记技术和细胞膜蛋白质提取方法,运用荧光差异凝胶电泳技术(2-DDIGE)对膜蛋白质进行了分析,并研究了米氏凯伦藻的膜蛋白质组及其对环境温度变动的响应。实验共鉴定到44个细胞表面膜蛋白,其中有效注释27个,主要为转运蛋白、HSP70蛋白家族和捕光蛋白等。米氏凯伦藻在20°C条件下的细胞生长和光合作用要明显好于16°C和12°C,但16°C和12°C条件下的差别不大,表明低温限制了米氏凯伦藻的生长。当米氏凯伦藻从12°C快速转移至16°C和20°C时,藻细胞密度和光合作用效率短时间迅速降低,但细胞很快即适应温度变化。细胞膜上的转运蛋白和光合作用蛋白在其适应温度变化中起着重要作用。     

漫反射光谱赤铁矿和针铁矿定量研究进展

沉积物-古土壤是记录古环境演化及古气候变迁的有效载体,利用沉积物-古土壤对气候环境信息的记录来研究全球变化问题,已成为当前地球科学研究的热点课题。赤铁矿和针铁矿是沉积物-古土壤中常见的次生矿物,二者含量的变化能有效反映成土过程中冷、暖、干、湿的变化。然而,赤铁矿和针铁矿在沉积物-古土壤中结晶度差且含量低,因此,对二者进行有效定量一直是研究的难题。近年来,漫反射光谱(DRS)分析在沉积物-古土壤中赤铁矿和针铁矿的定量研究中取得了一系列显著的成果。本文系统总结了漫反射光谱在赤铁矿和针铁矿定量中的原理,并对3种常见定量方法及其应用进行归纳,同时对定量过程中存在的问题和发展趋势进行深入讨论。     

光裸星虫全组织荧光定量PCR分析中内参基因的筛选

【目的】筛选光裸星虫体壁、肠道、肾管、吻、收吻肌以及体腔液细胞中稳定表达的内参基因。【方法】应用荧光定量PCR技术,对GAPDH、β-actin、TUB、TBP以及UBC等常用内参基因的表达情况进行分析,通过ge Norm、Norm Finder、Best Keeper以及在线内参筛选工具Ref Finder对8个内参基因表达稳定性进行评测。【结果】8个内参基因均可获得特异性扩增产物,但稳定性各异。通过累计积分法综合了4个软件给出的稳定性排序结果,候选内参基因表达稳定性综合排名为TBP(1)TBP(2)UBCGAPDHTUB(2)TUB(1)β-actin(2)β-actin(1)。【结论】TBP(1)在光裸星虫全组织中的表达最稳定,可作为最适单内参基因。     

南海IODP 349航次基底玄武岩中碳酸盐岩脉的岩石学特征*

国际大洋发现计划(International Ocean Discovery Program, IODP)349航次在南海东部次海盆和西南次海盆残留扩张脊附近的U1431和U1433站位首次钻取基底玄武岩, 通过对16块基底玄武岩内的碳酸盐岩脉薄片镜下观察以及激光拉曼光谱分析, 揭示碳酸盐矿物为方解石和文石, 为典型的洋壳低温热液蚀变次生矿物。U1431站位碳酸盐岩脉为独立的方解石脉、文石脉交替出现; 而U1433站位则存在方解石脉、文石脉和方解石-文石共生脉三种情况。此外, U1431站位在基底~42.1m处出现了平行的方解石脉和文石脉, 揭示U1431存在不同来源热液的多期活动, 即可能存在多次或多阶段不同的热液注入。U1431和U1433站位的碳酸岩脉中, 文石的矿物集合体形状基本一致, 呈块状、纤维状和放射纤维状; 而方解石存在差异, U1431的方解石以斑块状、块状、粒状和纤维状出现, 而U1433的方解石仅出现块状。U1431站位的碳酸盐岩脉的丰度明显高于U1433站位。这些均揭示U1431站位的低温热液活动强, 而U1433站位则相对弱。两个站位的热液活动不同很可能是由于区域地质环境的差异造成——U1431附近的巨大海山为其提供了热液补给, 而U1433远离热液的补给/渗漏点。     

基于小波与包络线的土壤有机质高光谱估测

以陕西省横山县为研究区,对小波分析法与包络线去除法融合应用于土壤有机质高光谱估测的有效性进行了探究。利用陕西省横山县84个土壤样本的光谱反射率和有机质含量数据,采用小波分析法去除了部分噪声,通过光谱一阶微分变换,提高光谱反射率与有机质的相关性,采用包络线去除法提取建模因子,减少数据冗余后最终采用回归分析法建立土壤有机质的估测模型。结果表明,与未采用小波分析法建立的模型比较,建模因子的相关性提高了0.1~0.25,模型的判定系数可达0.932,提高了0.207,检验样本的均方根误差RMSE为0.107,减小了0.116。总体而言,小波分析与包络线去除法联合应用于土壤有机质高光谱估测是有效的且所建模型精度较高,但数据质量对模型精度有重要影响。     

模拟积水深度下若尔盖高原木里薹草叶片的生理生态特征

为了研究不同积水深度下若尔盖高原木里薹草(Carex muliensis)叶片的生理生态特征,于2016年4月23日,在若尔盖县喀哈尔乔县级湿地自然保护区内,将生长着木里薹草的原状土柱移栽至若尔盖湿地国家级自然保护区管理局实验场的木箱内,使木里薹草继续生长;设置3种模拟积水深度,分别为20 cm、10 cm和0 cm(无积水),于2019年6月30日、7月16日和8月1日,测定各积水深度下木里薹草叶片的光合气体交换参数、叶绿素荧光参数和生长指标。研究结果表明,随着积水变浅至无积水,3个观测日的木里薹草叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率都显著减小(n=5,p0.05),而胞间CO2浓度显著增大(n=5,p0.05);积水深度变化对木里薹草叶片的最小荧光产量、PSⅡ反应中心最大光化学效率和碳稳定同位素δ13C值无显著影响;随着积水变浅至无积水,木里薹草叶片的光化学猝灭系数和电子传递量子效率也减小,非光化学猝灭系数增大;随着积水变浅至无积水,木里薹草的株高变矮,叶长变短。     

海面溢油无人机高光谱遥感检测与厚度估算方法

海上溢油是海洋国家所面临的共同问题，但至今仍没有一种可靠实用的海上溢油准确识别和油量遥感监测方法。为此，本文以无人机高光谱遥感为手段，开展了海面溢油检测与厚度估算方法研究。实验中，通过搭建室外大型水槽溢油实验装置，获取了模拟真实海洋环境条件下不同溢油量的遥感和现场光谱数据，在此基础上，分析并提取了海上溢油特征光谱波段，给出了海上溢油高光谱检测模型；针对现场实验条件下水面油膜厚度难以测定的问题，设计了3种利用总体溢油量的油膜厚度估算模型。得到如下主要结论:（1）675 nm和699 nm是海上溢油检测的有效特征波段，但对极薄的油膜没有检测能力；（2）提出了归一化溢油指数模型、反比例模型和吸收基线模型等3种海上溢油油膜厚度估算模型，其中对于薄油膜（厚度≤ 5 μm）和厚油膜（厚度>50 μm），反比例模型是溢油厚度反演的首选也是唯一选择。对于中厚度油膜，晴朗天气条件下，归一化溢油指数模型是油膜厚度反演的首选，同时反比例模型和溢油吸收基线模型也都有较好的反演能力，而在多云天气条件下，反比例模型效果最佳。     

波段选择协同表达高光谱异常探测算法

高光谱遥感影像具有光谱分辨率极高的特点,承载了大量可区分不同类型地物的诊断性光谱信息以及区分亚类相似地物之间细微差别的光谱信息,在目标探测领域具有独特的优势。与此同时,高光谱遥感影像也带来了数据维数高、邻近波段之间存在大量冗余信息的问题,高维度的数据结构往往使得高光谱影像异常目标类和背景类之间的可分性降低。为了缓解上述问题,本文提出了一种基于波段选择的协同表达高光谱异常探测算法。首先,使用最优聚类框架对高光谱波段进行选择,获得一组波段子集来表示原有的全部波段,使得高光谱影像异常目标类与背景类之间的可分性增强。然后使用协同表达对影像上的像元进行重建,由于异常目标类和背景类之间的可分性增强,对异常目标像元进行协同表达时将会得到更大的残差,异常目标像元的输出值增大,可以更好地实现异常目标和背景类的分离。本文使用了3组高光谱影像数据进行异常目标探测实验,实验结果表明,该方法与其他现有高光谱异常目标探测算法对比,曲线下面积AUC(Area Under Curve)值更高,可以更好地实现异常目标与背景分离,能够更有效地对高光谱影像进行异常目标探测。