蒙特卡罗模拟——遗传育种研究中的一个新工具

蒙特卡罗(Monte carlo以下简称MC)方法是一类通过随机变量的统计试验随机模拟求解数学、物理、工程技术、生物科学等问题近似解的数值方法,一般也称作统计试验方法,随机模拟方法。由于该方法是将由统计过程所确定的物理状态用随机数进行模拟,过去因计算工具的落后而阻碍了它的发展及广泛使用。六十年代以来,随着计算机的日益发展与普及,为MC方法提供了强有力的模拟工具,使这一方法在国际上越来越广泛地得到应用。 1957年Fraserr首次将MC模拟方法引进     

分子模拟技术及其在生物分离中的应用

分子模拟技术是借助计算机进行微观过程观测的研究工具,广泛应用于生物、材料、化学、化工和物理等领域的研究.本文简要介绍分子模拟的基本流程,着重介绍模型构建和模拟方法,最后以疏水电荷诱导色谱界面过程的分子动力学模拟为例阐述分子模拟在生物分离中的应用     

用于Monte Carlo模拟的复杂生物组织模型

Monte Carlo（MC）模拟被广泛应用于光子在生物组织中的传输研究。通常模拟时将生物组织近似为均匀的平板分层介质,当层状生物组织中含有异常物质（如肿瘤细胞等）或正常生物组织为非平板的复杂结构时,其模拟中的组织模型将会有相应的改变。通过探讨这几类生物组织的MC模拟模型,总结并分析模型建立的关键问题,对基于MC模拟的各种生物组织光学检测研究提供了指导。     

基于贝叶斯统计的遗传连锁分析方法

贝叶斯学派是不同于经典数理统计的一个重要学派, 其发展的贝叶斯统计方法在现代科学的许多领域已有着广泛的应用。探讨了贝叶斯统计在遗传连锁分析中的应用, 包括遗传重组率的贝叶斯估计、遗传连锁的贝叶斯因子检验和基于马尔可夫链蒙特卡罗理论的遗传连锁图谱构建。用编制的SAS/IML程序进行了模拟研究和实例分析, 验证了贝叶斯方法在遗传连锁分析中的有效性和实用性。     

应用不同固定及染色方法确定商城肥鲵肥大细胞的分布

为了解商城肥鲵(Pachyhynobius shangchengensis)肥大细胞(mast cell,MC)的分布和形态特点,丰富有尾两栖类MC的生物学资料,用不同固定和染色方法对商城肥鲵消化系统及其他部分器官的肥大细胞进行了观察,并对消化道和舌的MC数量进行统计.结果表明,除输卵管和肾外,在3种固定方法中,改良甲...     

种群生存力分析研究进展和趋势

种群生存力分析（PVA）是正在迅速发展的新方法,已成为保护生物学研究的热点。它主要研究随机干扰对小种群绝灭的影响,其目的是制定最小可存活种群（MVP）,把绝灭减少到可接受的水平。随机干扰可分四类;统计随机性,环境随机性,自然灾害和遗传随机性。确定MVP的方法有三种：理论模型,模拟模型,模拟模型和岛屿生物地理学方法。理论模型主要研究理想或特定条件下随机因素对种群的影响;模拟模型是利用计算机模拟种群绝灭过程;岛屿生物地理学方法主要分析岛屿物种的分布和存活,证实分析模型和模拟模型。已有大量的文献研究统计随机性,环境随机性和自然灾害的行为特征,但遗传因素与种群生存力之间的关系还不清楚。建立包括四种随机性的综合性模型,广泛地检验PVA模型,系统地研制目标种的遗传和生态特性以及MVP的实际应用是PVA的发展趋势。     

三维回转骨细胞条件培养基对成骨细胞功能的调节作用

骨细胞是骨组织中主要的力学感受器.研究失重条件下骨细胞对效应细胞的调控作用对于揭示失重引起的骨丢失机制具有重要意义.本研究拟采用三维回转器模拟失重,探讨模拟失重骨细胞条件培养基(RCM)对成骨功能的调节作用.小鼠骨细胞系MLO-Y4三维回转培养72h后,收集回转条件培养基(RCM)和未回转对照组的条件培养基(CCM),用四甲基偶氮唑盐比色(MTT)法、对硝基苯磷酸(pNPP)法和流式细胞术(FCM)分别检测RCM对小鼠成骨样细胞系MC3T3-E1增殖、周期及细胞分泌碱性磷酸酶(ALP)活性的影响.采用RT-PCR方法检测RCM对MC3T3-E1成骨相关基因表达的影响.结果显示,三维随机回转72h后的MLO-Y4RCM可促进MC3T3-E1增殖:条件培养基培养MC3T3-E124h和48h后,50%RCM组比CCM组分别增加了1.62和1.60倍,差异显著(*P0.05),培养72h后,100%RCM组比CCM组增加了1.69倍,差异显著(*P0.05);细胞周期检测结果表明,条件培养基培养24、48和72h后,RCM组部分恢复CCM引起的MC3T3-E1细胞周期阻滞;MC3T3-E1的ALP活性在RCM组和CCM组之间无差异;RT-PCR检测结果表明,100%MLO-Y4条件培养基培养MC3T3-E148h后,降低了成骨相关基因ALP、Runx2、OPN、OC的表达.差异显著(*P0.05,**P0.01,***P0.001).实验结果表明,三维随机回转模拟失重培养骨细胞72h后的条件培养基促进了成骨细胞增殖,抑制了成骨相关基因表达.     

摇奖机在“性状分离比模拟实验”中的开发利用

"性状分离比的模拟实验"是生物学课程标准中明确规定的教学内容,教材推荐用塑料小桶和彩包小球作为材料,模拟遗传因子的分离及雌、雄配子随机结合的过程,统计性状之间的数量关系。对小球实验装置进行了改良,开发利用摇奖机进行"性状分离比模拟"的实验。     

犬MC1R基因R306ter与毛色性状相关性研究

目的　分析犬MC1R基因中R30 6ter位点多态性与犬毛色表型的相关性 ,为遗传育种 ,培育出更加优良的实验用犬奠定基础。方法　采用PCR SSCP技术 ,对MC1R基因R30 6ter位点进行基因多态性检测 ,分析位点多态性与毛色性状之间的相关性 ,并对该位点进行克隆测序。结果　PCR SSCP分析结果表明 ,R30 6ter位点序列具有多态性 ,表现为C、D二个等位基因和CC、CD及DD三种基因型。对R30 6ter多态性片段克隆测序发现 ,MC1R基因在编码第 30 6位氨基酸的密码子处存在一个由CGA到TGA的终止突变。结论　经统计分析结果表明在杂种犬中MC1R基因多态性与毛色性状不存在显著的相关性 ,这可能是由于外科手术学教学用犬是杂种犬 ,其遗传背景不同所致。由于MC1R基因的R30 6ter位点内存在碱基变异 ,因此在杂种犬中表现出明显的PCR SSCP多态性     

基于数值模拟仿真技术的水生态景观规划设计探索

近年,水生态景观的建设性破坏现象与问题层出不穷。如何协调水生态景观复杂系统中并存的水利安全、生态安全和景观需求引发了业界的广泛思考。从水环境特点及其评价因子入手,提出基于数值模拟仿真技术的水生态景观规划设计方法。该方法能够借助计算机模拟技术建立起水景观物理形态与其内在生态特征的动态关系,并通过设计—分析—评价—再设计的循环设计路径,实现多方案比选,提高水生态景观规划设计的科学性和合理性,并进一步促进其多目标融合。结合2个实践案例,对基于数值模拟仿真技术的水生态景观规划设计原理、流程和工具予以阐释,为水生态景观规划设计提供了新思路。     

一个确定害虫天敌最佳饲养数量的数学方法

以Ｉｔｏ随机微分方程为工具,研究了昆虫种群因环境因素变化产生随机波动情况下的数量变化规律;利用求极小值的方法,给出了生物防治中确定天敌最佳饲养数量的计算公式,指出了确定公式中参数的统计方法。     

数码相机在医学摄影中的应用

随着数码技术的迅速发展,数字化技术应用日益广泛。数字化图像数据用现有计算机技术进行处理、存储和传输都极为方便。它的诸多优越性,使其将在许多领域中代替传统的模拟技术。而数码相机(digital Camera)是把影像转变成数字化图像的常用工具之一,已逐渐被广泛的应用。未来医学摄影技术的发展方面是数字化和网络化。     

Excel在药学数据分析工作中的应用

目的：采用常用的电子表格处理系统Microsoft Excel解决药学实验过程中遇到的数据分析问题。方法：应用工作表函数中内置的统计函数,以线性回归为例说明源数据的输入与结果返回的具体操作过程;对数据分析工具中的＂描述统计＂工具、t检验与方差分析,结合具体实例对药学实践中遇到的药学统计实际问题进行综合探讨。结果：用Excel表中内置的统计函数工具进行线性回归分析,方法简单、结果可靠;Excel表中的数据分析工具适用于日常药学实验数据分析过程中遇到的描述统计分析、t检验与方差分析。Excel与其它数据处理软件相比具有操作快捷、使用方便、计算精确、易于学习与掌握等优点。结论：Excel友好的界面,清晰的统计分析结果,使医药工作者在使用Excel的数据分析软件时会感到非常的方便快捷,灵活实用,值得在药学实践中应用推广。     

宁夏河东沙地生物土壤结皮对土壤性质及入渗过程的影响

为了揭示沙漠化治理过程中生物土壤结皮覆盖对土壤入渗过程的影响规律,以宁夏河东沙地人工沙漠治理区4种典型地表覆盖类型：裸沙(BS)、藻类结皮(AC)、藓类结皮(MC)、草本-藓类结皮(H-MC)为研究对象,基于野外双环入渗试验与室内模拟,分析了3种生物土壤结皮覆盖下土壤性质的变化与土壤入渗特征。结果表明：(1)与BS相比,3种结皮覆盖下表层土壤砂粒含量减少2.0%—5.1%,粉粒含量增加3.6%—5.8%,有机质含量增加了5—6倍,AC和MC覆盖下土壤总孔隙度与饱和含水量降低,而H-MC与之相反;(2)平均入渗速率表现为BS>H-MC>AC>MC,1h累计入渗量表现为H-MC>BS>AC>MC,与BS相比,AC、MC和H-MC的初渗速率依次减少了14.3%、37.2%、11.8%,AC、MC的稳渗速率分别降低了14.4%和18.3%,H-MC的稳渗速率增加了4.5%;(3)三种模型中,Kostiakov模型最适用于模拟生物土壤结皮覆盖下土壤水分入渗过程。综上,研究区内不同发育程度生物土壤结皮改变了下层土壤的性质以及土壤的入渗特征,MC与AC阻碍水分入渗...     

犬黑素皮质素受体-2基因的分子克隆及序列分析

目的分离犬MC2R基因cDNA5′末端,分析其启动区域特点。方法采用了RNA连接酶介导的RACE（RLM-RACE）技术分离了犬MC2R基因和局部序列比对工具（Basic Local Alignment Search Tool,BLAST）对CDS区进行了初步验证。结果新分离了犬MC2RcDNA的5′末端,并对其启动区序列作了初步分析。序列分析显示,该基因至少由两个外显子（exon1和exon2）组成,exon1和exon2的一部分编码5′非翻译区（5′-UTR）,exon2其余的部分编码整个编码区。结论克隆了犬MC2R基因的5′末端,在其启动区发现了inr、SF-1、SP1、CRE、PPRE、AP-1等多个顺式作用元件,为犬MC2R表达调控研究奠定基础。     

FARSITE火行为模型的原理、结构及其应用

应用空间直观火行为模型模拟大的时空尺度上的林火蔓延过程成为林火管理、规划和科学分析的有效工具。FARSITE(Fire Area Simulator)是一个基于热物理、燃烧学和试验理论为一体的空间直观火行为模型,它集成了现有的地表火、树冠火、飞火和火加速等子模型。FARSITE能够利用GIS和RS提供的空间数据,模拟大时空尺度的林火蔓延,模拟结果能够以地图形式输出,反映林火行为的瞬时状态。本文介绍了FARSITE模型的基本原理、结构和运行机制,并将其应用到丰林自然保护区林火蔓延模拟,以期为国内林火管理和火行为模型的开发提供参考。     

分子模拟指导核酸适配体文库设计

核酸适配体是利用配体指数富集的系统进化技术（SELEX）从随机文库中筛选获得一段有功能的单链寡核苷酸。但因筛选过程中的文库选择、洗涤次数、分离效率、缓冲液离子含量和pH值等多种因素的影响,迄今所报道的亲和力与特异性都很高的核酸适配体为数不多。初始文库是核酸适配体筛选的源头,作为SELEX技术的根本,其设计是否合理直接影响到筛选的成败和效率。分子模拟能以核酸适配体文库为主体,计算机为主要工具,发展多种结构模拟与分析工具,辅助核酸适配体文库的合理设计。本文综述了现阶段利用分子模拟进行核酸适配体初始文库设计的相关方法,希望能为从源头上提高核酸适配体筛选的成功率提供线索。     

生态系统的天气环境模拟模型

无论对于自然的还是人为管理的生态系统,天气都是最重要的一种环境条件。用系统分析方法对生态系统进行的研究使天气模拟越来越成为非常必要的了。本文首先介绍了一个美国天气模拟模型(WGEN)的数学原理。它用马尔柯夫链和Γ-分布组成降水量子模型,产生逐日降水量。用弱平稳过程和调和分析为工具建立另一个子模型,产生逐日最高温度、最低温度和太阳辐射量。通过常规的统计学方法或灰靶白化方法可以估计模型参数。于是,就可由WGEN生出Alabama州天气模型ALWGEN和北京天气模型BJWGEN。考虑到篇幅有限,本文没有具体介绍上述估计方法,也只是扼要介绍了用Monte Carlo Bootstrap方法进行模型校验和验证的问题。最后,简单地讨论了天气模拟模型的应用。如IPM研究中的风险分析,生态系统管理决策,农业生态区域规划等课题,对天气模型都有现实的或潜在的需要。     

杂合子长期变化的计算机模拟试验——群体中长期保存杂合子的可能性分析

本文运用计算机模拟的方法,在随机交配、随机留种的情况下,分析了群体中长期保存杂合子的可能性。从模拟试验结果验证了群体遗传学理论的一个重要结论:群体中长期保存杂合子是不可能的。因此在畜禽保种工作中以减少基因纯合而保存群体全部基因为目的,来控制近交是不一定必要的。     

酶分子体外定向进化的研究进展

分子体外定向进化是改造酶分子的新策略,它主要通过体外模拟自然进化机制,利用基因随机突变、重组和定向筛选技术,使进化过程朝着人们需要的方向发展。简要介绍了酶分子体外定向进化的发展历史,详细介绍了突变文库构建和筛选方法的最新研究进展及应用情况。