面向Yarn规范的蛋白质折叠模拟计算并行化算法

为了提高生物信息学中蛋白质折叠模拟计算的速度,提出了面向Yarn(Yet Another Resource Negotiator)规范的蛋白质折叠模拟计算并行化算法Yarn_PERM。分析了蛋白质折叠的格点模型PERM算法的运行流程及其面向Map-Reduce的子任务划分方式。Yarn_PERM算法实现采用Hadoop2.0的Yarn框架作为工作平台,其资源的分配与调度、应用子任务的申请和子任务的具体执行都由Yarn来透明的完成;描述了Yarn_PERM算法的Map程序与Reduce程序及主控程序的功能实现。选择了一个有代表性的蛋白质序列数据作为案例程序进行了测试。实验结果表明：在相同的时间内Yarn_PERM比PERM串行计算、Map-Reduce的PERMS计算在能量最低寻优的吞吐量上明显增加,加速比和可扩展性上也有明显的优势。     

工厂化双孢蘑菇不同降温刺激后的转录组分析

为了探究双孢蘑菇降温结实的分子机制,本实验以双孢蘑菇W192为对象,在催蕾期利用高通量RNA测序技术对通过4 d、6 d、8 d把环境温度由21.5℃匀速降到17.5℃处理后的菌丝体进行基因表达分析.分析结果6 d有1481个差异表达基因,较8 d和4 d分别高出6.9%和34%.GO(Go Ontology)功能聚类分析表明,差异基因在细胞组分和生物学过程中分布较多,其中6 d除了在代谢、细胞过程中差异基因占优外,在胁迫响应、子实体分化和发育过程等条目下的差异基因明显并基本为上调表达,而4 d和8 d并没有出现这类差异基因,同时,6 d的差异表达基因参与的细胞内进行各种氨基酸和糖代谢更明显.KEGG通路(pathway)功能富集分析表明差异表达基因主要富集在氨基酸和抗生素生物合成通路上,其中6 d在糖酵解和核糖体生物合成通路富集,而4 d和8 d未出现.4 d、6 d降温刺激容易高产,但4 d出菇早,密度高,分层不明显等导致菇型受到影响,6 d更加稳产保质.本研究揭示了在不同降温刺激下的菌丝体的表达模式,可用于指导工厂化双孢蘑菇催蕾期环境调控.     

有柄石韦药膏制备及对大鼠伤口愈合作用的研究

利用有柄石韦(Pyrrosia petiolosa,P.petiolosa)试制药膏,在动物水平研究其抗菌及促伤口愈合的作用.将有柄石韦制备成药膏,构建大鼠皮肤切除创伤模型并随机分为单纯创伤组和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,S.aureus)感染组.各组分别经自然恢复、P.petiolosa药膏、京万红软膏处理后检测大鼠体重与进食情况、创面愈合情况、创面组织病理情况及血清炎性因子的表达情况.结果显示,不同处理组大鼠体重与进食量无显著变化;创面愈合及组织病理学分析显示P.petiolosa药膏可促进单纯创伤组及S.aureus感染组伤口愈合;ELISA结果显示P.petiolosa药膏在致创前期可明显降低炎性反应.结果表明,这款自主研发的以P.petiolosa为主要原料的中药药膏具有很好的拮抗S.aureus和促进伤口愈合的效果.     

富营养化湖泊中铜锈环棱螺分解对钨迁移影响

以富营养化的太湖梅梁湾为研究对象,利用平面光极、高分辨率平衡式间隙水采样(HR-Peeper)装置和薄膜扩散梯度(DGT)技术获取沉积物水界面溶解氧(DO)二维平面和溶解态/生物有效态钨(W)一维垂向分布信息,分析铜锈环棱螺分解对太湖底泥中钨迁移的影响效应。试验结果表明:铜锈环棱螺死亡分解后会迅速降低沉积物水界面DO浓度,形成厌氧环境,引起间隙水及上覆水中溶解态钨质量浓度的增加,溶解态钨平均质量浓度增加幅度是对照组的28.92%～11446%,显著提升了沉积物水界面钨的生物有效性(DGT所测结果);与钨质量浓度变化类似,铜锈环棱螺分解前期(第8天)沉积物间隙水中铁、锰质量浓度同步增加且与钨浓度变化呈显著正相关(R2≥0.716,p<0.01)关系,水相中溶解态钨质量浓度增加是由厌氧环境下沉积物中铁锰氧化物还原溶解所致,分解后期(第16天和36天)间隙水中钨质量浓度的增加主要是由于铜锈环棱螺体内累积的钨释放所致。     

纳米Fe3O4覆盖对沉积物-水界面钴和镍的吸附试验研究

为揭示纳米材料原位覆盖对表层沉积物重金属的影响规律,开展室内培养原位沉积物柱试验,利用微界面分析技术、高分辨率平衡式间隙水采集技术（HR-Peeper）和薄膜扩散梯度技术（DGT）,探究纳米Fe₃O₄原位覆盖对表层沉积物中Co、Ni释放的影响机制。试验结果表明:在纳米Fe₃O₄覆盖下沉积物pH值较对照组逐渐增大,Eh值先减小后增大;纳米Fe₃O₄覆盖可有效吸附间隙水中的溶解态Co和Ni,间隙水中的溶解态Co和Ni最大有效吸附率分别为27.07%及26.42%,有效影响深度分别为30 mm和10 mm;纳米Fe₃O₄覆盖有效抑制了沉积物中有效态Co和Ni向间隙水和上覆水扩散,沉积物中有效态Co和Ni含量分别降低了50.26%和15.31%。     

福建沿海热带气旋的时空分布特征及其影响分析

基于福建省1945—2019年登陆型及影响型热带气旋数据资料,对福建沿海地区热带气旋的活动规律、时空分布特征及灾害损失情况进行统计分析. 发现登陆型热带气旋频数年际分布呈现“增-减-增”的变化趋势,而强度年际分布呈现相反趋势. 影响型热带气旋频数整体呈现减小趋势,预计未来几年继续减小. 福州市为登陆次数最多的城市,且登陆强度呈现标准正态分布. 从防灾角度出发,热带气旋由海域向陆域移动过程中,强度逐渐减小,且严重灾情在北部出现的频数较南部高.     

超短期风电功率预测的混合深度学习模型

针对风电功率预测(WPF)问题,提出一种基于离散小波变换(DWT)、时间卷积网络(TCN)和长短期记忆(LSTM)神经网络的混合深度学习模型(DWT-TCN-LSTM),对超短期风电功率进行预测.将DWT-TCN-LSTM模型分别与差分整合移动平均自回归(ARIMA)模型,支持向量回归(SVR)模型,长短期记忆神经网络模型和卷积长短期记忆(TCN-LSTM)混合模型进行对比实验,通过对称平均绝对百分比误差(SMAPE),均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)3种评价指标值对各个模型进行评价.实验结果表明:DWT-TCN-LSTM模型具有较好的预测性能.     

白藜芦醇上调GDF-15调控PI3K/Akt/Bcl-2信号通路对急性心肌梗死大鼠的保护作用

为考察白藜芦醇对心肌缺血的保护机制,采用冠状动脉前降支结扎再灌注制备大鼠心肌缺血再灌注(I/R)模型,运用试剂盒考察血清酶学指标、NBT染色考察心肌梗死率、蛋白质印迹法(Western blotting) 考察GDF-15、PI3K、Akt、p-Akt、Bcl-2、Bax、caspase-9和caspase-3的蛋白相对表达量。结果表明:白藜芦醇对心肌缺血再灌注大鼠的心肌保护作用与通过对GDF-15的上调来激活PI3K/Akt信号通路,抑制心肌细胞线粒体凋亡作用机制有关。     

基于多层次非负稀疏编码和SVM的窃电检测方法

针对现有方法对新型窃电方式检测准确率不高的问题,文中提出了一种基于多层次非负稀疏编码和支持向量机(support vector machines, SVM)的窃电检测新方法。该方法以月度用电曲线为检测对象,基于多层次非负稀疏编码提取样本的多层次用电模式特征,以及窃电情景分析提取样本的数值统计特征,将二者的融合检测特征输入SVM分类器进行窃电检测。以爱尔兰智能电表数据集构造的算例验证了所提方法能够提高窃电检测的精确率和召回率。     

面向多目标柔性作业车间调度的强化学习NSGA-II算法

针对非支配排序遗传算法 (NSGA-II, non-dominated sorting genetic algorithm II)在求解柔性作业车间多目标优化调度问题中多样性不足、易于早熟与局部收敛的缺点,提出一种基于强化学习的改进NSGA-II算法(RLNSGA-II, reinforcement learning non-dominated sorting genetic algorithm II)。为避免NSGA-II陷入局部收敛问题引入双种群进化策略,利用性别判定法将种群拆分为两个种群,并在进化过程中采用不同的交叉变异算子,增加算法的局部和全局搜索能力;为解决NSGA-II精英策略造成多样性不足的问题,融合多个多样性度量指标,利用强化学习动态优化种群迭代过程中的拆分比例参数以保持多样性,改善算法收敛性能。最后通过Kacem标准算例进行了仿真实验与性能分析,验证了RLNSGA-II的有效性与优越性。