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棉花驯化与纤维发育中新型可变剪接事件及异构体的全基因组鉴定与功能解析
棉花作为全球最重要的经济作物之一,其纤维品质和产量提升一直是育种研究的核心目标。然而,在驯化过程中,棉花如何通过分子调控实现性状优化仍存在大量未知。可变剪接(Alternative splicing, AS)作为真核生物转录后调控的关键机制,能够通过单个基因产生多种mRNA异构体,显著增加蛋白质组的多样性。尽管AS在植物生长发育和环境适应中具有重要作用,但由于其进化复杂性,其在棉花驯化中的具体贡献长期被低估。为填补这一空白,曲阜师范大学的研究团队在《Gene》发表论文,利用第三代测序技术PacBio单分子实时测序(Iso-seq),对陆地棉栽培种Acala Maxxa和野生种yucatanen
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美国西南部山核桃果园蘑菇形态与系统发育多样性研究及其生态意义
在干旱的美国西南部,山核桃(Carya illinoinensis)作为经济支柱作物,其与真菌的共生关系长期被忽视。尽管已知外生菌根菌(ectomycorrhizal fungi, ECM)能增强树木抗旱性和营养吸收,但该地区山核桃果园的蘑菇形成真菌多样性仍属未知领域。更棘手的是,现有研究多聚焦温带地区,对半干旱农业生态系统中真菌功能群(如腐生菌saprotrophs)的认知严重不足。这种知识缺口直接制约了通过微生物管理提升果园可持续性的实践探索。为填补这一空白,新墨西哥州立大学联合西部山核桃种植者协会,开展了首项针对西南部山核桃果园的蘑菇群落系统性调查。研究团队采用公民科学策略,在2022-
来源:Fungal Biology
时间:2025-06-03
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热应激预刺激增强白僵菌分生孢子萌发、昆虫毒力及代谢适应的机制研究
在生物农药领域,白僵菌(Beauveria bassiana)作为重要的昆虫病原真菌,其商业化应用长期受制于环境胁迫——紫外线、干旱和高温可使其分生孢子(conidia)活力下降50%以上。尤其当温度升至35°C以上时,菌丝生长和孢子萌发会被显著抑制,这严重限制了热带地区害虫防治效果。尽管前人发现适度热应激能激活真菌的适应性反应,但具体机制及其对昆虫毒力(virulence)的影响仍不明确。泰国国家科学技术发展署的研究团队在《Fungal Biology》发表的研究中,首次系统评估了热预刺激(35°C/40分钟)对白僵菌BCC 2660的多维度影响。通过结合表型分析(萌发率、菌落直径、孢子产量
来源:Fungal Biology
时间:2025-06-03
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环境分型解析小麦基因型×环境互作机制及持绿性状的育种潜力
在全球气候变化加剧的背景下,小麦生产面临日益频繁的干旱胁迫挑战。传统育种中,基因型与环境互作(G×E)的复杂性常导致优良品种在推广时表现不稳定,这一问题在澳大利亚小麦带尤为突出——该地区环境异质性高,年际降水波动大,使得品种适应性评估变得异常困难。更棘手的是,作物对干旱的响应具有发育阶段特异性,例如开花后的水分胁迫会直接影响灌浆期的光合效率,而目前缺乏量化环境胁迫与基因型响应匹配度的有效方法。为解决这一难题,澳大利亚昆士兰大学联合谷物研发公司(GRDC)的研究团队在《Field Crops Research》发表了一项创新研究。该团队利用环境分型(Envirotyping)技术,结合多亲本嵌套
来源:Field Crops Research
时间:2025-06-03
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俄亥俄州谷物种植系统中60年作物多样化与免耕对产量的影响研究
现代农业面临土壤退化和产量瓶颈的双重挑战。传统依赖翻耕(Moldboard plow)和单一作物(如玉米Continuous-Corn)的种植模式导致土壤有机质流失、结构破坏,长期来看反而降低产量。尽管免耕(No-Tillage)和轮作等保护性农业措施被提出,但农民对其初期减产风险和经济可行性的担忧阻碍了推广。更关键的是,不同土壤类型(如排水良好的粉砂壤土与排水差的黏壤土)对管理措施的响应差异缺乏长期数据支撑。针对这些问题,俄亥俄州立大学的研究团队分析了始于1962年的Triplett-Van Doren长期定位试验数据,对比了三种耕作方式(翻耕、凿耕Chisel、免耕)与三种轮作模式(玉米连
来源:Field Crops Research
时间:2025-06-03
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基于双目视觉的开放空间蜜蜂群体三维稳定追踪方法(STBV)研究
蜜蜂作为全球农作物的重要传粉者,其种群健康状况直接影响粮食安全。然而,农药滥用和疾病传播导致蜂群生存状况堪忧。传统观察手段难以捕捉开放空间中高速飞行的蜜蜂群体行为特征,现有追踪技术面临三大挑战:个体体积微小(约1cm)、运动速度敏捷(最高15m/s)、群体密度高且外观相似,导致常规多目标追踪方法如SORT、3DZeF等易产生轨迹ID混乱,严重影响三维运动轨迹重建的准确性。针对这一难题,华中科技大学研究团队在《Computers and Electronics in Agriculture》发表创新成果,提出基于双目视觉的稳定群体目标追踪方法STBV。该方法以3DZeF算法为基线,针对蜜蜂特性进
来源:Computers and Electronics in Agriculture
时间:2025-06-03
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芒果时序视觉感知数据集MangoSense:基于树体分割与检测的产量预测研究
芒果作为全球重要的经济作物,其产量预测直接影响农民收入和国际贸易。然而,传统人工计数方法效率低下且难以规模化,而现有视觉数据集多缺乏时序信息,无法捕捉花果发育动态。更关键的是,环境因素(如风向)对产量的影响长期被忽视。针对这些痛点,一项发表于《Computers and Electronics in Agriculture》的研究提出了突破性解决方案。研究团队开发了名为MangoSense的时序视觉数据集,通过八方位持续拍摄12棵芒果树的高清图像(8000×6000像素),覆盖2.5个月的花果发育关键期。采用创新性半自动标注流程:先用YOLO定位目标,再通过Segment Anything M
来源:Computers and Electronics in Agriculture
时间:2025-06-03
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基于语义分割深度神经网络的无损叶片面积估算方法研究
叶片作为植物光合作用的核心器官,其面积(Leaf Area, LA)是评估植物生产力、生态响应及气候变化影响的关键参数。然而,传统测量方法如LI-COR积分仪或毫米纸称重法,不仅设备昂贵,还需破坏叶片结构,无法实现动态监测。随着深度学习(DL)在农业领域的应用拓展,如何利用计算机视觉技术实现无损、高效的LA估算成为研究热点。针对这一挑战,来自米纳斯吉拉斯州研究基金会(FAPEMIG)资助的研究团队,在《Computers and Electronics in Agriculture》发表了一项创新成果。该研究基于语义分割网络DeepLabv3+,构建了包含双解码器的深度神经网络架构:一个解码器
来源:Computers and Electronics in Agriculture
时间:2025-06-03
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基于深度学习的裸子植物木质部物种识别:数字林业实践中的松科木材分类研究
在全球森林健康监测与生物多样性保护需求日益迫切的背景下,松科木材作为中国进口量占比超88.17%的重要林产品(2023年达4610万m3),其快速准确鉴定对防控松材线虫病(Bursaphelenchus xylophilus)传播和打击非法木材贸易至关重要。传统木材解剖学方法依赖专家经验,存在效率低、物种级分辨率不足等缺陷。尽管计算机视觉在被子植物硬木识别中已获成功,但软木因缺乏导管和轴向薄壁组织等特征,面临数据库不完善、模型泛化性差等挑战。国家林业和草原局木材标本资源中心的研究团队开展了这项开创性工作。他们构建了包含22种中国常见松科树种(涉及Abies/Larix/Picea/Pinus
来源:Computers and Electronics in Agriculture
时间:2025-06-03
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致癌性与有害空气污染物对人类慢性及急性生态毒性的定量构效关系模型构建与风险评估
在工业化与城市化加速的今天,人类暴露于致癌性空气污染物的风险与日俱增。国际癌症研究机构(IARC)数据显示,全球癌症负担中约20%归因于环境化学暴露,而传统动物实验难以应对超过3万种未测试化合物的评估需求。更棘手的是,某些非致癌物(如玻璃纤维)可能通过表观遗传机制诱发癌症,而食品中的天然成分也可能携带隐性风险。这种数据鸿沟使得监管决策如同"盲人摸象",亟需建立高效的计算预测体系。印度GPC regulatory India Private Limited资助的研究团队在《Computational Toxicology》发表论文,首次系统构建了针对人类健康的致癌物多端点毒性预测模型。研究采用美
来源:Computational Toxicology
时间:2025-06-03
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单层氢化硼纳米片(HBNS)作为高效NH3气体传感器的计算模拟研究
随着空气污染引发的呼吸系统疾病和癌症风险加剧,氨气(NH3)作为典型有害气体亟需高效监测手段。传统传感器存在灵敏度低、稳定性差等缺陷,而二维材料因其大比表面积和独特电学特性成为研究热点。氢化硼纳米片(HBNS)作为新型硼基材料,在氢存储、催化等领域已展现潜力,但其气体传感机制尚不明确。为探究HBNS对NH3的响应特性,King Khalid University的研究团队采用密度泛函理论(DFT)进行系统计算。通过GAMESS软件结合DFT-D3方法优化结构,分析吸附能、电子转移和带隙变化,并利用电子局域函数(ELF)阐明稳定化机制。几何结构验证优化后的HBNS中B-H键长1.34 Å、BHB
来源:Computational Biology and Chemistry
时间:2025-06-03
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日本北海道城市公园鸦群中高致病性禽流感病毒多重传入感染的动态研究
近年来,高致病性禽流感病毒(HPAIV)的全球传播态势日益严峻。自2021年起,H5N1亚型clade 2.3.4.4b谱系病毒不仅在家禽中肆虐,更通过候鸟迁徙扩散至野生留鸟种群。这种趋势在日本北海道表现得尤为突出——2022至2024年间,札幌市中心公园连续三年出现大规模乌鸦死亡事件,背后潜藏的禽流感传播机制成为亟待破解的科学谜题。为揭示这一现象背后的流行病学规律,北海道大学等机构的研究团队开展了系统性调查。研究人员收集了2022年3月至2024年4月期间公园内死亡的86只乌鸦样本,通过实时RT-PCR检测和病毒分离技术,成功从肺、脑组织及直肠内容物中分离到活性病毒。令人惊讶的是,系统发育分
来源:Comparative Immunology, Microbiology and Infectious Diseases
时间:2025-06-03
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手性抗生素对活性污泥中抗生素抗性基因传播的立体选择性影响及风险机制研究
抗生素滥用导致的抗性基因扩散已成为全球公共卫生危机,而污水处理厂(WWTPs)作为抗生素、病原体和重金属的汇集地,更是抗性基因传播的"热点区域"。令人惊讶的是,占临床用药60%以上的手性抗生素,其不同立体构型对环境影响的研究却长期空白。氧氟沙星(OFL)这一常用氟喹诺酮类抗生素,其消旋体与高效(S)-对映体左氧氟沙星(LEV)在环境中可能呈现截然不同的生态行为,但二者对活性污泥微生物组抗性基因谱的立体选择性调控机制始终成谜。为破解这一科学难题,天津某高校联合深圳科研团队在《Bioresource Technology》发表重要成果。研究采用宏基因组技术,模拟医院废水高浓度环境,系统比较OFL与
来源:Bioresource Technology
时间:2025-06-03
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综述:低成本生产聚羟基脂肪酸酯的策略、挑战与展望
Abstract面对塑料污染与化石资源危机,微生物合成的聚羟基脂肪酸酯(PHA)因其可降解性和材料性能成为最具潜力的“绿色塑料”。然而,高昂的生产成本限制了其商业化。本文综述了通过低成本碳源(如木质纤维素)、菌株工程(核糖体结合位点/启动子优化)、极端微生物发酵及混合微生物群(MMCs)工艺降低成本的策略,并指出未来需优化MMCs富集协议和连续化生产系统。Introduction全球塑料废物仅9%被回收,纳米塑料通过食物链在人体组织积累的毒性问题亟待解决。PHAs中聚羟基丁酸酯(PHB)的降解速率优于其他生物塑料,且其生物相容性适用于组织工程支架等医疗领域。当前PHA生产成本(2.2–3.7
来源:Bioresource Technology
时间:2025-06-03
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综述:淡水微藻介导的工程纳米颗粒:重金属修复的可持续方法
微藻与纳米技术的绿色革命Abstract纳米技术与可持续方法的融合为水体重金属(HMs)修复开辟了新路径。淡水微藻因其金属耐受性、快速生长和代谢多样性,成为合成工程纳米颗粒(ENPs)的理想载体。本文详述了微藻通过胞内(金属离子转运-酶促还原-纳米组装)和胞外(代谢分泌物介导)途径合成ENPs的机制,重点解析了多糖、蛋白质、脂类等生物分子在纳米颗粒成核、稳定与功能化中的作用。Introduction5 g/cm3)通过工业废水与农业径流进入水体,破坏超氧化物歧化酶(SOD)等抗氧化防御系统,引发氧化应激。传统修复技术(如离子交换、化学沉淀)存在二次污染与高能耗缺陷,而微藻介导的ENPs(如Fe
来源:Bioresource Technology
时间:2025-06-03
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无人机与地面释放孟氏隐唇瓢虫(Cryptolaeumus montrouzieri)对苹果园葡萄粉蚧(Pseudococcus maritimus)的生物防治效果评估
在华盛顿州的有机苹果种植区,葡萄粉蚧(Pseudococcus maritimus)虽不常爆发但危害严重,其分泌的蜜露诱发煤污病导致果实降级,更可能传播小樱桃病毒2型(LChV2)。传统杀虫剂因粉蚧蜡质保护及隐蔽习性难以奏效,2015-2020年因此造成的樱桃产业损失超1.15亿美元。美国农业部研究人员开展创新研究,首次系统评估无人机与地面释放澳洲瓢虫(Cryptolaeumus montrouzieri)对美国苹果园粉蚧的防控潜力,成果发表于《Biological Control》。研究团队采用随机区组设计,在3个有机苹果园进行4年(2020-2023)田间试验。关键技术包括:1) 比较12
来源:Biological Control
时间:2025-06-03
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南极海冰酵母Rhodotorula mucilaginosa AN5低浓度镉胁迫下的生理与蛋白质组学整合分析揭示新型耐金属机制
南极大陆覆盖着1400万平方公里的冰层,其独特的极端环境孕育了具有非凡适应能力的微生物群落。然而,随着人类活动加剧,重金属污染物通过大气环流、洋流等途径侵入这片净土。尤其令人担忧的是,低温环境会延长重金属的持久性,而镉(Cd)作为国际癌症研究机构认定的"Ⅰ类致癌物",能破坏细胞膜、损伤DNA并抑制生长。南极海冰微生物作为海洋食物网的基石,其耐重金属机制的研究却远落后于对温度、盐度等胁迫的认知。由山东自然科学基金资助的研究团队在《Biochimie》发表论文,首次对南极海冰分离的担子菌酵母Rhodotorula mucilaginosa AN5展开低浓度镉(4 mM)胁迫下的整合分析。研究采用扫
来源:Biochimie
时间:2025-06-03
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珊瑚礁钙化衰退对21世纪海洋碳吸收的增强效应:千兆吨级碳汇潜力解析
珊瑚礁对气候变化的敏感性珊瑚礁作为海洋关键生态系统,其钙化(NEC)过程对海洋暖化和酸化高度敏感。研究表明,即使中等排放情景(RCP4.5)下,珊瑚礁也将面临净碳酸钙溶解的转折点。这种变化通过改变海水碱度(Alk)和溶解无机碳(DIC)的2:1摩尔比,降低海水pCO2,进而增强海洋对大气CO2的吸收能力。模拟珊瑚礁钙化衰退研究采用PISCES全球生物地球化学模型,基于三种历史钙化速率(30-300 TgC/年)和RCP情景,模拟珊瑚礁衍生的碱度和DIC通量。结果显示:在RCP8.5300情景下,到2163年海洋碳汇最高增强0.44 PgC/年,相当于当前ESM预估偏差范围的55%。值得注意的是
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-06-03
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病理生理相关浓度双酚S通过破坏棕色脂肪组织能量代谢加速衰老的机制研究
当双酚A(BPA)的替代品们正广泛应用于食品包装和日用品时,科学家们警觉地发现:这些看似安全的化合物在病理生理相关浓度下,竟暗藏加速衰老的危机。以模式生物Caenorhabditis elegans(C. elegans)为探针的研究显示,五种BPA替代物中,双酚S(BPS)在300-600 nM浓度区间就能显著缩短线虫寿命。更令人震惊的是,小鼠实验证实,长期暴露于125 μg/kg/day剂量的BPS(相当于人类日常接触水平)不仅缩短寿命,还会在多器官中引发早衰表型。深入机制研究发现,棕色脂肪组织(BAT)成为BPS的"重灾区"——该组织对BPS的富集能力远超其他器官。RNA测序揭露出BPS
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-06-03
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揭示新兴农业前沿地带土地控制动态:基于格兰查科地区的早期土地圈占监测
热带亚热带林地正面临商品农业扩张的严峻威胁,这种趋势不仅破坏生态系统功能(Ecosystem functionality)和生物多样性(Biodiversity),更危及数百万人的生计基础。传统监测方法仅聚焦森林砍伐(Deforestation)这一终端结果,却忽视了土地权属变更(Land tenure change)这一关键前兆。研究团队创新性地开发出土地圈占(Land claiming)识别技术,通过解译卫星影像中的线性边界特征(Linear features),成功绘制出南美格兰查科(Gran Chaco)全域土地控制动态图谱。这个面积达1.1百万km2的全球毁林热点区域显示:约86%的
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-06-03