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关键词： 西瓜   镰刀菌枯萎病   根际代谢物   活性氧   根际健康  

摘要： [目的]本文旨在探究西瓜枯萎病防御过程中根际代谢物-微生物-活性氧的三方级联调控，解析根际代谢物介导根际微生物群落抵御病原菌入侵的机理，为靶向调控抗病型根际微生物组提供理论依据。[方法]收集健康和发病西瓜植株与根际土壤样品比较地上部鲜重以及活性氧含量，通过非靶向代谢组学筛选得到特征代谢物进行土壤培养试验，探究代谢物对微生物群落组装及活性氧的调控作用，并通过发病率及外源添加试验验证活性氧对枯萎病发病的抑制作用，阐明根际代谢物通过氧化还原信号影响土传病害的机制。[结果]根际活性氧是区分枯萎病发病西瓜与健康西瓜的重要指标。枯萎病导致西瓜根际代谢物中糖类和胺类等物质的丰度升高，醇类丰度下降。共有34种差异代谢物，其中20种代谢物在健康组中富集，14种代谢物在发病组中富集。从差异代谢物中筛选得到3种在健康组中富集的特征代谢物：尿素、β-丙氨酸、蜜二糖，发现三种物质可以富集鞘氨醇单胞菌属、假单胞菌属等16种核心功能微生物，核心功能微生物显著提高了土壤活性氧含量，抑制枯萎病的发生。外源添加H2O2能够以剂量依赖的形式抑制枯萎病发生，但过高浓度ROS抑制植物生长。[结论]健康西瓜根际环境（含植物-微生物互作体系）通过尿素、β-丙氨酸、蜜二糖等代谢物的积累富集功能微生物，利用微生物胞外活性氧构成氧化屏障防御尖孢镰刀菌，达到抑病效果。

关键词： 古生物地理学   定量化分析   网络分析   R语言  

摘要： 古生物地理学作为生物地理学的重要分支，聚焦于地质历史时期生物群在时间与空间上的分布变化与控制机制。伴随着信息化时代的到来，定量建模、地理信息系统空间技术、网络分析、大型数据库以及空间重采样等手段的引入，正在深刻地改变古生物地理学的研究范式。基于此，本文简要回顾了古生物地理学的发展历程与主要阶段，重点梳理和比较了近二十年来一系列新的方法和技术，并结合若干研究实例探讨其研究逻辑与适用性。这些新兴趋势不仅拓展了古生物地理学的研究视角，也为我们更全面、多维地解析地球历史时期生物的演化过程与分布格局提供了有力的方法支持。

关键词： 红茶菌   合成微生物群落   康普茶   感官评定   抗氧化活性  

摘要： 为提升发酵康普茶的风味感官属性及品质稳定性，采取特定菌株构建的合成微生物群落（Synthetic microbial communities，SMC）进行康普茶发酵是重要的解决途径。本文对三种不同产地红茶菌的微生物进行分离并鉴定，在评估各分离菌株发酵性能的基础上重新构建用于康普茶发酵的SMC，并以感官评分为标准对康普茶的发酵工艺进行响应面优化。结果表明，从不同产地红茶菌中筛选并鉴定得到8株酵母菌和4株醋酸菌，筛选出两株编号Y1-1，Y3-2的双孢接合糖酵母（Zygosaccharomyces bisporus）和一株编号A3的氧化葡萄糖酸杆菌（Gluconobacter oxydans）重构SMC应用于生普洱茶基质的康普茶发酵。以感官评分为指标的康普茶最优发酵条件为接种量1%、蔗糖浓度8%、茶叶浓度0.8%、发酵时间5 d，此时康普茶感官评分为8.38分。同时，重构SMC发酵康普茶的挥发性风味化合物采用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）进行了分析，其乙酸和乙醇含量分别为65.55 ± 3.53 μg/L和1.71 ± 0.22 μg/L。此外，其总酚和总黄酮分别达到1074.86 mg GAE/L和1076.31 mg RE/L，并表现出显著的体外抗氧化活性。本研究基于本土微生物菌株的筛选，重构的SMC可为提升发酵康普茶的风味感官属性及品质稳定化控制提供科学参考。

关键词： QSAR   生物富集因子   梯度提升决策树   化学品   Morgan分子指纹  

摘要： 化学品污染的现状日益严重，会对人类健康和生态环境构成风险。因此，在使用化学品之前评估其对环境的潜在危害是非常必要的。化学品的生物富集因子(bioconcentration factor， BCF)是其主要参数之一。然而，由于化学品种类繁多，且通过实验测定耗时低效，鉴于这一现状，开发出高效的BCF预测模型具有重要意义，本研究使用Morgan分子指纹来作为输入特征，并选择了极端梯度回归树(gradient boosting regression tree， GBRT)模型来预测BCF值，采用谷本相似度来表征适用性域，通过夏普利加性解释(Shapley additive explanations)对分子结构的特征重要性进行分析。结果表明具有氯代烃、氯代芳香烃、芳香烃、芳香碳子结构的化学品更容易在生物中积累，表现出较高的BCF值。相反，具备羟基、乙烯碳的化学品则表现出较低的生物富集倾向，其BCF值相应偏低。这一发现为评估化学品的环境风险提供了新的视角和依据。

关键词： 电子传递   二氧化碳捕获   乙酸盐   中间代谢产物调控   伍德-永达尔途径  

摘要： 微生物电合成系统（Microbial Electrosynthesis System, MES）是一种融合微生物还原与电化学技术的跨学科创新技术，在CO2能源化与资源化领域展现出广阔的应用前景。乙酸作为微生物CO2转化的主要产物之一，具有良好的市场价值与经济潜力。其中，还原性乙酰辅酶A（AcetylCoA）途径通过多酶协同催化，将CO2直接转化为乙酰辅酶A，进而合成乙酸，是实现CO2高效、稳定转化为乙酸的典型代谢途径，为CO2的高值化利用奠定了重要基础。综述了当前利用MES技术将CO2转化为乙酸的研究进展，重点围绕还原性乙酰辅酶A途径，探讨了转化过程中的关键强化策略，包括修饰电极及运行条件优化、间接与直接电子传递效率的提升、产H2过程强化、中间代谢产物调控以及CO2捕获技术改进等方面。同时对机器学习在MES与电催化材料中的应用进行小结。最后，展望了未来研究方向，包括MES与机器学习相结合以加速催化材料开发、利用基因编辑技术实现生物性能强化，以及通过全生命周期评价指导MES规模化应用，旨在为该领域的进一步发展提供前瞻性视角与支撑。

关键词： 马铃薯   花青素   StMYB3   生物信息学   表达分析  

摘要： 马铃薯转录因子对花青素的影响，主要体现在对马铃薯花青素合成途径相关转录因子的调控作用上。通过RT-PCR从马铃薯品种夏坡蒂（薯肉为白色）、万紫千红（薯肉为浅紫色）、2013-89-61（薯肉为深紫色）中克隆出马铃薯StMYB3基因，对其进行生物信息学分析和差异表达分析。结果表明，马铃薯StMYB3基因开放阅读框长度为710 bp，编码的蛋白分子质量20.71 kD，等电点9.14，属于亲水性蛋白。马铃薯StMYB3基因含有R2R3-MYB结构域和bHLH转录因子，不含跨膜结构域，系统进化表明马铃薯StMYB3基因与辣椒ScMYB序列相似度最高。经半定量PCR发现，马铃薯StMYB3基因在不同部位表达量为嫩叶＞老叶＞茎＞块茎＞根，2013-89-61品种在各部位均属于高表达。

关键词： 煤生物降解   煤层增渗   厌氧发酵   教学实验设计  

摘要： 为帮助学生深刻认识和理解煤层生物地球化学过程中煤有机物的转化机理，以微生物降解煤增透机理为研究背景，通过搭建深部煤层生物增透分子实验平台，将资源与环境领域的分子生物学、代谢组学及煤孔裂隙表征等研究方法相结合，构建微生物降解煤基扩孔增渗教学实验设计体系，并将其引入安全工程、地质工程与环境工程专业的研究生教学实验中。同时，采用“实验设计+仪器操作+数据处理”教学模式，通过测试微生物厌氧发酵体系中气、液、固、菌的变化规律，揭示煤生物厌氧降解过程中煤基质扩孔增透变化规律。帮助学生学习理解新型低渗煤层增透方法，拓展创新思维，培养提出问题、解决问题的能力和思路，提升动手能力和操作技能。

关键词： 水产养殖业   空间自相关   地理分布格局   江西省  

摘要： 为促进江西省水产养殖业空间优化和产业升级，基于全国第一次水产养殖种质资源普查最新数据，厘清江西省水产养殖业面积、产量等基本现状，运用空间自相关分析江西省水产养殖业地理分布与空间集聚特征。结果显示：（1）江西省水产养殖面积规模呈“鄱阳湖极核”单核驱动的北高南低地理格局，热点区高-高集聚于北部“鄱阳湖极核”，冷点区分散于赣南及省域边缘地区；（2）产量规模呈“鄱阳湖极核”驱动与赣东北多地联动的中心高-外围低圈层分布特征，热点区集中于“鄱阳湖极核”与德兴、铅山等地，冷点区分散于赣南和抚州地区。（3）针对水产养殖面积、产量空间错位现象，未来可适当扩大赣南地区水产养殖面积，发展冷水特色养殖，挖潜产能；同时，根据水域环境承载能力确定生态容量，科学发展赣北鄱阳湖区大水面生态渔业，提质增效、提高产能。

关键词： 联邦学习   隐私保护   可验证   边缘计算   生物特征识别  

摘要： 本文提出了一种基于生物特征的隐私保护可验证联邦学习方法（Biometric-based Privacy-Preserving Verifiable Federated Learning，BPPVFL），以解决联邦学习（Federated Learning， FL）中隐私保护和验证效率的双重挑战。传统的FL方法，通常不考虑隐私保护，使其易受数据泄露的威胁，而更安全的方法如基于零知识证明或同态哈希的FL方法，带来了显著的计算和通信开销。BPPVFL提出了基于生物特征的身份验证和数据完整性验证机制，实现了针对参与者敏感数据的隐私保护和高效的身份和数据验证，减少了客户端和服务器端的验证开销。此外，该方法使用针对生物特征数据的自适应噪声机制，在隐私保护和模型准确性之间取得了平衡。从理论和实验两方面证明了在BPPVFL中客户端的验证通信开销与客户端数量N和梯度维度d无关，从而实现了在大模型和高维度数据情况下的高效验证，即使在梯度维度d增加时，客户端的验证通信开销仍保持不变。在三个真实世界的生物特征数据集（SigD、BIDMC和TBME）上进行的大量实验表明，与隐私保护方法NbAFL相比BPPVFL的准确率最高提升了81%，同时与可验证方法VerifyNet相比BPPVFL的客户端验证通信开销最多减少了85%，服务器端通信开销与梯度维度独立且减少了90%以上。该方法在不同数据维度和隐私预算的环境下表现出出色的可扩展性和高效性。理论分析和实验结果表明，BPPVFL能够有效防止身份伪造和数据篡改，同时确保对敏感生物特征信息的强大隐私保护。BPPVFL为隐私保护联邦学习，尤其是生物特征应用，提供了一种有前景的解决方案。通过在隐私、验证开销和模型性能之间取得平衡，BPPVFL为安全联邦学习提供了一种实用且高效的方法。该工作为未来针对敏感和高维数据环境的隐私保护机器学习方法研究奠定了基础。