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关键词： Data-driven   Materials informatics   Computational material   First-principles calculation   High-throughput calculation  

摘要： Materials informatics has emerged as a promisingly new paradigm for accelerating materials discovery and *** exploits the intelligent power of machine learning methods in massive materials data from experiments or simulations to seek new materials,functionality,and principles,*** specialized facilities to generate,collect,manage,learn,and mine large-scale materials data is crucial to materials *** herein developed an artificial-intelligence-aided data-driven infrastructure named Jilin Artificial-intelligence aided Materials-design Integrated Package(JAMIP),which is an open-source Python framework to meet the research requirements of computational materials *** is integrated by materials production factory,high-throughput first-principles calculations engine,automatic tasks submission and monitoring progress,data extraction,management and storage system,and artificial intelligence machine learning based data mining *** have integrated specific features such as an inorganic crystal structure prototype database to facilitate high-throughput calculations and essential modules associated with machine learning studies of functional *** demonstrated how our developed code is useful in exploring materials informatics of optoelectronic semiconductors by taking halide perovskites as typical *** obeying the principles of automation,extensibility,reliability,and intelligence,the JAMIP code is a promisingly powerful tool contributing to the fast-growing field of computational materials informatics.

关键词： 原代肝细胞   胚胎干细胞   多能干细胞   肝细胞样细胞   生物人工肝  

摘要： 肝移植是治疗急性肝衰竭、终末期肝病、原发性肝癌和某些遗传性肝脏疾病唯一有效的方法,然而肝脏的供给和需求目前仍然存在很大缺口。作为器官移植的替代方法,肝细胞移植已经取得了一些显著的成效,然而原代人肝细胞(,PHHs)数量少,且难以进行体外扩增。人多能干细胞(hPSCs)可以无限扩增并分化为包括肝细胞在内的任何类型的细胞。本文讨论了hPSCs向肝细胞分化方案的技术改进,以及迄今为止开发的临床方法及其临床应用前景。

关键词： 双链RNA   RNA干扰   转基因作物   害虫防治  

摘要： 转基因抗虫作物降低了昆虫的危害并减少了农药的使用,但是转Bt(Bacillus thuringiensis)基因抗虫作物的大面积连续种植使得靶标害虫对转Bt基因植物产生抗性进化,导致其长期抗虫效果受到挑战。为延缓靶标害虫对Bt蛋白的抗性进化,提高转基因作物的抗虫能力,RNA干扰(RNA interference,RNAi)技术与转Bt基因技术协同应用于农业害虫防治。本文综述了RNAi技术应用于农业害虫防控的进展,以及与转基因抗虫技术联合防治农业害虫的研究进展,分析其面临的挑战和技术难题,以期支撑RNAi与转基因技术发展成一种绿色环保和可持续发展的害虫综合防控技术。

关键词： DNA提取   高通量测序   扩增子测序   微生物群落   滇池沉积物   物种组成  

摘要： 高通量测序技术是目前沉积物中微生物多样性的主要检测方法,该技术受到不同方法提取基因组DNA质量的影响,然而,不同DNA提取方法应用于高通量测序对沉积物中微生物多样性的比较研究报道较少.通过常用的8种DNA提取方法对滇池沉积物样本进行基因组DNA提取,检测DNA浓度、纯度,选择出提取效果较好的4种方法,进行原核微生物16SrRNA和真核微生物18SrRNA扩增子测序,比较不同DNA提取方法的微生物群落特征.研究结果表明:S-MOBIO试剂盒法(商品化土壤DNA基因组提取试剂盒1,MOBIO DNeasy■PowerSoil■Kit,S-MOBIO)、S-OMEGA试剂盒法(商品化土壤DNA基因组提取试剂盒2,OMEGAE.Z.N.A■SoilDNAKit,S-OMEGA)、蛋白酶K-SDSPEG二次沉淀法(蛋白酶K-十二烷基硫酸钠-聚乙二醇二次沉淀法,S-SDS-PEG)、去腐剂-CTAB-蛋白酶K-试剂盒法(去腐剂-十六烷基三甲基溴化铵-蛋白酶K结合试剂盒法,S-CTAB)四种方法所提取的DNA质量及得率较高;16S/18SrRNA扩增子测序分析表明S-MOBIO试剂盒法(S-MOBIO)和蛋白酶K-SDS-PEG二次沉淀法(S-SDS-PEG)获得的OTU数量多,Alpha多样性指数高;Bate多样性分析中S-MOBIO试剂盒法(S-MOBIO)和蛋白酶K-SDS-PEG二次沉淀法(SSDS-PEG)得到的物种组成结构相似度高;微生物群落特征分析在原核微生物的门水平和属水平上差异不大,S-MOBIO试剂盒法(S-MOBIO)和蛋白酶K-SDS-PEG二次沉淀法(S-SDS-PEG)获得的物种较多,物种组成相似度更高,在真核微生物门水平和属水平上,四种方法所得到的优势种群差异明显;综合比较,确定S-MOBIO试剂盒法(S-MOBIO)和蛋白酶K-SDS-PEG二次沉淀法(S-SDS-PEG)提取DNA是基于高通量测序探究云南滇池沉积物微生物多样性的较好方法.本研究可为湖泊沉积物微生物分子生态学研究奠定基础.

关键词： 基因工程   蛋白质翻译   翻译终止   真核生物释放因子   CRISPR-Cas9基因编辑技术   拟南芥  

摘要： 利用CRISPR-Cas9基因编辑技术对拟南芥真核生物释放因子1-1(eukaryotic release factor 1-1,ERF 1-1)基因进行高效率的靶向突变以获得该基因突变体,观察突变体表型并进一步探索ERF1-1基因在拟南芥中生长发育中的功能.根据原间隔序列邻近模块序列(protospacer adjacent motif,PAM)的特异性,选择1对位于ERF1-1基因内部的靶点序列,并设计1对向导核糖核酸(guide ribonucleic acid,gRNA),将与这对gRNA序列碱基互补配对的脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid,DNA)序列构建到pHEE401载体中.将构建好的重组质粒转化到农杆菌GV3101菌株,接着利用含有重组质粒的农杆菌对拟南芥花序进行滴花法侵染.用含有潮霉素的培养平板筛选转基因T1代阳性苗并传代培养,通过测序检测每一代植株靶点附近是否发生编辑.采用目前最有效的CRISPR/Cas9基因靶向编辑技术突变拟南芥ERF1-1基因,成功获得了一系列不同形式的ERF1-1基因突变植株,在正常生长条件下ERF1-1突变植株与野生型相比具有轻微的生长发育缺陷表型.根据erf1-1突变植株的表型推测ERF1基因家族的成员ERF1-1、ERF1-2和ERF1-3可能在功能上冗余.研究成果可为后续拟南芥ERF1基因功能研究提供遗传学方面的数据.

关键词： 先天性白内障   基因突变   DNA测序  

摘要： 先天性白内障(Congenital cataract,CC)为一种先天性儿童眼部疾病,新生儿指出生后一年内发生的晶体混浊,为最常见的可导致儿童时期视力障碍或全盲的疾病之一。该疾病可呈现家族性发病或散发;可单侧或者双侧晶体发病;可伴随其他眼部症状、体征,如先天性小眼畸形等。先天性白内障的临床分型包括全白内障、后极性白内障、核型白内障、绕核白内障、膜白内障、中央粉尘状白内障等类型。在所有类型的先天性白内障病例中,25%是具有家族遗传性的,遗传方式包括AD(常染色体显性遗传),AR(常染色体隐形遗传)和X连锁隐形遗传等,其中以AD最为多见。随着分子生物学技术和二代、三代基因组测序技术的发展,先天性白内障的致病基因库有了快速的扩充。到目前为止,已经有80余个基因被报道并证实与先天性白内障的发生相关。在已发现的致病基因谱中,按功能分类可分为编码晶体蛋白的基因、编码膜蛋白基因、转录调节因子基因、细胞骨架蛋白基因、垂体同源盒基因、铁蛋白轻链基因、Eph-ephrin双向信号通路蛋白基因等。本文将对以上致病基因突变及功能研究进展作一综述。

关键词： 转基因作物   农药行业   影响  

摘要： 通过对我国转基因作物的发展与种植现状的分析,分析了我国转基因作物种植对农药产业的需求、产品结构、发展等方面的影响。转基因棉花在我国大量推广种植后,农药的使用量持续降低,给农药产业的营销带来了一定的压力。另一方面,由于一系列耐草甘膦基因作物被推广,草甘膦的需求量也大幅的上升,市场份额越来越高。这一产品的兴起,引发了传统农药产品结构的改变。

关键词： 基因工程小鼠   配种   繁育   建系  

摘要： 基因工程小鼠已成为生物医药领域重要的实验动物模型,且在国内外广泛交流。它既具有背景鼠的生理习性,也有其独特的生理特征,其繁育方案又不同于背景小鼠。因此,在使用并繁育基因工程小鼠之前,需要掌握必要的繁育知识和繁育技巧。该文旨在理论和实践的指导下,针对基因工程小鼠的繁育经验与同行进行交流,并帮助刚开始利用基因工程小鼠开始实验研究的实验人员掌握基本的相关知识。

关键词： 盐碱胁迫   马铃薯   基因工程  

摘要： 全球盐碱地面积的增加成为制约农业发展的主要因素。马铃薯是全球第四大粮食作物,同时也是中国仅次于水稻、玉米、小麦的重要粮食作物。马铃薯属于中等耐盐性作物,盐碱胁迫严重抑制马铃薯的产量,因此提高马铃薯耐盐碱能力具有重要意义。文章从盐碱胁迫对马铃薯发育及生理的影响、马铃薯耐盐碱能力提高途径及其展望3个方面对马铃薯耐盐碱性研究现状进行综述,旨在总结当前已知的马铃薯耐盐碱机制,为马铃薯耐盐碱新品种选育提供理论基础与育种思路。

关键词： 基因工程拓展课   PCR应用   核心素养   高中生物学  

摘要： 本文结合新型冠状病毒肺炎防疫的社会大背景,在查阅相关文献、精研教材和历年各地高考题的基础上,开展了基因工程拓展课——“PCR的应用”一节的教学实践,以期对日常教学中培养和提升学生生物学学科核心素养有所启发。