脱镁叶绿酸a加氧酶（PaO）基因编码叶绿素降解过程中的关键酶。为了解小麦（Triticum aestivum L.）TaPaOs基因家族特征及其在衰老过程中发挥的作用，本试验利用已发布的小麦及其他物种的全基因组信息对TaPaOs家族成员的基因特性进行分析，并利用实时荧光定量PCR（qRT-RCR）技术初步分析其功能。结果表明：在小麦中共发现18个TaPaOs家族成员，分布在15条染色体上，其编码蛋白均具有亲水性，且大多数为不稳定蛋白，亚细胞定位预测均位于叶绿体中；18个TaPaOs家族成员启动子区包含大量响应元件，其中光响应元件（G-Box）和ABA响应元件（ABRE）最多。分析TaPaOs在不同组织中的表达模式发现，其家族成员表达模式为叶>茎>根，大多数家族成员在ABA诱导衰老、黑暗诱导衰老以及自然衰老时上调表达，尤其是TaPaO2、TaPaO5及TaPaO6，可作为小麦衰老研究的重点关注基因。这些研究结果为进一步研究TaPaOs基因家族的功能奠定基础。
小麦 TaPaOs基因家族 叶绿素 表达模式分析 衰老 wheat TaPaOs gene family chlorophyll expression analysis aging
1 中国科学院上海技术物理研究所，上海 200083
2 上海科技大学 物质科学与技术学院，上海 200031
3 中国科学院大学，北京 100049
双带通滤光片可以在元件的任意一个几何位置上同时透过两个光谱通道，从而实现双光谱通道的同时探测。文中研制了一种在100 K低温下使用的短波和中波红外双带通滤光片，选用Ge和SiO分别作为高低折射率膜层，在蓝宝石（Al2O3）基片上设计了具有Fabre-Perot(F-P)结构的短波通道滤光膜系和中波通道滤光膜系，它们在另一通带位置兼具增透能力，组合形成了包含短波通道(2.60~2.85 μm)和中波通道(4.10~4.40 μm)的双带通滤光片。Ge和SiO薄膜分别以电子束和电阻热蒸发的方式在高真空环境中完成沉积。测试结果显示，在100 K低温下，短波和中波通道的平均透射率分别达到91.2%和87.7%，顶部波纹幅度分别为2.1%和3.8%，波长3.00~3.95 μm光谱区域内的截止深度低于0.1%。该双带通滤光片在低温下的光学性能满足光学成像仪器的光谱应用要求，有利于更加精确的红外遥感和探测。
光学薄膜 双带通滤光片 低温光谱 红外 optical thin film dual bang-pass filter cryogenic spectrum infrared 红外与激光工程
2022, 51(9): 20210964
1 山西农业大学农学院, 太谷 030801
2 省部共建有机旱作农业国家重点实验室(筹), 太原 030031
叶绿素酶(CLH)是植物叶绿素降解过程中的关键酶, 在植物生长发育过程中发挥着重要作用。为了解小麦CLH基因家族成员在叶绿素降解过程中的功能差异, 本试验采用生物信息学分析方法和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术对小麦CLH基因家族进行鉴定和初步功能分析, 结果表明: 小麦中共鉴定到13个CLH成员(TaCLH1～TaCLH13), 分布在3A、3B、3D、4B、5A、5D、6A、6B和6D染色体上; 其中13个家族成员的启动子中均含有植物激素响应元件、环境胁迫响应元件和植物生长发育响应元件; 分析TaCLHs在不同组织和不同发育阶段中的表达模式发现, 大部分成员在叶/嫩枝和穗中有表达; 结合qRT-PCR分析发现, TaCLHs在不同的生长发育阶段参与叶绿素降解过程。这些研究结果都为后续研究相关基因的功能奠定了基础。
小麦 CLH基因家族 叶绿素降解 表达分析 wheat CLH gene family chlorophyll degradation expression analysis qRT-PCR qRT-PCR
1 中国科学院 上海技术物理研究所，上海 200083
2 上海科技大学 物质科学与技术学院，上海 200031
3 中国科学院大学，北京 100049
双色滤光片在其任意一个几何位置上，均能够有效透过两个精确控制的光谱通道，它可以提升光学探测装置对目标的识别能力。本文选用单晶Ge作为基片，Ge和ZnSe分别作为高低折射率膜层材料，研制了一种包含3.2~3.8 μm(通道1)和4.9~5.4 μm(通道2)两个通道的红外双色滤光片。在高真空中以热蒸发的方式镀制了滤光片的光学膜层，采用单波长的极值百分比光学监控(POEM)方法控制膜层的光学厚度。在100 K低温下，通道1的平均透射率为94.2%，顶部波纹幅度为5.7%；通道2的平均透射率为96.5%，顶部波纹幅度为0.6%。在两个通道之间(4.0~4.7 μm)的截止区域内，平均透射率小于0.16%。该红外双色滤光片具有良好的光学稳定性，有利于高速运动目标的识别。
光学薄膜 双色滤光片 红外 低温光谱 optical thin film dual-color filter infrared cryogenic spectrum
为了在对空中小目标打击过程中实现对目标的准确检测与跟踪，针对空中红外弱小目标信噪比低、像素点少等特点，本文基于红外视频图像，采用高斯滤波以及 Top-Hat算子对图像进行预处理；利用边缘检测算法对图像中的目标进行检测与定位；根据检测得到的目标初始位置，通过核化相关滤波跟踪算法对目标持续跟踪；最后对跟踪效果做了定量评估。实验结果显示，跟踪最大视场角度误差不超过 0.0062.，运行速度平均每帧可达 25.3帧/s，该方法能够有效地对空中红外弱小目标进行自动检测跟踪。
空中小目标 红外视频 高斯滤波 Top-Hat算子 边缘检测 核化相关滤波（KCF） small aerial targets, infrared video, Gauss filter
深入研究了流行的目标识别方法YOLOv3,将Inception模块融入其特征提取网络darknet-53中,从而得到新网络darknet-139。相比YOLOv3特征提取网络,新网络具有更好的特征提取能力。采集并制作算法所需的数据集,分别在YOLOv3和本文算法上进行训练并测试。实验结果表明,相比YOLOv3,本文算法的平均识别率提升了约2%。
图像处理 无人机作战平台 人工智能 目标识别 激光与光电子学进展
2019, 56(7): 071001
1 环境化学与生态毒理学国家重点实验室, 中国科学院生态环境研究中心, 中国科学院大学, 北京 100085
2 山东大学环境科学与工程学院, 山东 济南 250100
卵巢癌是一种发病率和致死率极高的女性妇科疾病。 目前卵巢癌的临床诊断主要依靠病理学检测, 超声法以及检测血液中肿瘤标志物CA125, 但是上述几种方法都存在其固有的缺陷。 本研究提出应用拉曼光谱结合偏最小二乘-判别分析（PLS-DA）模型, 实现在分子水平上判别诊断卵巢癌。 拉曼光谱在正常组织与癌组织之间存在反映其癌变过程物质结构变化的微小差异。 因此, 通过结合PLS-DA数据模型分析拉曼光谱信息, 能够将微小差异放大化, 捕获生物分子的显著特征。 在研究中, 模型的变量数目选择其分类错误率最小时的数值, 即隐变量的数目为5, 能够捕获大量的官能团特征性信息, 通过分析隐变量的p值大小可知5个隐变量均可实现对正常组织与癌组织的有效区分, 并且第一个隐变量具有最明显的区分结果。 通过模型运算结果可知, 该模型对卵巢癌判别的准确性达到852%（其中灵敏性为862%, 特异性为854%）。 研究结果表明, 拉曼光谱技术, 通过与PLS-DA模型相结合, 可作为卵巢癌临床诊断中的辅助诊断方法, 从分子水平上实现对卵巢癌的诊断判别。
卵巢癌 拉曼光谱 偏最小二乘-判别分析法PLS-DA Ovarian cancer Raman spectroscopy Partial least squares (PLS)-discriminant analysis 光谱学与光谱分析
2017, 37(6): 1784
