科研产出
基于机器学习与分子动力学模拟发现CDK2抑制剂
《高等学校化学学报 》 2025 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：通过机器学习和分子动力学模拟方法发现了细胞周期蛋白依赖性激酶2(CDK2)潜在的抑制剂.首先，利用现有的大型活性数据库和机器学习算法，建立了针对CDK2抑制剂的分类模型.采用圆形指纹（ECFP6）的极端梯度提升树模型（XGBoost）筛选Enamine数据库，并选出了1152个新型化合物.通过分子对接和打分函数对这些潜在化合物在CDK2中的亲和力进行了排序，并采用指纹聚类的方法将化合物分为4类.分别从4类中选择1种对接评分较高的化合物，然后对4种化合物进行了类药性分析和分子动力学模拟.类药性分析结果表明，筛选出的4种潜在的CDK2抑制剂（Z1766368563, Z363564868, Z1891240670和Z2701273053）具有良好的成药性，并在分子动力学模拟结果中具有较高的结合自由能.这4种化合物可作为CDK2的先导化合物进行后续的改造和优化.
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非生物催芽花生白藜芦醇富集及对HEK293T细胞的保护作用
《中国食品学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：目的：探究非生物诱导催芽对花生中白藜芦醇（RES）富集的影响，并测定在最优富集条件下RES对HEK293T细胞氧化损伤的保护作用。方法：以光照种类、超声强度、硫酸铜浓度、发芽时间为单因素条件诱导花生发芽，根据单因素实验和正交试验探究非生物诱导催芽对RES的含量影响以及最优富集条件。通过细胞活力测定，得到RES对HEK293T细胞的最高毒性。通过检测细胞内活性氧（ROS）含量、细胞超氧化物歧化酶（SOD）活力和过氧化氢酶（CAT）活力，探究RES对H2O2诱导的HEK293T细胞的抗氧化损伤的保护效果。结果：光照、超声、硫酸铜都有促进发芽花生中白藜芦醇含量的效果，复合催芽对白藜芦醇富集呈促进作用。最佳花生芽白藜芦醇富集参数为：蓝光照射、超声强度120 W/cm3、CuSO4浓度0.6 mmol/L、发芽3 d，此时白藜芦醇含量为35.79μg/g。RES干预处理可以明显恢复H2O2诱导产生氧化损伤的HEK293T细胞活力，减少细胞内ROS的生产，增加SOD、CAT的活力。结论：光照等多重催芽可以富集发芽花生中白藜芦醇，RES对细胞有明显的氧化应激损伤保护作用。
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融合注意力机制和权重平衡算法的遥感图像分类
《吉林大学学报(地球科学版) 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对城市遥感图像各种地物分布不均衡、分类精度较低的问题,提出融合并行注意力与权重平衡算法的遥感图像分类方法。该方法在DeepLabV3+和ResNet50创建的语义分割网络基础上,采用并行组合方式,融入通道注意力和空间注意力算法,提高网络的特征提取能力;针对遥感图像地物类别占比不均衡问题,引入地物类别权重平衡算法,提高小类别地物的分类精度。为了验证网络模型的分类效果,利用Vaihingen数据集和Postdam数据集进行实验。实验结果表明:融合注意力机制和权重平衡算法的分类网络在Vaihingen数据集中测试数据的像素精度、平均交并比、平均F1值分别为96.66%、90.35%、96.66%,在Postdam数据集中测试数据的像素精度、平均交并比、平均F1值分别为95.74%、81.47%、91.82%;从分类细节看,增加注意力机制和权重平衡算法对占比较少的汽车识别精度有显著提高,在Vaihingen数据集中汽车的像素精度提高了26.44%,在Postdam数据集中汽车的像素精度提高了21.84%,取得了较好的分类效果。
关键词： 注意力机制 权重平衡算法 DeepLabV3+网络 遥感图像 地物分类
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长期施用有机肥和化肥对黑土N2O排放的影响
《环境科学 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：东北黑土区作为我国重要的粮食生产基地，近年来面临着土壤退化、肥力下降和粮食减产等诸多问题.优化施肥管理是维持或提升土壤肥力的一种重要措施，但不合理的肥料施用会促使养分损失和N2O等温室气体排放，导致土壤退化和环境污染.为探明黑土N2O排放对长期施用有机肥和化肥的响应及关键控制因素，采集吉林公主岭黑土长期定位试验（32 a）的施用有机肥主处理（M0，不施有机肥；M1，低量有机肥；M2，高量有机肥）和施用化肥副处理（CK，不施肥；N，化学氮肥；NPK，化学氮磷钾肥）共计9个处理（即每个施用有机肥水平下包含3个化肥施用水平）的表层土壤样品（0～20 cm），进行室内恒温恒湿培养（65%田间持水量25℃下培养21 d），并测定N2O排放通量和土壤物理化学生物学性质.研究结果表明，长期施用有机肥和化肥显著增加了黑土N2O排放.与M0CK处理[（0.25±0.01） mg·kg-1，以N计，下同]相比，单施有机肥处理N2O累计排放量显著提高了361%～456%[M1CK和M2CK处理分别为（1.17±0.02）mg·kg-1和（1.41±0.02）mg·kg-1]，且N2O排放随着有机肥施用量增加显著增强.与M0CK处理相比，单施化肥处理N2O累计排放量显著提高了96%～236%[M0N和M0NPK处理分别为（0.49±0.01）mg·kg-1和（0.84±0.03）mg·kg-1]，且平衡施用化肥处理N2O排放提升幅度明显高于单施氮肥处理.在M1和M2条件下，化肥施用对N2O排放的影响程度减弱，说明有机肥施用缓解了化肥对N2O排放的影响.单施有机肥显著提高了土壤及团聚体有机碳（SOC）和总氮（TN）、土壤微生物量碳氮含量，有机肥配施进一步提高土壤及团聚体SOC和TN含量.Pearson相关及路径分析结果表明，N2O排放与土壤碳氮组分及微生物量碳氮含量显著正相关，长期施用有机肥和化肥主要通过影响土壤碳氮组分，改变微生物量和底物有效性调控N2O排放.综上所述，施用有机肥通过增加土壤可利用碳氮库以及微生物生物量碳氮显著促进了N2O排放.有机肥施用缓解了化肥对N2O排放的促进作用，在施用化肥时应适量配施有机肥，以平衡肥力提升与氮素损失及温室气体排放的综合效应.
关键词： 长期施肥 碳氮组分 N2O 土壤团聚体 偏最小二乘法路径分析模型(PLS-PM)
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激光诱导击穿光谱技术对水稻产地识别研究
《光谱学与光谱分析 》 2024 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：水稻是中国主要粮食作物，而水稻品质与其生长的外部环境如土壤特性、气候、日照时间和灌溉水等环境息息相关，高品质水稻的产地区域面积有一定地域限制，因此水稻可看成为是一个明显的地理标志物。市场常出现一些假冒或者贴牌的知名优质水稻出售，损害了水稻品牌，降低了消费者的水稻品质保障，并且扰乱了市场稳定性，因此对于水稻产地快速识别技术的需求十分迫切。利用LIBS结合机器学习算法，对吉林省5个产地（大安、公主岭、前郭、松原、洮儿河）的水稻进行产地识别，建立了主成分分析（PCA）算法分别结合Bagged Trees、 Weighted KNN、 Quadratic SVM和Coarse Gaussian SVM共四种机器学习算法的水稻产地识别模型。实验选取了5个水稻产地共450组在200～900 nm的LIBS数据，对水稻LIBS光谱数据采用卷积平滑（S-G平滑）进行降噪和特征谱线归一化预处理，对水稻LIBS光谱数据进行主成分分析，实现了水稻产地具有较好的聚类空间集群分布，但部分水稻产地存在空间重叠。采用5倍交叉验证，采用PCA-Bagged Trees、 PCA-Weighted KNN、 PCA-Quadratic SVM和PCA-Coarse Gaussian SVM共四种机器学习模型，水稻产地的识别精度均达到91.8%以上，并且PCA-Quadratic SVM模型的识别精度高达97.3%。结果表明结合LIBS技术和机器学习算法能够高精度和高效率实现水稻产地的识别。
关键词： 激光诱导击穿光谱 机器学习算法 水稻产地识别 识别精度
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花生红衣中反式白藜芦醇对HEK293T细胞抗氧化的影响
《中国食品学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：目的:分析花生红衣中的白藜芦醇成分,探究其主要成分反式白藜芦醇(RES)对人胚胎肾细胞293(HEK293T)抗氧化的影响及其潜在的分子机制.方法:采用超声波辅助酶法提取花生红衣中的白藜芦醇,采用高效液相色谱-质谱联用(HPLC-MS)技术分析花生红衣中白藜芦醇粗提液的组成成分.通过测定细胞活力,检测RES对HEK293T细胞的最高毒性.通过荧光素酶报告基因试验及免疫印迹试验检测其对Keap1-Nrf2-ARE抗氧化信号通路的影响,以DPPH自由基清除率评价其体外抗氧化能力.结果:HPLC-MS结果表明,花生红衣中含有白藜芦醇苷、白皮杉醇和RES.由于白藜芦醇在自然界中主要以反式白藜芦醇形式存在,因此选择RES进行后续试验.细胞存活力检测结果表明,RES对HEK293T细胞的最高无毒浓度为50μmol/L,体外抗氧化作用呈浓度依赖性.荧光素酶报告基因分析表明,RES显著诱导了ARE介导的转录激活.免疫印迹结果显示,RES能诱导Nrf2介导的3个抗氧化蛋白表达[血红素氧合酶1(HO-1)、醌氧化还原酶1(NQO1)和谷氨酸半胱氨酸连接酶(GCLM)]表达.此外,DPPH自由基清除率测定结果表明,RES能有效清除DPPH自由基,具有体外抗氧化能力.结论:花生红衣中白藜芦醇的主要成分RES对HEK293T细胞有抗氧化作用,可通过Keap1-Nrf2-ARE信号通路激活潜在的抗氧化活性.
关键词： 花生红衣 白藜芦醇 HEK293T 高效液相色谱-质谱联用 Keap1-Nrf2-ARE信号通路 抗氧化
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基于FMV 35S的数字聚合酶链式反应方法定量检测转基因作物
《食品科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：以含有FMV 35S标记基因的大豆转化体MON87705为材料，利用实时聚合酶链式反应（real-time polymerase chain reaction,real-time PCR）和数字PCR（digital PCR,dPCR）技术，建立一种转基因作物的定量检测方法。通过real-time PCR法对扩增体系测试，建立的检测方法对FMV 35S标记基因具有高度特异性；利用双重微滴式dPCR进行定量检测参数的测定，结果表明：在基因组DNA 0.005～20 ng/μL质量浓度范围，靶标基因的测量拷贝数与理论拷贝数具有良好的线性关系；dPCR方法对FMV 35S标记基因的检出限可达到5 copies，定量限为0.1%。利用两个dPCR平台，对不同含量的转基因作物的盲样进行测定，内标准基因和外源特异性片段的双重、三重测定，均获得准确的定量结果，数据可靠，再现性良好。因此本研究建立的基于筛选标记基因FMV 35S的转基因dPCR定量检测方法在满足转基因成分定量检测标准的参数要求的同时，能够进一步提高检测效率，可为转基因作物成分定量提供一种准确、简便的检测技术。
关键词： 转基因 筛选标记 数字PCR FMV 35S 定量检测
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基于高光谱图像技术的高粱品种识别研究
《光谱学与光谱分析 》 2024 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：高粱是酿造白酒的重要原料，高粱内的成分对白酒中微量成分含量和品质十分重要，并且高粱品质影响着白酒的质量和风味，因此，无损快速鉴别高粱品种对于提高白酒质量是个迫切需要的重要问题。采用高光谱成像技术结合机器学习算法对高粱品种进行分类鉴别，通过高光谱成像技术，获取了10个品种高粱的高光谱谱线以及图像纹理数据。采用多元散射校正（MSC）对光谱进行预处理，并用连续投影算法（SPA）筛选出62个特征波段，采用灰度共生矩阵提取高粱的4种纹理特征，分别以高光谱数据和光谱-图像数据融合，采用PLS-DA、 SVM、 ELM和RF等4种机器学习算法模型对10个高粱品种进行分类识别。结果表明，高光谱经MSC预处理后，用SPA降维提取的高光谱特征波段可以代表全光谱的数据信息，提高了PLS-DA模型识别高粱品种的稳定性。10个品种高梁的分类准确度从67.58%提高到93.85%,识别精度提升了27%。高光谱数据与图像纹理特征数据融合后，PLS-DA基于模型全光谱和特征谱段的高粱品种分类识别精度分别提升到96.47%和97.16%,相比于单一的高光谱数据更适用于高粱品种分类识别。相比于SVM、 ELM和RF三种分类机器学习算法模型结果，PLS-DA机器学习算法模型的高粱品种分类识别精度最好。研究证明了高光谱成像技术结合机器学习算法在高粱品种鉴别中的有效性，可实现快速精确的高粱品质检测。
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农林生物质热解过程中氮的迁移转化规律的研究
《太阳能学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：选用秸秆、松木、花生壳3种生物质为原料,研究其氮的赋存形态,并进行热解实验,对比研究3种生物质热解过程氮的迁移转化规律。研究结果表明:农林生物质中氮主要以蛋白质的形式存在,部分以无机氮形式存在,随着热解温度的升高,NH3和HCN的产率不断增加,约75%的NH3在400～500℃内产生,来自焦油氮和蛋白氮的脱氨反应,约80%的HCN在500～800℃内通过焦油和焦炭中杂环氮的开环反应产生。焦炭氮的产率不断下降,稳定的蛋白氮通过交联环化反应贮存在焦炭中生成吡咯氮（N-5）和吡啶氮（N-6）,部分会环状缩合成季氮（N-Q）或加氧形成氧比氮（N-X）。焦油氮的产率先增后减,不稳定的蛋白氮分解形成焦油氮,并通过脱氢生成腈氮或环化形成杂环氮。此外,生物质中的三大组分和碱金属也会影响三相氮的分配。
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寒地沙棘种质资源果实品质分析与综合评价
《农业工程学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：为寒地沙棘种质资源开发利用、新品种选育提供科学依据,开展寒地沙棘种质资源果实品质分析及综合评价,筛选果实品质优异的沙棘资源.以 22份寒地沙棘种质资源果实为试材,测定果实 10项品质指标,进行变异分析、相关性分析、主成分分析和系统聚类分析,构建综合评价模型,计算果实品质综合得分并排序.不同沙棘种质资源果实品质指标变异系数分布在 9.339%~62.528%之间,其中糖酸比变异程度最大,果实横径变异程度最小.各个品质指标间存在不同程度的相关性.主成分分析提取了 3个主成分,累积贡献率为 86.053%.根据 3个主成分得分和相应的权重进行线性加权,建立了沙棘种质资源果实品质综合评价模型,综合得分较高的是'小柳树'、'侍丛'、'向阳'、HS-12.系统聚类分析将 22份沙棘种质资源分为 3类,分类结果与主成分综合评价结果基本一致.综合评价模型得出:'小柳树'、'侍丛'、'向阳'、HS-12为寒地沙棘优异种质资源,研究结果为沙棘种质资源利用与新品种选育提供参考依据.
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