综述

• 基于单细胞RNA测序数据的基因调控网络推断算法综述

  张少强;潘镜伊;

  通过基因表达的变化可以推断基因调控网络.单细胞RNA测序（scRNA-seq）为推断细胞周期或分化等时间依赖性生物过程的基因调控网络提供了新的可能性，基于scRNA-seq数据的基因调控网络推断算法成为一个相对活跃的研究方向.本文首先对26种基因调控网络推断算法进行介绍，包括3种针对批量RNA测序数据的推断算法和23种针对scRNA-seq数据的推断算法（基于布尔网络的算法2种、基于微分方程的算法3种、基于伪时序基因相关性集成策略的算法5种、基于共表达基因的算法4种、基于细胞特异性的算法3种、基于深度学习的算法6种），详细描述了每类算法的方法原理和算法优缺点，对算法进行综合比较；然后分析了推断算法比较研究的相关成果，并使用scRNA-seq数据简单评估了26种算法的性能；最后探讨当前基因调控网络推断算法面临的机遇与挑战.

  2024年01期 v.44 1-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1580K]
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• 微生物在多孔介质中的运移与沉积机制

  孟利;郭炳池;李长发;赵梅;宾零陵;郭学茹;刘鑫;高健;

  微生物作为土壤和地下水中主控水化学组分迁移转化的生物地球化学过程的核心媒介与载体，在多孔介质中的运移规律和沉积机制是影响地下水水质演化与土壤污染运移的关键因素.了解微生物在地下介质中的运输与沉积对于土壤和地下水污染防控及保护至关重要.本文在检索国内外相关研究的基础上，从微生物在多孔介质中的运移与沉积理论、数值模型、主控因素以及主要研究与分析方法等方面，对微生物在多孔介质中运移与沉积的研究现状及进展进行了概括总结，以便更好地理解微生物在多孔介质中的运移行为，为今后微生物运移与沉积的相关研究提供科学依据.

  2024年01期 v.44 13-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1071K]
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数学与统计学

• 奇异函数分数阶导数的Hadamard有限部分积分表示形式

  娄汝馨;廉欢;王同科;

  针对包含奇点的函数，研究其Riemann-Liouville和Caputo分数阶导数，给出它们的Hadamard有限部分积分表示形式.利用该形式求得分数阶导数在初始点的Psi级数展开式.另外，该形式可以方便地使用Hadamard有限部分积分算法进行高精度计算.最后设计了一种奇点分离的Chebyshev谱逼近方法，通过数值算例验证了分数阶导数的Hadamard积分表示形式及其数值算法的正确性和有效性.

  2024年01期 v.44 22-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 602K]
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• 函数域中差集与不可约多项式的一个注记

  蔺玉荣;吴家淼;李国全;许贵桥;

  设Fq为q个元的有限域，r∈F_q{0}，A为由F_q[t]上某些次数严格小于N的多项式组成的集合.当差集A-A不含形如ω+r的元时，其中ω为F_q[t]中的首1不可约多项式，基于迭代序列，利用函数性质确定相关参数的范围，进而估计了A的大小.

  2024年01期 v.44 28-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 424K]
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物理与材料科学

• 含时紧束缚模型中的波包动力学

  王羽婷;张禧征;

  为了发展与构建新的量子调控方法与机制，基于含时磁通作用的一维紧束缚环体系，通过计算系统的能谱和传播子，研究了含时外场下单粒子波包的动力学行为．结果表明：矢势可以以相位的形式出现在紧束缚模型的二次量子化哈密顿量中，且其含时变化所诱导的波包动力学效应与存在外电场时系统的动力学效应相同，表现为与经典物理中的法拉第电磁感应定律一致，这种与经典物理相对应的关系为人们构建新的量子调控机制提供了重要的指导思想．

  2024年01期 v.44 34-41+55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1044K]
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• 调制光学参量放大器对双机械振子量子纠缠与压缩的影响

  杜宏杰;郭金良;

  为了研究包含调制光参量放大器（optical parametric amplifier,OPA）的双机械振子腔光力系统中的量子纠缠和机械压缩，通过数值求解和解析求解，讨论了系统的有关参数，如OPA相位、调制频率、热声子数和相位增益量在腔光力系统中对量子纠缠和机械压缩的影响，重点分析了调制OPA对产生力学纠缠和机械压缩的作用.结果表明：本光学腔不需要额外的压缩光来驱动，并在较易实现的参数条件下通过调制OPA增强了2个机械振子间的纠缠.当系统处于稳定状态时，在边带可分辩和不可分辨条件下均可产生机械压缩，并可通过调制OPA在边带可分辨条件下实现强机械压缩.此外，在调制OPA的辅助下，机械振子间的纠缠和机械压缩对环境温度具有很强的鲁棒性.

  2024年01期 v.44 42-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 1666K]
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• Ni-MOF/NF自支撑电极的制备及电化学性能

  白晨晨;李炳君;郑子朝;于跃;韩燕;

  为改善金属有机骨架材料（MOFs）的导电性和电容性能，采用阴极还原电沉积方法，在泡沫镍（NF）基底表面原位生长镍基金属有机框架（Ni-MOF）用于制备自支撑Ni-MOF/NF复合电极，并采用SEM、XRD和FT-IR等手段对其形貌和结构进行表征.实验结果表明：Ni-MOF为棒状晶体自组装成的花状结构，随机分布在NF表面.当反应时间为1 200 s时，Ni-MOF花状结构覆盖整个NF表面.电化学测试表明，沉积900 s所得Ni-MOF/NF(900)电极具有较好的电容性能，当电流密度为1 mA/cm~2时，其比电容可达5 415 mF/cm~2，在超级电容器方面具有潜在的应用前景.

  2024年01期 v.44 49-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1422K]
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生命科学

• 鱼用降肝脂益生菌的筛选及鉴定

  刘洪瑞;王涛;孙家塍;张晓月;孙金生;左志晗;

  为了获得具有预防及缓解鱼类脂肪肝作用的益生菌，以从半滑舌鳎肠道中分离出的13株水产动物肠道菌为实验菌株，通过体外产胆盐水解酶能力检测，获得产胆盐水解酶能力较强的菌株.将13株菌株进行斑马鱼的饲喂与浸浴实验，测定斑马鱼的体质量和肝脏中甘油三酯含量并进行肝脏油红O染色切片观察，对于可高效降解斑马鱼肝脏脂肪的菌株进行分子鉴定和系统发育树构建.结果显示，菌株ND-1和U3的产胆盐水解酶能力最强，其次是菌株SC-03和YA6.菌株ND-1和YA6的胆固醇去除率分别为89.76%和89.69%；菌株M4和U3的胆固醇去除率分别为80.26%和76.39%.菌株YZ-02、U2、SC-04和ND-1可以减轻斑马鱼的体质量，菌株SC-01、YZ-02、U3和SH-1可以降低斑马鱼肝脏中的甘油三酯含量，菌株YZ-01、ND-1和U3可有效缓解斑马鱼肝脏中脂滴的沉积.综合来看，菌株U3和ND-1对斑马鱼肝脏脂肪肝的降脂效果最好，分子鉴定和系统发育树构建结果表明，ND-1可与马胃葡萄球菌（Staphylococcus equorum strain Y15, JX134628）聚为一支，置信度为100%，菌株U3能够与鼠李糖乳酸杆菌（Lacticaseibacillus rhamnosus strain 5681, MT463591）聚为一支，置信度为98%.

  2024年01期 v.44 56-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1548K]
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地理与环境科学

• 采煤沉陷区地裂缝对土壤含水率的影响

  高云飞;张凯;杜坤;赵乐;吴凤箫;

  为了探究地裂缝对深层土壤含水率的影响，以陕北某煤炭基地煤矿区为研究对象，利用统计分析方法分析动态地裂缝和边缘地裂缝对浅层（0.1～0.3 m）和深层（0.5～6.0 m）土壤含水率的影响，并基于克里金插值法解析土壤含水率的时空变化规律.研究结果表明：(1)竖直方向上，深度为0～2.0 m时，动态地裂缝区和边缘地裂缝区的土壤含水率均低于未扰动区的值；深度为2.0～6.0 m时，各区土壤含水率差异不明显，表明地裂缝对土壤含水率的影响深度约为0～2.0 m，即地裂缝对浅层土壤含水率的影响较大，对更深层土壤含水率的影响相对较小.(2)水平方向上，动态地裂缝区土壤含水率整体低于闭合区，而1年边缘裂缝区土壤含水率整体高于2年边缘裂缝区，表明地裂缝会对土壤含水率的空间分布产生较大影响.综合来看，地表塌陷与地裂缝的出现改变了土壤的结构状态，加速了土壤水分的蒸发，降低了土壤持水性.

  2024年01期 v.44 62-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1213K]
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• 亚热带水田土壤团聚体有机质对长期秸秆还田的响应

  徐海静;柳开楼;郭长城;娄翼来;王义东;

  为了探究长期秸秆还田处理下土壤团聚体有机碳含量和固碳效率的变化情况，以江西省进贤县稻田红壤为研究对象，分别进行常规处理和常规+秸秆还田处理，利用元素分析仪测定不同粒级土壤团聚体的碳、氮含量，并通过土壤有机碳（soil organic carbon,SOC）固存量和累积碳投入量计算土壤固碳效率.结果表明：(1)稻田红壤的优势团聚体粒级为[0.250,2.000)mm，质量占比为40.64%～47.04%.与常规处理相比，常规+秸秆还田处理对各级团聚体的质量占比和土壤团聚体稳定性指标均无显著影响.(2)相比于常规处理，常规+秸秆还田处理下全土的SOC和总氮（total nitrogen,TN）含量分别显著增加13.60%和10.17%，但全土的C/N以及各级团聚体的SOC含量、TN含量和C/N均未发生显著变化.(3)相比于常规处理，常规+秸秆还田处理下土壤的SOC固存量和累积碳投入量分别显著增加55.37%和216.76%，但固碳效率显著降低50.85%.综上，在南方亚热带红壤双季稻种植区，秸秆还田有利于SOC的固存，但降低了土壤固碳效率，对土壤团聚体稳定性的影响不显著.

  2024年01期 v.44 69-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 825K]
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体质人类学

• 广西京族老年人的肥胖与超重现状

  高新颖;宇克莉;刘艳霞;张兴华;包金萍;郑连斌;

  采用随机取样方法调查了226例京族老年人（男性99例，女性127例）的15项体质指标，研究京族老年人的肥胖与超重情况.结果表明：京族老年男性和女性的体质量、身高、瘦体质量、基础代谢率、身体水分和体表面积均与年龄呈负相关，且60-岁组的指标值最大.按照BMI分型，京族老年男性的超重率为38.4%，肥胖率为16.2%，老年女性的超重率为44.1%，肥胖率为18.1%.按照PBF分型，京族老年男性和女性的肥胖率分别为23.2%和49.6%.按照腰围分型，京族老年男性的中心型肥胖前期率为22.2%，中心型肥胖率为28.3%，老年女性的中心型肥胖前期率为23.6%，中心型肥胖率为37.0%.按照腰臀比分型，京族老年男性和女性的中心型肥胖率分别为51.5%和91.3%.京族老年人的肥胖率较高，应该引起足够重视.京族老年人的肥胖和超重是遗传、行为和环境多因素共同作用的结果.

  2024年01期 v.44 75-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 686K]
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