最新刊期

    • 刘泽铭,孙小强

      当前状态： 二校优先
      DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240106
      摘要：肿瘤耐药性是限制癌症疗效的最大障碍之一，肿瘤微环境在耐药性的发生发展过程中发挥着重要的作用. 为了深入探究微环境介导肿瘤耐药性的作用和机制，需要全面系统地研究药物治疗过程中肿瘤生态系统的动态演化. 数学模型可用于描述肿瘤微环境中的各种组分的相互作用和变化，进而揭示微环境介导肿瘤耐药性的机理和演化规律，并为设计更有效的治疗策略提供参考和依据. 本文首先介绍了微环境介导肿瘤耐药性的生物学知识和相关概念；随后分类介绍了几类典型数学模型的最新研究进展；之后以脑胶质瘤微环境为例，介绍了使用不同方法建立耐药性的演化动力学模型的流程；最后展望了进一步的研究方向.  
      关键词：数学肿瘤学;演化动力学建模;耐药性;肿瘤微环境   
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      更新时间：2024-09-09

    • 刘晔,叶柏麟,吴景豪

      当前状态： 二校优先
      DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240121
      摘要：加快推进城市公园建设是实现人与自然和谐共生的重要抓手。既有研究大多基于问卷调查数据和访谈资料分析城市居民的公园访问行为空间分异特征，研究结论的普适性和科学性有限。手机信令数据具有大样本、覆盖范围广、信息被动提供和动态实时性强等优点。利用手机信令数据精准刻画城市居民的公园访问行为，有助于开展城市公园的布局优化与品质提升工作。基于个体尺度的手机信令数据，本研究试图揭示广州市居民公园访问行为的空间分异特征并识别其影响因素，尤其关注城区居民和郊区居民的差别。结果表明：（1）城区居民的公园访问频率、公园访问时长和公园访问强度均高于郊区居民，前者的公园平均访问距离低于后者；（2）公园访问频率、公园访问强度、公园平均逗留时间和公园平均访问距离呈现高值集聚区/低值集聚区在城区连片分布，在郊区零星分布的空间特征；（3）公园访问行为受性别、年龄、时空约束性、社会经济地位、公园可达性、社区出行便利性和出行适宜性等因素的共同影响。本研究为相关政府部门精准开展城市公园的规划、建设与管理工作提供决策参考。  
      关键词：城市公园;公园访问行为;空间分异;手机信令数据;广州   
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      更新时间：2024-08-24

    • 蒋为平,张太雷,刘宗萱,曹欢

      当前状态： 二校优先
      DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240093
      摘要：根据已知的腮腺炎传播机制，本文运用常微分方程定性与稳定性理论，建立了一类具有疫苗接种且潜伏期传染的SVEIAR腮腺炎传染病模型，得出了模型的基本再生数. 给出了平衡点的存在性并得到了当ℛ0≤1时，无病平衡点全局渐近稳定；当ℛ0>1时，无病平衡点不稳定且地方病平衡点全局渐近稳定. 选取江苏省腮腺炎患者病例数据，应用模型模拟了腮腺炎未来几年的流行趋势.敏感性分析显示，疫苗接种是影响腮腺炎的非常重要的因素. 提高公众对腮腺炎的防范意识、制定有效的疫苗接种策略、加强锻炼能够提升机体素质以及免疫功能，从而预防腮腺炎的发生，进而控制腮腺炎的持续蔓延.  
      关键词：SVEIAR模型;基本再生数;稳定性;数值模拟   
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      更新时间：2024-08-24

    • 叶俊宏,刘珍环,杨帆,魏莱,周义

      DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240128
      摘要：鸟类是反映城市生境和生物多样性变化的重要指标，城市鸟类多样性分布格局模拟与预测是当前城市生物多样性保护研究中重点关注的难题。珠江三角洲城市群经历了快速的城市化过程，景观变化显著，给城市生境和生物多样性保护带来了巨大挑战。为解析城市鸟类多样性与城市生境之间的空间关联机制，构建“单物种分布预测-物种多样性聚类-多样性的影响归因”的空间综合途径，开展珠江三角洲城市群留鸟空间格局与形成机制研究。结果表明：1）珠江三角洲城市群的87种留鸟构成的多样性与适宜性具有高度的城-乡梯度分布模式；将留鸟的空间适宜性聚类可分为8类，总体上留鸟的中高适宜区占比小于30%。2）结构方程模型的解析可以发现，人类活动显著地正向影响了鸟类多样性的空间分布格局，影响系数介于0.28~1.94；而植被、气候、地形的正向或负向效应差异明显。研究可为城市生物多样性保护，调控鸟类多样性的生境影响因素，开展城市生态建设与管理提供科学依据。  
      关键词：城市生物多样性;鸟类;MaxEnt模型;结构方程模型   
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      更新时间：2024-08-19

    • 杨力华

      当前状态： 二校优先
      DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240134
      摘要：本文从信号处理的视角对20世纪80年代末兴起的小波分析做一个通俗的概述. 内容包括小波分析产生的基本问题背景和关键历史事件， 小波分析的基本理论， 及其对信号处理的意义和作用. 希望透过本文能科普性地展示小波的基本理论以及为什么要建立这样的理论. 除此以外， 作者还对小波分析之后时频分析领域所出现的经验模型分解方法和图信号处理的基本问题给出简要的介绍. 作为中山大学百年校庆的约稿综述， 本文对中山大学小波分析研究团队的基本阵容以及历年来所开展的重要学术事件进行了简单的回顾.  
      关键词：小波分析;函数逼近;信号处理;模式识别   
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      更新时间：2024-08-15

    • 王子豪,张圳泉,张家军

      当前状态： 二校优先
      DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240112
      摘要：多尺度三维基因组结构驱动基因表达和细胞命运决定. 尽管在一维线性基因组层面上的研究取得了显著进展，但三维空间基因组动态结构如何在功能上影响时空基因表达的变化仍不清楚. 近年来，测序技术和影像技术的发展，使得四维核体基因组学的研究取得一系列进展. 在本文中，我们讨论了三维基因组结构的多尺度性、其对基因表达的复杂调控以及时空动力学. 接着对这一复杂的染色质结构动力学、表观修饰动力学和基因表达动力学进行理论建模，提出了可预测的多尺度耦合系统的建模框架. 最后，我们讨论了未来关于四维核体动力学的研究方向.  
      关键词：三维基因组;基因表达;染色质构象;表观修饰;基因调控   
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      更新时间：2024-08-14

    • 张艳玲,王梦收,洪柳

      当前状态： 二校优先
      DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240116
      摘要：在系统生物学的研究中，由于所研究问题的复杂性和多尺度性，我们会经常遇到刚性方程的求解. 而近年来，神经网络和深度学习的发展为上述问题提供了新的解决思路和方法. 本研究以经典的Belousov-Zhabotinsky （B-Z） 反应和Van der Pol（VdP）方程为例，对四类非时序神经网络，包括全连接网络，残差网络、改进的残差网络和深度混合卷积网络，以及三类时序神经网络，包括循环神经网络（RNN）、长短时记忆网络（LSTM）、注意力机制进行了系统比较. 实验结果表明：时序神经网络应用于刚性问题的求解精度和计算时间都大幅优于非时序神经网络，而四类非时序神经网络之间的表现并无显著差异. 此外我们还将常微分神经网络（ODE-Net）应用于上述刚性问题，并观察到在极短的计算时间内，该方法能够达到极高的精度. 本研究为应用神经网络解决系统生物学中各类刚性问题提供了参考和指导.  
      关键词：系统生物学;刚性微分方程;神经网络;常微分神经网络   
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      更新时间：2024-08-14

    • 卢栩诗,蓝长星,王宝民

      当前状态： 二校优先
      DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240059
      摘要：利用2017年珠三角野外观测站湍流连续观测资料，对丘陵灌木下垫面的热量通量、CO2质量浓度和通量、湍流动能等特征进行分析，结果表明：1） 丘陵灌木下垫面潜热通量在全年地表能量平衡中占主导地位，对比其他类型下垫面则相反。2） CO2质量浓度比其他类型下垫面低，而CO2通量变化幅度远大于其他类型下垫面，说明丘陵灌木下垫面的光合作用及呼吸作用比其他植被覆盖率和密集度较低的下垫面明显较强。3） 湍流动能白天大，夜间小。白天夏季湍流动能最大，冬季峰值出现时间略早于夏季。4） 无量纲速度标准差随稳定度的变化满足σiu*=a1+bζ1/3的形式，归一化风速标准差符合σuu*>σvu*>σwu* 的一般规律，说明丘陵灌木下垫面的物理特性差异对垂直风速的统计量影响比水平风速的统计量小。当大气越偏离中性状态，无量纲速度标准差越大，水平方向无量纲速度标准差比垂直方向无量纲速度标准差的离散程度大。丘陵灌木下垫面的无量纲风速分量系数在三个方向上都比大部分其他类型下垫面偏高。5） 协谱基本符合Kansas实验的归一化协谱。不稳定条件下，低频大涡对湍流通量有较显著的贡献。稳定条件下各协谱的谱峰所对应的无量纲频率较不稳定条件下大，暗示着受浮力抑制作用，对动量、水汽和感热有显著输送作用的涡旋尺度减小。  
      关键词：珠三角地区;丘陵灌木下垫面;湍流通量;湍流速度标准差;湍流协谱   
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      更新时间：2024-07-31

    • 刘锐,杨茜然

      当前状态： 一校优先
      DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240109
      摘要：很多生物系统的动态发展过程中都存在状态的临界迁移现象，例如复杂疾病，在离临界状态较远时，病情不明显；而到达临界状态后，病情有可能在很短的时间内从稳定期突然恶化而成为重病期. 如何基于高维生物医学数据，找到可用于识别生物系统状态改变临界期的标记物，对包括疾病的早期预警等课题具有重要意义. 围绕生物系统临界状态识别与预警这一课题，本文主要综述了动态网络生物标志物（DNB）方法，及针对不同的数据条件所发展的一系列适用的改进方法及其应用.  
      关键词：状态迁移;临界状态;动态网络生物标志物（DNB）;早期预警信号   
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      更新时间：2024-07-26

    • 扈超舜,叶标华,谢晓华,赖剑煌

      当前状态： 二校优先
      DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240136
      摘要：类增量学习中的新旧类不平衡导致少数坍塌发生，旧类的识别能力降低. 现有方法通常基于经验调整深度特征空间中类别间的几何关系以避免少数坍塌，缺乏理论指导. 神经坍塌从理论上揭示了类别间的最佳几何结构——等角紧致框架. 受此启发，本文提出了一种名为持续构造神经坍塌的方法来解决少数坍塌. 该方法通过紧致损失和等角损失来约束形成ETF结构. 然而不平衡数据分布导致全局质心估计不准确和旧类之间约束困难，进而导致上述两个损失无法充分施展其效果. 为此，本文进一步提出了分类器向量辅助模块和难例采样模块来分别解决上述两个问题. 实验结果表明，本文提出的方法有效诱导了神经坍塌的发生，并且在 CIFAR100和ImageNet数据集上都超过了当前最优方法.  
      关键词：类增量学习;神经坍塌;少数坍塌;动态扩展结构   
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      更新时间：2024-07-26

    • 桑彦彬,蔚艳,史娜

      当前状态： 一校优先
      DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240032
      摘要：考虑一类Choquard型耦合方程组，其中非线性项含有对数项和Hardy-Littlewood-Sobolev临界指数. 当对数项的系数均为负值时，借助单个临界Choquard方程相应的局部极小点的存在性，建立了该系统对应能量泛函在Nehari流形中Palais-Smale序列的收敛性，进而利用Ekeland变分原理，获得了其具有极小能量的正解存在性. 同时在对参数施加与线性问题相关的第一特征值的限制条件下，构造了上述系统具有负能量水平的非负解的存在性. 本文的结果扩展了对数项系数为正值的情形，分析了系数的负性对能量泛函几何结构的影响，是对经典Sobolev临界系统在Choquard算子上的推广和延伸.  
      关键词：Choquard型系统;对数项;基态解;临界指数;耦合项   
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      更新时间：2024-07-22

    • 张超,覃跃海

      当前状态： 二校优先
      DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240184
      摘要：研究了单位球上加权Bergman空间上乘法、复合与微分算子的乘积有界性和紧性. 通过径向导数，我们定义了单位球上解析函数空间上的微分算子，从而推广了Sharma的结果.  
      关键词：复合算子;乘法算子;微分算子;加权Bergman空间   
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      更新时间：2024-07-22

    • 曹文洁,滕嘉琪,陈浩文,周天寿

      当前状态： 二校优先
      DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240108
      摘要：基因调控网、信号转导网、代谢控制网和蛋白质相互网等生物分子网络是计算系统生物学的主要研究对象. 从随机过程的观点，这些网络可以划分为马氏反应网和非马氏反应网，依赖于分子机制的实验测定. 另一方面，由于生化反应事件是随机发生的，这必然会导致反应物种水平的涨落（即生化反应系统是固有噪声的）. 这种分子噪声可能在自然选择、细胞命运决定、细胞内部过程等起着重要作用. 一个未完全解决的问题是分子噪声的生物学功能是什么. 本文分别分析地导出一般的马氏生化网络和一般的半马氏生化网络中分子噪声对各个反应物种水平影响的计算公式，并对一般的朗之万方程，建立了小噪声影响系统平衡态和特征值的两个实用定理. 此外，以广义生灭过程作为一个例子，分析地显示出分子记忆的效果等同于反馈的引入. 本文的分析结果既有宽广的应用前景，也为基于实验数据的统计推断奠定了基础.  
      关键词：马氏反应网络;半马氏反应网络;分子噪声;化学主方程   
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      更新时间：2024-07-22

    • 陈静思,刘芳,吴怡,赵宇,王佐成,杨应,姜春旭

      当前状态： 三校优先
      DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240170
      摘要：采用基于密度泛函理论（DFT）的M06-2X和MN15杂化交换泛函，结合基于自洽反应场理论处理溶剂效应的SMD模型方法，对生理环境 ［水液相、 310.15 K和1.013×105 Pa （1个标准大气压）］ 下二价钙缬氨酸（Val·Ca2+）手性对映体之间的异构机制进行研究。异构反应通道研究发现：Val·Ca2+的对映异构可以通过羰基O或氨基N做H质子转移桥梁实现。异构过程中驻点的能量图计算表明：质子H以N原子做桥迁移的异构过程具有优势。在水的极性以及水分子（簇）的作用下，反应优势通道速度控制步骤的能垒为118.6～121.9 kJ/mol。研究结果表明：生理环境下二价钙缬氨酸配合物的对映异构速度很慢，其用于生命体补充二价钙和缬氨酸比较安全。  
      关键词：二价钙缬氨酸;溶剂效应;密度泛函理论;对映异构;反应能垒   
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      更新时间：2024-07-22

    • 田立丰,杨东霖,黄开诱

      DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240183
      摘要：采用数值模拟、计算光学方法和理论，对超声速飞行器流场进行数值模拟研究，获取不同飞行高度和攻角下光学窗口上方流场的密度分布，根据Gladstone-Dale关系得到光学窗口上方的折射率场，利用光线追迹法计算流场光程差分布情况。对流场光程差的分布情况进行分析，可以得出结论：随着飞行高度的增加，气动光学效应逐渐减弱；随着攻角的增大，气动光学效应逐渐增强。  
      关键词：气动光学;飞行高度;攻角;光程差   
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      更新时间：2024-07-19

    • 王凯民,顾雄,邓娜,杨冲福,叶艳青,孙蔚青,马钰璐

      当前状态： 二校优先
      DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240169
      摘要：采用4-羧基-1-（3-羧基苄基）吡啶-1-鎓氯化物（H2LCl）作为有机配体，利用常温挥发法，在室温下与Cd2+自组装构筑了一例结构新颖的配合物｛［Cd2（L）2Cl2（H2O）4］·3H2O｝。通过单晶X射线衍射、Hirshfeld表面与二维指纹图、粉末X射线衍射、热重及固体荧光对配合物1的结构和性质进行了表征。研究表明，该配合物结晶于单斜晶系P21/c空间群，双Cd2+金属中心分别通过完全去质子化的配体连接，形成了两条呈镜面对称的“S”形双链结构。丰富的分子间作用力如O···H氢键和π···π相互作用等帮助配合物形成了稳定的三维超分子结构。热重分析表明，配合物具有良好的热稳定性。此外，室温荧光测试表明配合物1具有较好的荧光发光能力。  
      关键词：配合物;晶体结构;单晶培养;Hirshfeld表面分析;固体荧光   
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      更新时间：2024-07-19

    • 卞超,张新辉,张凯,魏汉银,何哲,文正勇,黄玉,石琼

      当前状态： 三校优先
      DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240157
      摘要：褪黑素是一种小分子神经递质，主要在脊椎动物的松果腺中合成与分泌，到达机体各部位来参与调控生物节律、生殖、生长与发育等生理过程。在鱼类中，松果腺是一个复合体，主要由类光感细胞构成，具有感光与内分泌双重功能。褪黑素的生物合成从色氨酸开始，涉及色氨酸羟化酶（TPH）、芳香族L-氨基酸脱羧酶（AAAD）、芳香烷胺-N-乙酰转移酶（AANAT）和乙酰色胺甲基转移酶（ASMT）。前期，我们通过对众多脊椎动物开展比较基因组学研究，发现这4个褪黑素合成酶系编码基因的系统进化与脊椎动物的物种进化基本一致，表明这些基因（同褪黑素一样）都很保守。有意思的是，在鱼类中各催化酶基因拷贝数出现显著增加，但四倍体与二倍体鱼中的拷贝数并不一定是2∶1，这是因为鱼类基因组复制后存在部分基因丢失的现象。此外，在大多数鱼类基因组中还鉴定到一些新基因，譬如aaad-like和asmt-like，可能拥有新的功能；有的催化酶基因缺失、出现移码突变或假基因化，可提升物种对特殊生境（诸如洞穴或深海）的生存适应性。本综述主要以我们团队近十年来的相关工作为主线，综合简介鱼类褪黑素合成酶系编码基因的系统进化与生理功能，以期深入理解褪黑素对鱼类生殖内分泌活动的影响，为进一步促进鱼类性腺发育、人工繁殖和分子育种等提供指导和支撑。  
      关键词：褪黑素;褪黑素合成酶;系统进化;生理功能;适应机制   
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      更新时间：2024-07-19

    • 罗剑文,钟创光,刘羿飞,黄欣如,黄昆,彭霏,殷梓宁,何昀泽,张以顺

      当前状态： 四校优先
      DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240099
      摘要：采用超高效液相色谱-四极杆串联飞行时间质谱（UFLC-QTOF-MS/MS）技术，以黄粉虫幼虫（Tenebrio molitor）作为模式生物，探索了一种在缺乏全面代谢物标准品的情况下发现和积累噁唑酰草胺（metamifop）代谢物色谱-质谱特征数据的新方法，并构建出噁唑酰草胺在黄粉虫中的代谢途径。研究显示从连续15 d定量摄食含噁唑酰草胺2 mg/g药饵的黄粉虫粪便提取物中发现了21种代谢产物，包括14种Ⅰ相代谢产物和7种Ⅱ相代谢产物。在Ⅰ相代谢产物中除单氧化噁唑酰草胺、精噁唑禾草酸、6-CBO、HPFMPA、HPPA和HFMPA已报道外，其余8种均为首次在生物体内发现。并发现这些I相代谢产物至少通过与氨基酸结合、与葡萄糖硫酸酯结合以及与硫酸酯结合3种途径进一步转化为相应的Ⅱ相代谢产物。  
      关键词：噁唑酰草胺（metamifop）;黄粉虫（Tenebrio molitor）;代谢产物;超高效液相色谱-四极杆串联飞行时间质谱（UFLC-QTOF-MS/MS）   
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      更新时间：2024-07-18

    • 廖纤,陶康,刘煜,李舒彤,党文刚

      DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240069
      摘要：为了研究碎石材料在周期性剪切荷载条件下的滑移特性，使用自主研发的多功能动剪试验机，对碎石试样施加恒定的法向应力，以及不同峰值、谷值和频率的水平方向周期性剪切应力，监测试样在加载过程中剪切位移随时间的变化情况，并分析剪切位移增量的变化情况以及整个加载期内剪切应力对应的能量密度。研究结果表明：周期性剪切应力引起的滑移特征与其峰值、谷值和频率有关；周期性剪切应力会导致碎石材料的滑移跃变，且出现滑移跃变点的条件与加载期内的能量密度有关，可根据能量密度范围将试样的滑移状态划分为三个区域，即稳定区、过渡区和跃变区。  
      关键词：碎石路基;周期性剪切应力;多功能动剪试验机;滑移特性;剪切位移;能量密度   
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      更新时间：2024-07-18

    • 徐春光,张源耕

      DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240173
      摘要：以钝锥模型为研究对象，采用热化学非平衡计算方法并结合可压缩 N-S方程、SST k-ω湍流模型，对钝锥模型肩部台阶喷流和头部逆向喷流流场进行了数值模拟。在考虑不同喷流压强、喷口位置和数量等因素的基础上，分析了主动式气膜冷却对等离子体鞘套的影响。结果表明：高超声速飞行器采用主动式气膜冷却技术时，喷口的数量、位置及喷流压强对等离子体密度均具有显著的影响。肩部的切向喷流可有效抑制模型壁面附近的等离子体密度，进而可能对高频电磁波的传输和目标雷达散射截面（RCS）产生影响。头部逆向喷流可显著改变等离子体的分布情况，不同的逆向喷流参数配置会导致明显的差异。  
      关键词：高超声速飞行器;等离子体鞘套;主动式气膜冷却;热化学非平衡;双温模型   
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      更新时间：2024-07-18
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