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基于WGCNA分析CPPU和TDZ对天工墨玉葡萄香气影响及关键基因挖掘
1
作者 郑婷 向江 +2 位作者 魏灵珠 吴江 程建徽 《浙江农业学报》 北大核心 2025年第2期311-320,共10页
为研究处理剂对无核葡萄香气的影响,以天工墨玉为试材,用氯吡脲(CPPU)和噻苯隆(TDZ)搭配赤霉素(GA3)处理花序,检测成熟果实香气组分和萜类代谢基因表达水平,结合转录组通过加权基因共表达网络分析(WGCNA)探析萜类组分的变化,筛选相关基... 为研究处理剂对无核葡萄香气的影响,以天工墨玉为试材,用氯吡脲(CPPU)和噻苯隆(TDZ)搭配赤霉素(GA3)处理花序,检测成熟果实香气组分和萜类代谢基因表达水平,结合转录组通过加权基因共表达网络分析(WGCNA)探析萜类组分的变化,筛选相关基因。结果表明,在成熟果实中共有35种香气组分,其中,萜类13种。处理后,特征物质——橙花醇、香叶醇和芳樟醇的含量显著(P<0.05)下降。萜类合成甲羟戊酸途径(mevalonate pathway,MVA)关键基因HMGR在处理后表达降低;2-甲基赤藓糖醇-4-磷酸路径(methylerythritol phosphate pathway,MEP)关键基因DXR在CPPU处理后呈下降-上升趋势,TDZ相反。WGCNA结果显示,芳樟醇、橙花醇和香叶醇聚在一起,与turquoise模块高度相关,关联到MYB44基因在处理后大幅下调,尤其TDZ处理后,与物质含量变化一致。研究结果为葡萄生产中CPPU和TDZ的使用提供了理论依据。 展开更多
关键词 葡萄 香气 氯吡脲(CPPU) 噻苯隆(TDZ) 加权基因共表达网络分析(WGCNA)
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基于转录组分析挖掘影响甘蓝型油菜含油量积累的候选基因
2
作者 李文 姚敏 +5 位作者 贺丹 邱萍 何昕 熊兴华 刘忠松 钱论文 《华北农学报》 北大核心 2025年第5期47-54,共8页
为了明晰甘蓝型油菜油脂积累的调控网络,选育高含油量油菜品种。以4个油菜自交系材料开花后25,35,45 d的种子转录组数据为样本,基于转录组和关联分析结合挖掘影响含油量的候选基因。转录组分析检测到1 530个基因在3个不同时期都存在差... 为了明晰甘蓝型油菜油脂积累的调控网络,选育高含油量油菜品种。以4个油菜自交系材料开花后25,35,45 d的种子转录组数据为样本,基于转录组和关联分析结合挖掘影响含油量的候选基因。转录组分析检测到1 530个基因在3个不同时期都存在差异表达,其中包括986个上调表达基因和544个下调表达基因。对这些差异表达基因进行GO富集分析,检测到83个油脂合成基因,79个油脂降解基因,21个油脂转运基因和80个转录因子。对差异表达转录因子进一步分析,检测到Bn TT8、Bn GL2、BnNAC082等基因。结合50份重测序甘蓝型油菜在2 a 3个不同区域的含油量表型,利用全基因组关联分析(GWAS)检测到BnNAC082-A03基因外显子区域的4个SNP与含油量显著关联,并检测到该基因区域存在2个单体型等位基因且BnNAC082-A03_Hap1对应材料的含油量显著高于BnNAC082-A03_Hap2对应材料。利用分析获得的转录组数据构建共表达网络,在子网络中检测到BnNAC082-A03与Bn TT8-A09和Bn GL2-C06直接相连,形成了影响种子油脂积累的潜在分子调控网络。 展开更多
关键词 甘蓝型油菜 含油量 转录组分析 共表达网络 全基因组关联分析
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结合GWAS和WGCNA挖掘油菜种子次生休眠候选基因
3
作者 刘福霞 刘磊 +10 位作者 白姝雯 古炫炫 吴桂琴 王旭 于文庚 李伟强 谷玉娟 孙慧 丁福全 吴德鹏 赵祥祥 《中国油料作物学报》 北大核心 2025年第3期601-615,共15页
次生休眠特性是油菜地下种子库长期存在以及自生苗繁衍的重要原因,直接影响油菜的生产安全。为定位油菜种子次生休眠的遗传位点,以106份甘蓝型油菜种质资源作为研究群体,采用油菜90 K芯片对自然群体进行基因分型,共获得29968个高质量的... 次生休眠特性是油菜地下种子库长期存在以及自生苗繁衍的重要原因,直接影响油菜的生产安全。为定位油菜种子次生休眠的遗传位点,以106份甘蓝型油菜种质资源作为研究群体,采用油菜90 K芯片对自然群体进行基因分型,共获得29968个高质量的单核苷酸多态性(SNP)标记,对3年次生休眠表型进行全基因组关联分析,最终共定位到24个与油菜次生休眠显著相关的位点。同时,基于次生休眠特性差异显著的两份材料的转录组数据,进行了加权基因共表达网络分析。结合全基因组关联分析和加权基因共表达网络分析两种策略,共鉴定到52个油菜种子次生休眠候选基因,为加速甘蓝型油菜种子次生休眠的遗传改良提供了资源。 展开更多
关键词 甘蓝型油菜 次生休眠 自然群体 全基因组关联分析 加权基因共表达网络分析
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风险扰动视角下中欧班列运输网络韧性评估 被引量：1
4
作者 冯芬玲 方源 +1 位作者 张泽 董开云 《交通运输系统工程与信息》 北大核心 2025年第2期338-351,共14页
中欧班列涉及多地区跨国运输,安全管理面临高度不确定性和复杂性。为提升中欧班列运输网络的风险防控能力,本文结合网络流理论与韧性理论,采用熵权-优劣解距离(TOPSIS)法评估节点风险,并将其融入网络加权扰动过程;引入虚拟弧表示扰动下... 中欧班列涉及多地区跨国运输,安全管理面临高度不确定性和复杂性。为提升中欧班列运输网络的风险防控能力,本文结合网络流理论与韧性理论,采用熵权-优劣解距离(TOPSIS)法评估节点风险,并将其融入网络加权扰动过程;引入虚拟弧表示扰动下的未满足运输需求,构建风险扰动下的货流分配模型;以全局网络效率为结构指标,以货流保留比为功能指标,从结构与功能双视角量化不同扰动节点与扰动规模下中欧班列运输网络的韧性表现,并提出相应的韧性优化策略。结果表明:中欧班列运输网络自身具有一定的风险化解能力,单节点发生扰动时,74.36%的节点给网络带来的结构损失小于1%,53.45%的节点功能损失小于1%,网络中的低韧性节点主要分布在西部出境通道、集结中心与新亚欧大陆桥沿线;中欧班列运输网络的功能韧性比结构韧性更容易受到风险扰动影响,且其恢复过程呈现出非线性特征;韧性提升方面,本文提出的基于风险和韧性聚类的综合保护策略可以使网络在应对大规模扰动时韧性表现同比提升38.24%,效果优于基于节点风险大小的传统节点保护策略。研究成果可为中欧班列网络韧性评估与抗风险能力提升提供参考。 展开更多
关键词 铁路运输 网络韧性 韧性三角理论 中欧班列 风险扰动 复杂网络
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融合关键区域信息的双流网络视频表情识别
5
作者 孔英会 崔文婷 +1 位作者 张珂 车辚辚 《智能系统学报》 北大核心 2025年第3期658-669,共12页
人脸表情识别是计算机视觉领域中的一个重要研究课题,而视频中的表情识别在很多场景下具有实用价值。视频序列包含丰富的帧内空间信息与帧间时间信息,同时面部关键区域的提取也对表情识别结果有重要影响,本文提出一种融合关键区域信息... 人脸表情识别是计算机视觉领域中的一个重要研究课题,而视频中的表情识别在很多场景下具有实用价值。视频序列包含丰富的帧内空间信息与帧间时间信息,同时面部关键区域的提取也对表情识别结果有重要影响,本文提出一种融合关键区域信息的双流网络表情识别方法。构建空间-时间双流网络,其中空间网络分支结合面部运动单元和CSFA(channel-spatial frame attention),重点关注影响表情识别结果的面部关键区域,以实现空间特征的有效提取;时间分支通过Farneback提取光流获得帧间的表情运动信息,并借助空间关键区域掩模选取降低光流计算复杂度。对空间-时间双流网络识别结果进行决策融合,得到最终视频表情识别结果。该方法在eNTERFACE'05、CK+数据集上进行实验测试,结果表明本文所提方法可有效提升识别精度,且提高了运行效率。 展开更多
关键词 视频表情识别 双流网络 注意力机制 光流 卷积神经网络 掩模 特征融合 面部表情识别
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基于灰色-BP神经网络的高铁快运量预测
6
作者 杨向飞 陈钰 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第8期66-74,122,共10页
随着绿色物流的推进,“高铁+快递”货运模式的应用价值逐渐凸显,其运量的精准预测对于铁路运力优化具有现实意义。以甘青宁地区为例,通过灰色关联度分析法从15个初始指标中筛选出关键影响因素,构建了基于灰色-BP神经网络的组合预测模型... 随着绿色物流的推进,“高铁+快递”货运模式的应用价值逐渐凸显,其运量的精准预测对于铁路运力优化具有现实意义。以甘青宁地区为例,通过灰色关联度分析法从15个初始指标中筛选出关键影响因素,构建了基于灰色-BP神经网络的组合预测模型。研究结果表明:相较于GM(1,1)和ARIMA模型,该组合模型的预测精度提升显著;通过建立包含经济性、时效性、环保性等7个维度的Logit模型,揭示了高铁快运分担率随运距变化的倒U型曲线特征,优势运距区间为400~1000 km;基于上述模型,测算出该区域未来三年的高铁快运量预测值,为铁路部门运力配置提供数据支撑。 展开更多
关键词 交通运输工程 高铁快运 灰色-BP神经网络 快运量预测 高铁分担率
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翅果油树脂肪酸合成的分子调控机制 被引量：2
7
作者 李倩倩 胡晓艳 +3 位作者 冯宇奇 李昊炀 张建国 杜淑辉 《森林与环境学报》 北大核心 2025年第1期91-100,共10页
翅果油树是重要的木本油料树种,其种仁中油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸含量高,但目前翅果油树脂肪酸生物合成分子调控机制尚不清楚。以不同发育期翅果油树种仁为对象,采用气相色谱-质谱法(GC-MS)和转录组学方法,解析翅果油树种仁脂肪酸含... 翅果油树是重要的木本油料树种,其种仁中油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸含量高,但目前翅果油树脂肪酸生物合成分子调控机制尚不清楚。以不同发育期翅果油树种仁为对象,采用气相色谱-质谱法(GC-MS)和转录组学方法,解析翅果油树种仁脂肪酸含量动态变化规律及其合成与调控机制。结果表明:发育末期不饱和脂肪酸占翅果油树种仁脂肪酸总量的90%以上。其中,油酸、亚油酸含量高达56.03、56.69 mg·g^(-1),分别占脂肪酸总量的42.35%、42.85%。转录组学分析表明:436个基因参与脂质代谢相关途径,其中178个基因直接参与脂肪酸生物合成,2735个基因参与碳水化合物代谢相关途径。加权基因共表达网络分析(WGCNA)结果表明,MEturquoise模块与油酸、亚油酸含量呈显著正相关(P<0.05)。共表达网络分析表明,转录因子EmWRI1是翅果油树脂肪酸生物合成的重要调控因子。 展开更多
关键词 翅果油树 油脂积累 加权基因共表达网络分析 共表达网络分析 转录因子EmWRI1
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深度度量注意力混合模型表情识别方法
8
作者 姚丽莎 《计算机工程与应用》 北大核心 2025年第7期245-254,共10页
深度学习网络在人脸表情识别中已广泛采用,但因表情图像复杂多变,受光照、个体差异等各个因素的影响,现有方法的识别效果有待提高。为了提高深度学习网络的表达能力,在深度学习网络中,结合面部关键区域的位置特征,提出融合位置信息的深... 深度学习网络在人脸表情识别中已广泛采用,但因表情图像复杂多变,受光照、个体差异等各个因素的影响,现有方法的识别效果有待提高。为了提高深度学习网络的表达能力,在深度学习网络中,结合面部关键区域的位置特征,提出融合位置信息的深层注意力反馈机制卷积神经网络模型。同时,由于表情特征的类间差异小,为了提高分类器的分类学习能力,引入度量学习方法增强特征的判别性,使同类之间的距离减小,异类之间的距离加大。通过度量学习将面部表情图像的特征映射到具有表情判别性的新的特征空间中,由此判断各表情样本的表情类别。对原图进行人脸检测,确定人脸裁剪出人脸关键区域,去除头发、背景等因素的干扰;通过深层注意力反馈机制的CNN模型对人脸关键区域进行特征学习,学习获得面部表情深度特征,之后引入判别性度量学习方法,通过度量矩阵将特征向量映射为新的学习后的特征向量;将提取的样本表情特征送入全连接层并通过Softmax分类器识别划分到预先定义好的7种基本表情。在CK+和RAF-DB数据库的实验表明,该方法取得了98.69%和87.68%的平均识别率,提高了分类器的分类学习能力。 展开更多
关键词 深度注意力 表情识别 卷积神经网络 度量学习
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结合多区域特征和特征融合的微表情识别
9
作者 曹春萍 张迪 《小型微型计算机系统》 北大核心 2025年第8期1986-1992,共7页
微表情运动微弱、短暂和局部化的特点,使得难以从微表情视频序列中相关的局部区域中提取有效特征,进而导致准确识别微表情变得十分困难.针对上述问题,基于残差网络和长短期记忆网络,提出一种结合多区域特征提取模块(Multi-region Featur... 微表情运动微弱、短暂和局部化的特点,使得难以从微表情视频序列中相关的局部区域中提取有效特征,进而导致准确识别微表情变得十分困难.针对上述问题,基于残差网络和长短期记忆网络,提出一种结合多区域特征提取模块(Multi-region Feature Extraction Module,MFEM)和多层特征融合模块(Multi-level Feature Fusion Module,MFFM)的微表情识别方法.首先,对微表情视频序列采用欧拉视频放大算法实现运动增强得到灰度序列,并结合TV-L1光流法的光流序列作为输入.有效特征提取阶段中,利用MFEM模块提取多个相关的局部区域中的显著特征,增强网络提取有效特征的能力;通过MFFM模块减少信息丢失,产生更综合的特征,提高模型学习微表情特征的能力;然后进行时序建模并分类.在casme2和samm数据集上进行实验,准确率分别达到84.959%、74.265%,UF1分别为0.855和0.604,优于现有方法. 展开更多
关键词 微表情识别 残差网络 多区域特征提取 多层特征融合
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考虑枢纽拥堵和网络中断影响的快递网络优化设计 被引量：1
10
作者 田帅辉 孙家正 陈坚 《计算机工程与应用》 北大核心 2025年第13期368-377,共10页
为缓解快递网络转运枢纽的拥堵以及降低网络中断后的影响,以传统的轴辐式网络结构为基础,考虑由于枢纽拥堵产生的拥堵代价和拥堵时间,引入备份枢纽策略保障网络能够在中断后继续运行,以最小化正常和枢纽失效下的网络总期望成本为目标,... 为缓解快递网络转运枢纽的拥堵以及降低网络中断后的影响,以传统的轴辐式网络结构为基础,考虑由于枢纽拥堵产生的拥堵代价和拥堵时间,引入备份枢纽策略保障网络能够在中断后继续运行,以最小化正常和枢纽失效下的网络总期望成本为目标,建立了考虑枢纽拥堵和失效影响的快递网络优化模型。针对选址问题特点以及传统遗传算法深度搜索能力较弱的问题,设计了具有6种邻域结构的变邻域遗传算法(variable neighborhood genetic algorithm,VNGA),并基于Turkey网络数据集进行求解。在节点数为15的算例下,VNGA与粒子群算法、模拟退火算法求解结果的平均Gap值分别为-3.99%、-2.55%。最后对模型在两种不同情形下的结果进行分析,结果表明,同时考虑枢纽拥堵和失效影响的快递网络更为可靠。 展开更多
关键词 快递网络设计 拥堵控制 枢纽失效 变邻域遗传算法
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基于扩展局部二值模式的多尺度人脸表情识别方法
11
作者 胡黄水 戚星烁 +1 位作者 王出航 王玲 《吉林大学学报(理学版)》 北大核心 2025年第5期1427-1436,共10页
针对人脸表情识别在复杂环境下姿态和光照鲁棒性差的问题,提出一种融合扩展局部二值模式和多尺度网络结构的人脸表情识别方法.该方法通过扩展传统局部二值模式的感受野并增强像素间的空间联系,减少光照对人脸表情识别的噪声干扰;通过将... 针对人脸表情识别在复杂环境下姿态和光照鲁棒性差的问题,提出一种融合扩展局部二值模式和多尺度网络结构的人脸表情识别方法.该方法通过扩展传统局部二值模式的感受野并增强像素间的空间联系,减少光照对人脸表情识别的噪声干扰;通过将特征图在通道维度均匀分为若干子集并利用不同数量相同卷积块的方式提取特征图的多尺度特征,有效处理人脸姿态变化.在数据集Fer2013和RAF-DB上的实验结果表明,该方法可有效提高人脸表情识别的准确率和鲁棒性,为复杂环境下的人脸表情识别提供了有效解决方案. 展开更多
关键词 人脸表情识别 局部二值模式 多尺度网络 卷积神经网络
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基于WGCNA揭示贝沙罗汀通过调控c-Myc通路抑制双打击淋巴瘤的机制
12
作者 何田田 李泓毅 +6 位作者 耿杰 侯传东 张虹 张辉 赵鹏 卢学春 贺培风 《中国肿瘤生物治疗杂志》 北大核心 2025年第7期716-722,共7页
目的:基于加权基因共表达网络分析(WGCNA)探讨贝沙罗汀治疗双打击淋巴瘤(DHL)的分子机制,为DHL治疗提供潜在靶点和实验依据。方法:从基因表达综合数据库(GEO)下载GSE44164和GSE43677表达谱数据集,筛选出差异表达基因(DEG)。采用WGCNA识... 目的:基于加权基因共表达网络分析(WGCNA)探讨贝沙罗汀治疗双打击淋巴瘤(DHL)的分子机制,为DHL治疗提供潜在靶点和实验依据。方法:从基因表达综合数据库(GEO)下载GSE44164和GSE43677表达谱数据集,筛选出差异表达基因(DEG)。采用WGCNA识别与DHL相关的基因模块,构建蛋白质相互作用(PPI)网络以筛选关键基因。通过药物预测平台EpiMed进行关联分析以确定DHL的潜在靶向治疗药物。利用CCK-8法和WB法检测贝沙罗汀对DHL细胞增殖及关键蛋白表达的影响,通过流式细胞术评估贝沙罗汀诱导细胞凋亡的效果。结果:WGCNA识别出与DHL高度相关的碧绿色模块,在PPI网络中筛选出10个枢纽基因,包括COL1A2、COL3A1、MMP2、COL5A2、DCN、BGN、FN1、MMP9、FBN1和LUM。药物关联分析确定贝沙罗汀为潜在治疗药物。体外实验显示,贝沙罗汀显著抑制U2932细胞活力(P<0.05)、促进细胞凋亡(P<0.001)、下调细胞中c-Myc和COL1A2的表达(均P<0.05)。结论:贝沙罗汀可能通过抑制c-Myc信号通路及调控细胞外基质相关基因发挥抗DHL作用,其体内疗效及联合治疗潜力需进一步验证。 展开更多
关键词 双打击淋巴瘤 贝沙罗汀 基于加权基因共表达网络分析 生物标志物 分子机制
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哈尔滨越冬栽培的芍药根茎耐寒生理测定和关键基因筛选
13
作者 王琪瑶 李丹青 +5 位作者 郭俊宏 陈晓璇 陈炀 夏宜平 张佳平 刘志洋 《浙江大学学报(农业与生命科学版)》 北大核心 2025年第1期148-163,共16页
芍药(Paenonia lactiflora Pall.)是我国传统名花,研究其耐寒机制对培育新品种、扩大推广范围具有重要意义。本研究采用我国集中产业化生产的最南方且低海拔的芍药‘杭白芍’和在哈尔滨引种表现最优的北方品种‘红绫赤金’作为实验材料... 芍药(Paenonia lactiflora Pall.)是我国传统名花,研究其耐寒机制对培育新品种、扩大推广范围具有重要意义。本研究采用我国集中产业化生产的最南方且低海拔的芍药‘杭白芍’和在哈尔滨引种表现最优的北方品种‘红绫赤金’作为实验材料,栽培于哈尔滨露地条件下过冬,通过生理观测、转录组测序和基因定量表达分析,研究芍药根茎在极寒天气冻土层之下的冷胁迫生理和分子响应情况。结果显示:随着冬季温度逐渐降低,‘红绫赤金’根茎中的可溶性糖、脱落酸、生长素、细胞分裂素含量相较于‘杭白芍’显著增加,而赤霉素含量则降低;组学分析表明,与淀粉和蔗糖代谢、植物-病原体互作、植物激素信号转导等通路相关的基因在2个品种间发生显著的差异性表达;共表达分析表明,脱水反应元件结合蛋白2A基因(dehydration-responsive element-binding protein 2A gene,DREB2A)、富含半胱氨酸类受体激酶8基因(cysteine-rich receptor-like kinase 8 gene, CRK8)、热激蛋白90.1基因(heat shock protein 90.1 gene, HSP90.1)等可能在调控芍药应对冷胁迫中发挥关键作用。本研究可初步揭示芍药应对极寒天气下的冷胁迫关键响应基因,为后续的基因功能、基因互作研究奠定基础,并为培育能够在我国最高纬度地区广泛栽培繁殖的芍药耐寒新品种作出贡献。 展开更多
关键词 芍药 冷胁迫 根茎 耐寒生理 转录组 加权基因共表达网络分析
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基于广泛靶向代谢组学研究外源酶对夏绿茶茶汤苦涩味的影响
14
作者 陈善敏 罗红玉 +3 位作者 常睿 王奕 袁林颖 杨娟 《食品与发酵工业》 北大核心 2025年第13期196-203,共8页
夏季绿茶比春绿茶苦涩味重,滋味品质差,而外源酶能改善茶汤口感,但其关键化合物仍不明晰。为探明外源酶在改善夏季绿茶茶汤口感的作用及其关键代谢物,该研究采用感官审评、电子舌和广泛靶向代谢组学对经纤维素酶、单宁酶及其复合酶处理... 夏季绿茶比春绿茶苦涩味重,滋味品质差,而外源酶能改善茶汤口感,但其关键化合物仍不明晰。为探明外源酶在改善夏季绿茶茶汤口感的作用及其关键代谢物,该研究采用感官审评、电子舌和广泛靶向代谢组学对经纤维素酶、单宁酶及其复合酶处理后的茶汤中滋味特性和代谢物进行了分析。感官评价和电子舌结果表明,所有酶处理组的苦味和涩味预测浓度均显著低于对照组(P<0.05),纤维素酶-单宁酶复合(cellulase-tannase treatment,CTT)处理组在改善夏绿茶茶汤苦涩味方面效果最好。利用代谢组学共鉴定到576种代谢物,其中192种差异代谢物是参与外源酶处理的关键代谢物。对代谢物及茶汤滋味特性进行加权基因共表达网络分析,结果表明,CTT处理可能产生了4种呈甜味物质(根皮素、乳糖醇、异甘草素和阿斯巴甜)和1种呈甜香化合物(1-苯乙醇)来改善夏季绿茶茶汤苦涩味。该研究解释了外源酶可能通过增加呈甜味(香)物质的含量来改善夏季绿茶茶汤的口感,可为茶汤滋味品质改善、茶饮料滋味的精确调控和夏季鲜叶资源的合理利用提供理论依据。 展开更多
关键词 夏季绿茶茶汤 外源酶 广泛靶向代谢组学 加权基因共表达网络分析
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基于GEO数据库芯片筛选支气管哮喘的关键基因及生物信息学分析
15
作者 周未来 李俊 +2 位作者 赵泰安 李莹 贺淼 《中国免疫学杂志》 北大核心 2025年第2期287-294,共8页
目的:利用生物信息学方法寻找与哮喘发病相关的关键基因并讨论其分子机制。方法:对GSE143303芯片数据进行加权基因共表达网络分析(WGCNA),筛选出与哮喘发病显著相关的模块,并对模块基因进行蛋白质相互作用(PPI)网络分析、功能及通路富... 目的:利用生物信息学方法寻找与哮喘发病相关的关键基因并讨论其分子机制。方法:对GSE143303芯片数据进行加权基因共表达网络分析(WGCNA),筛选出与哮喘发病显著相关的模块,并对模块基因进行蛋白质相互作用(PPI)网络分析、功能及通路富集分析。将WGCNA分析结果与差异表达基因取交集得到关键基因,使用miRDB、miRwalk数据库预测关键基因的上游miRNAs,并利用Cytoscape构建关键mRNA-miRNA调控网络。利用GSE147878数据集对关键基因表达量进行验证,依据ROC曲线评估关键基因的诊断价值。结果:magenta模块和purple模块基因与哮喘显著相关,主要涉及Wnt信号通路、细胞黏附等。共得到13个关键基因,包括ATP6V1G1、TXNDC17、NDUFA4、RHOA、SEC61B、RPS3A、PSMC5、GSPT1、MBP、SMARCC2、GNL3L、RPL7L1、RAD21及其潜在的miRNA-mRNA调控网络。结论:ATP6V1G1、GSPT1、SEC61B等关键基因在支气管哮喘中起重要作用,并具有一定的临床诊断价值。 展开更多
关键词 支气管哮喘 支气管镜管腔内活检 加权基因共表达网络分析 微小RNA
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通过加权基因共表达网络和机器学习识别心力衰竭发展中的关键基因
16
作者 范诗语 马克涛 张幼怡 《石河子大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期569-579,共11页
目的本研究旨在通过加权基因共表达网络分析(weighteal gene co-expression network analysis,WGCNA)以及机器学习算法鉴定心力衰竭(heart failure,HF)发展过程中的关键基因。方法从GEO数据库中获得数据集GSE141910作为训练集,GSE17800... 目的本研究旨在通过加权基因共表达网络分析(weighteal gene co-expression network analysis,WGCNA)以及机器学习算法鉴定心力衰竭(heart failure,HF)发展过程中的关键基因。方法从GEO数据库中获得数据集GSE141910作为训练集,GSE17800和GSE79962作为验证集。通过WGCNA以及3种机器学习算法筛选出与HF相关的关键基因。在线单细胞转录组学数据库分析关键基因在心脏中的细胞分布。免疫浸润分析关键基因与心脏免疫细胞丰度的相关性。使用ROC曲线下面积(area under curve,AUC)评估关键基因与HF的相关性。数据集GSE17800和GSE79962对筛选到的关键基因进行验证。对关键基因在主动脉功缩窄术(TAC)构建的小鼠心力衰竭模型以及血管紧张素Ⅱ(ANGⅡ)诱导的成纤维细胞转分化模型中的表达进行了qPCR验证。结果通过WGCNA结合机器学习筛选到3个关键基因,分别是FRZB,ITIH5和SEZ6L。单细胞组学检索结果显示:FRZB,ITIH5和SEZ6L均高表达于心脏成纤维细胞。免疫浸润分析显示FRZB,ITIH5和SEZ6L的表达与成纤维细胞的数量呈正相关且在HF组中3个基因与成纤维细胞的相关性相较于CON组明显升高。ROC曲线分析显示FRZB,ITIH5和SEZ6L对HF鉴别诊断AUC分别为(0.989,0.973,1.000)。在数据集GSE17800中的验证结果显示,FRZB,ITIH5和SEZ6L在扩张性心肌病患者(dilated cardiomyopathy,DCM)组中表达明显上调,在数据集GSE79962中,FRZB,ITIH5在DCM组中明显上调。qPCR结果发现,小鼠心力衰竭模型以及ANGⅡ诱导的成纤维细胞转分化模型中FRZB,ITIH5和SEZ6L表达都明显增加。结论在HF的发生发展中,FRZB,ITIH5和SEZ6L可能作为关键基因参与到HF发生发展中。 展开更多
关键词 心力衰竭 心脏纤维化 加权基因共表达网络分析 机器学习 关键基因
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基于WGCNA的忍冬盐胁迫响应调控网络分析及核心基因发掘
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作者 黄璐瑶 侯丛哲 +4 位作者 刘振华 段童瑶 李壮壮 王彬 李佳 《山东农业科学》 北大核心 2025年第9期9-21,共13页
加权基因共表达网络分析(WGCNA)是一种经典的系统生物学分析方法,可用于鉴定协同表达的基因模块,探索模块与目标性状的生物学相关性,挖掘模块中的核心基因。本研究收集300 mmol·L^(-1)NaCl处理0、12、24、48、72 h的忍冬(Lonicera ... 加权基因共表达网络分析(WGCNA)是一种经典的系统生物学分析方法,可用于鉴定协同表达的基因模块,探索模块与目标性状的生物学相关性,挖掘模块中的核心基因。本研究收集300 mmol·L^(-1)NaCl处理0、12、24、48、72 h的忍冬(Lonicera japonica Thunb.)叶片的15份转录组数据,利用WGCNA方法鉴定忍冬响应盐胁迫的基因共表达网络模块,共得到8个共表达网络模块。其中Brown和Black模块的基因表达模式随NaCl处理时间的延长均表现为由负到正的变化趋势,且两模块的特征向量(ME)之间相关性较高,说明Brown和Black模块是忍冬抗盐相关特异性模块。通过计算模块内基因的连通性挖掘得到Black模块4个核心基因及Brown模块10个核心基因,功能注释表明这些基因可能在忍冬抗盐过程中发挥着重要作用。基因相对表达量分析结果显示,多数核心基因表达量与胁迫时间呈反比,表现为在盐胁迫12 h时表达量增加,而后降低;表达量在盐胁迫12 h时显著增加的核心基因Ljap00036010、Ljap00006511和Ljap00032341均参与植物光响应途径,说明核心基因可能通过快速转录在忍冬盐胁迫应答早期发挥功能,尤其是光响应途径的快速应答。本研究结果提供了对忍冬响应盐胁迫调控网络的进一步了解,对选育耐盐碱植物适应盐碱地、发展金银花产业和盐碱地开发利用至关重要,但核心基因的功能和作用机制还有待深入研究。 展开更多
关键词 忍冬 盐胁迫响应 加权基因共表达网络分析(WGCNA) 基因模块 核心基因
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背根神经节吗啡耐受核心基因筛选与机制研究:加权基因共表达网络分析和机器学习的转录组学整合策略
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作者 禹志远 董海平 +1 位作者 高楠 马柯 《上海交通大学学报(医学版)》 北大核心 2025年第10期1308-1319,共12页
目的·开发一种多算法协同的计算生物学策略,构建吗啡耐受外周神经调控网络的预测模型,并筛选高置信度候选靶标。方法·构建不同吗啡用药时长的小鼠模型,采集其背根神经节(dorsal root ganglion,DRG)组织开展批量RNA测序,以表... 目的·开发一种多算法协同的计算生物学策略,构建吗啡耐受外周神经调控网络的预测模型,并筛选高置信度候选靶标。方法·构建不同吗啡用药时长的小鼠模型,采集其背根神经节(dorsal root ganglion,DRG)组织开展批量RNA测序,以表达矩阵为基础构建加权基因共表达网络,用于识别共表达基因模块。随后,通过整合加权基因共表达网络与差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)筛选候选基因,并对候选基因开展基因本体论(Gene Ontology,GO)、京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)功能富集分析。同时,构建候选基因蛋白质相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络并应用cytoHubba算法识别获得枢纽基因。整合最小绝对收缩与选择算子(least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)回归、支持向量机递归特征消除(support vector machine recursive feature elimination,SVM-RFE)模型及随机森林(random forest,RF)模型3种机器学习算法筛选获得特征基因。最终通过基因集富集分析(gene set enrichment analysis,GSEA)验证枢纽基因和特征基因的功能特征。结果·加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)鉴定出8297个关键模块基因,结合DEGs筛选获得177个候选基因,功能富集分析显示它们显著参与离子通道调控及血管平滑肌收缩通路的生物学过程。结合PPI网络与3种机器学习算法,最终识别出4个特征基因[肌动蛋白γ2(actinγ2,smooth muscle,Actg2)、中心粒卷曲螺旋蛋白110(centriolar coiled-coil protein 110,Ccp110)、神经细胞黏附分子2(neural cell adhesion molecule 2,Ncam2)、硒结合蛋白1(selenium binding protein 1,Selenbp1)]及6个枢纽基因[肌动蛋白α2(actinα2,smooth muscle,Acta2)、血管性血友病因子(von Willebrand factor,Vwf)、细胞通信网络因子2(cellular communication network factor 2,Ccn2)、整合素β4(integrinβ4,Itgb4)、整合素α11(integrinα11,Itga11)、TEK受体酪氨酸激酶(TEK receptor tyrosine kinase,Tek)]。结论·成功构建了多算法协同的吗啡耐受外周神经调控网络预测模型,共筛选出10个高置信度核心基因。 展开更多
关键词 吗啡耐受 背根神经节 转录组测序 加权基因共表达网络分析 差异表达基因 机器学习
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澳洲异尾涡虫再生过程的基因共表达网络及关键基因的调控模式分析
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作者 蒲忠棋 姚立杰 +2 位作者 常欣瑶 孙雪 李语丽 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第11期73-88,共16页
针对原始双侧对称动物再生机制尚不明晰的现状,为解析澳洲异尾涡虫(Heterochaerus australis)这一无肠目(Acoela)典型动物再生过程分子机制的关键科学问题,本研究基于澳洲异尾涡虫各再生时期的头部组织与尾部组织表达谱数据,使用加权基... 针对原始双侧对称动物再生机制尚不明晰的现状,为解析澳洲异尾涡虫(Heterochaerus australis)这一无肠目(Acoela)典型动物再生过程分子机制的关键科学问题,本研究基于澳洲异尾涡虫各再生时期的头部组织与尾部组织表达谱数据,使用加权基因共表达网络分析(Weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)技术,解析了头部组织与尾部组织再生过程中共有的关键基因调控网络。通过基因差异表达分析以及基因共表达模块相似性分析,鉴定出头部组织与尾部组织相似的基因共表达模块。基于KEGG功能分析发现,这些模块的基因参与细胞增殖、DNA复制、细胞能量平衡维持以及细胞异常增殖抑制等生物学过程,这表明这些模块共同保障澳洲异尾涡虫头部组织与尾部组织的正确再生。进一步,通过细分基因共表达网络子模块枢纽基因的功能以及表达模式,本研究揭示了澳洲异尾涡虫再生过程中头部组织与尾部组织共有的基因调控网络的级联表达模式。 展开更多
关键词 澳洲异尾涡虫 加权基因共表达网络分析(WGCNA) 转录组 再生 基因共表达模块 枢纽基因 差异表达基因
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基于高铁的多式联运网络设计与运力调度联合优化
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作者 张得志 李正阳 +1 位作者 符宏葵 周赛琦 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第8期3364-3376,共13页
随着“十四五”规划推进铁路快运和绿色低碳转型,高铁凭借其运力大、速度快和低碳排放的优势,在现代物流体系中展现出巨大潜力,研究高铁参与下的多式联运网络优化具有重要意义。然而,高铁在枢纽网络设计与运力调度联合优化中的研究仍不... 随着“十四五”规划推进铁路快运和绿色低碳转型,高铁凭借其运力大、速度快和低碳排放的优势,在现代物流体系中展现出巨大潜力,研究高铁参与下的多式联运网络优化具有重要意义。然而,高铁在枢纽网络设计与运力调度联合优化中的研究仍不足。通过综合考虑多式联运时空衔接、运输方式碳排放差异及枢纽使用成本等因素,以探讨高铁参与下的临时枢纽选址、需求分配与运力调度联合优化问题。以最小化枢纽使用成本、运输成本、转运成本和碳排放成本之和为目标构建模型,并采用基于Frank-Wolfe算法和Slope Scaling策略的L-SHADE算法进行求解。通过对中国200个主要城市的综合运输网络数据集进行数值实验,分析不同规模网络下各运输方式的参与程度及其对网络结构的影响。研究结果表明:1)所提算法显著优于Gurobi,对于小规模网络能在115 s内获得更优解,对于大规模网络也能在半小时内完成收敛;2)在日均业务量较大的城市群中,由于航空覆盖率高,最优方案主要依托航空运输构建快速干线运输体系;3)在更大城市规模的网络优化中,高铁网络的广泛覆盖优势得到充分利用,最优方案主要依托高铁运输构建快速干线运输体系。研究成果不仅为多式联运网络设计和高铁快运服务的线路开发提供参考依据,也为落实国家推进铁路快运发展、构建绿色高效的现代综合交通运输体系提供了理论支撑。 展开更多
关键词 多式联运网络 高铁快运 枢纽选址 运力调度 L-SHADE算法
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