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cg技術論文范文第1篇

1.1農業經濟增長內生性影響因素的理論分析下面從理論角度分析內生性影響因素對農業經濟發展的影響機制：

（1）物質資本和土地。資本常指在生產過程中涉及到的各種生產資料，包括生產場所、勞動工具等，對于農業經濟發展，農業資本指為進行農業生產所投入的各種生產資料的總和，包括用種量、農藥和化肥等。顯然，農藥化肥和其他各類農資產品的使用對農業生產至關重要。作為一種特殊的物質資本形式，土地在農業生產過程中的作用尤為顯著。一般而言，隨著農業機械化的發展和農業基礎設施的改善，勞動力擁有的農業機器設備越多，土地面積越廣闊，勞動生產率提高得越快。

（2）人力資本。人力資本對農業經濟增長具有非常重要的作用。人力資本理論認為，勞動投入應當是“勞動力數量”與“勞動力素質”的綜合反映。勞動力素質往往與勞動力接受的教育程度和與職業相關的培訓程度有關。勞動的不斷積累會使得勞動本身產生遞增收益；勞動質量的提高會使得勞動以外的因素如資本等產生遞增收益，提高生產效率，增加其他生產要素的邊際產出，同時會使得它們的單位成本下降。

（3）技術進步。科學技術是第一生產力，科技的發展對農業經濟增長起著推動作用。技術進步從三個方面影響農業經濟增長：第一，技術進步有利于促進農業經濟發展從傳統的“粗放式”轉變為現代的“集約式”；第二，在市場競爭中，技術可以幫助企業實現集約化經營，提高競爭力；第三，技術進步對經濟增長具有乘數效應，技術進步能夠促使產業內部生產要素優化配置，促使生產要素在不同產業之間不斷流動，從而實現跨產業的技術要素融合，改變產業結構。

1.2數據來源與變量選擇本文實證分析的數據來源于1996-2013年的《湖北統計年鑒》和《中國農村統計年鑒》。具體地，每個變量采用的指標及個別變量的近似替代詳述如下：

（1）農業經濟總產出（Y）：用“農林牧漁業總產值（單位：億元，當年價格）”指標來衡量；

（2）物質資本變量（K）：現有文獻對于“物質資本”的度量主要有兩種方法：一種是以“物質費用”近似替代，另一種是用“固定資產”近似替代。本文認為以“物質費用”近似替代農業資本更符合生產的實際情況，所以本文釆用“農業物質費用”這一指標衡量農業物質資本投入，選取“農林牧漁業中間消耗（單位：億元）”指標表示。根據現有文獻的研究結果及生產實際，預計物質資本投入與農業經濟增長正相關；

（3）土地變量（M）：用“當年農作物總播種面積（單位：萬畝）”指標來衡量。隨著湖北省城鎮化建設進程的不斷加快，農業用地勢必會受到一定程度的影響；同時，農用土地幾乎沒有大幅增加的可能，所以土地對農業經濟增長的影響有待通過進一步的定量分析來解決；

（4）勞動變量（L）：人力資本理論認為，勞動投入應當是“勞動力數量”與“勞動力素質”的綜合反映。本文釆用“教育存量法”對人力資本存量加以計量，由于無法獲取農業部門勞動力受教育程度數據，所以本文采取近似替代的處理方法。根據鄉村從業總人數（單位：萬人，來源《湖北統計年鑒》）及平均每百個勞動力文化狀況比（來源《中國農村統計年鑒》），加權加總得出人力資本總存量。其中“，平均每百個勞動力文化狀況比”將文化程度區分為文盲或半文盲、小學程度、初中程度、高中程度、中專程度、大專以上，本文根據每種受教育情況對應的實際受教育年限，對其分別賦值為0、6、9、12、12、16。綜合國內外研究現狀發現，農業經濟增長中存在著“人力資本陷阱”，結合湖北農村勞動力實際狀況，因此人力資本變量對農業經濟增長的影響有待進一步證實。

（5）技術進步變量（T）：本文用序數變量來反映技術進步的變化趨勢，即1995年T值為1，按年份依次遞增，2012年T值為18。農業經濟會隨著農業技術水平的提高而逐漸增長。

2擴展的Cobb-Douglas函數

Cobb-Douglas生產函數常用于分析經濟生產系統中投入與產出的數量關系，是一種應用較為廣泛的生產函數形式，近年來被大量應用于農業經濟研究領域。Cobb-Douglas函數的基本形式為，其中，Y表示產出量；A表示技術水平；K表示資本投入量；L表示勞動投入量；分別表示資本、勞動投入的生產彈性值。結合湖北省農業經濟的實際發展特點，本文設定農業經濟增長方程為擴展的Cobb-Douglas函數，即（1）其中，Y表示農業總產出，A表示技術水平，K表示物質資本因素，M表示土地因素，L表示人力資本因素，T表示技術變化趨勢，為隨機擾動項。為了將農業經濟增長方程作線性化處理，對模型（1）兩邊取對數得分別度量各種影響因素對農業總產出的影響大小，下面通過實證分析估計參數并給出合適的經濟學解釋。

3實證結果與分析

根據第二部分選取的變量指標與收集的數據以及第三部分對模型的設定，利用Stata/MP13.1軟件對模型進行測算。繪制各變量的趨勢變化如圖1所示，可見，隨著年份的推移，lnM、lnL變動幅度很小，呈現相對穩定的趨勢；lnY、lnK都隨著時間的增長而逐漸上升，并呈現“一致增長”的趨勢。畫出各解釋變量lnK、lnM、lnL相對于lnY的散點圖如圖2-圖4所示。圖2中，lnY與lnK高度正相關，lnY隨lnK幾乎呈“直線趨勢”變動；圖3中，lnY隨lnM變動的波動幅度較大，但從整體變化趨勢仍可以看出，lnY隨lnM的逐漸增加而增長，呈現正相關關系；圖4中，lnY隨lnL變動的波動幅度較大，變化率隨著時間的推移逐漸遞增。做出各變量的1階差分趨勢圖如圖5所示，2階差分趨勢圖。由圖可知，各變量的1階差分序列呈現不平穩序列趨勢,但它們的2階差分序列都表現為平穩序列趨勢。各變量的ADF檢驗結果見表1所示，由表1可知,變量lnY、lnK、lnM、lnL的水平序列與一階差分序列都非平穩，二階差分序列是平穩的。因此,該序列是2階單整序列。用OLS法對模型進行協整回歸，得農業經濟增長方程為：根據協整回歸的結果發現，各變量的系數符號基本與預期相符，lnK的系數在0.1%的水平上顯著，lnL的系數在1%的水平上顯著；，模型具有良好的擬合優度，并且，說明各解釋變量的變化能很好地解釋農業經濟增長的變化。作出該回歸的殘差圖，從殘差圖中可以看出殘差值較為平穩，模型的擬合的效果較好。

為進一步驗證水平序列lnY、lnK、lnM、lnL之間是否存在著確定的協整關系，對殘差序列進行ADF檢驗。殘差項的DF統計量值為-6.717<-2.66（01%顯著性水平下的臨界值），故可以在1%的水平上拒絕“殘差項存在單位根”的原假設，所以，殘差序列為平穩序列，即回歸變量之間存在著唯一的協整關系。根據回歸結果可知，lnK的系數為1.012且顯著，對農業經濟增長作用明顯，說明物質資本每增加1%，農業總產出會隨之增加1.012%，隨著農業生產中物質消耗的增多，農業經濟增長較快，且增長幅度更大，這比較符合傳統的農業經濟發展模式，表明湖北的農業發展還處于傳統農業階段；lnM的系數為0.104但不顯著，說明研究期間農作物總播種面積對農業經濟的變化沒有顯著影響，可能是因為農業經濟發展從土地要素獲得的動力已經十分微弱，與傳統的農業發展模式相比，現代農業經濟增長更多地依賴于農業技術的應用；lnL的系數為-1.168且顯著，對農業經濟增長作用明顯，說明人力資本每增加1%，農業總產出會隨之減少1.168%；說明隨著農村人力資本存量的增加，農業經濟不增反降。這很可能與湖北省的農村地區勞動力過剩或由于農業技術培訓不足等導致的農民素質過低有關，過剩的勞動力不能及時有序地從農業轉移到二、三產業，這反而給農業經濟增長造成了負擔，農業經濟發展效率低下，從而產生抑制效應；T（技術變化趨勢）的系數為0.00578但不顯著，系數符號符合理論分析的預期，不過，由于本文限于數據的可得性，對于技術變化趨勢的處理不太精確，其顯著性有待進一步驗證。

4結論與對策建議

本文基于湖北省農業經濟發展的實際情況，通過構建農業經濟增長模型——擴展的Cobb-Douglas函數實證研究了農業經濟內生性因素投入對總產出的影響。實證分析基于1996-2013年的《湖北統計年鑒》和《中國農村統計年鑒》的年度數據，測算了物質資本、土地面積、勞動力投入、技術進步四個內生性因素對農業經濟總產出的效應。具體結論如下：

（1）物質資本投入對農業經濟增長具有顯著的正效應，隨著農業生產中物質消耗的增多，農業經濟增長較快，且增長幅度更大，這比較符合傳統的農業經濟發展模式，表明湖北的農業發展還處于傳統農業階段；

cg技術論文范文第2篇

關鍵詞：手繪動畫 新媒體 藝術語言

當前，新媒體技術正在改變著社會，改變著現代人的生活觀念、生活方式以及生活節奏，人們的生活正在隨著網絡、計算機的普及應用發生著翻天覆地的變化。而由于新媒體技術本身的特質，這種改變不再是如工業革命一樣是單一方向的，而是多元的，互動的改變，各種審美趣味――娛樂的、低俗的、有品位的、富有情感的都交融在一起，產生了歷史性的交匯。詹明信教授在《晚期資本主義的文化邏輯》一書中指出：電影、電視、攝影等媒介的機械性復制以及商品化的大規模生產，這一切都構筑了“仿像社會”。 也就是“虛擬世界”，人與人之間的交流互動、人對世界的感知都通過這個被模擬的虛擬世界。于是大量的娛樂性的、注重瞬間體驗的信息應運而生，而三維動畫正是憑借其空間感強、視覺效果強烈、成本相對較低、制作周期短等特質在這個虛擬的世界中被廣泛使用。然而在廣泛使用的同時，我們也不難發現三維動畫這種工業化的動畫產品在表現上越來越模式化、機械化，這不得不使人們對這一現象進行反思。

在新媒體時代是以比特來傳播信息的，比特沒有重量，沒有時空障礙，能夠輕易地被復制和被傳播，并且可以被無限的人使用，衡量比特的價值正是由使用人數的多少來決定。比特的復制技術帶來了藝術的民主化，這種民主化表現在動畫領域有以下幾點表現：

1、生產方式和技術復制化。動畫的制作由個人化走向集體化，三維動畫的創作從來都是集體合作的結果。并且這種技術復制的快速對畫面質量沒有損失。手繪動畫的制作中重視的是突破，是超越，認為重復、模擬無法展現其藝術生命力。但在新媒體時代，三維動畫像其他的工業產品一樣是批量生產出來的，技術湮滅了美感，在審美上用霸道的技術邏輯覆蓋了其藝術風格和個性，但這種技術又使原來一小部分人把玩的藝術變成了大眾與藝術的聯系，真正可以實現“人人都是藝術家”。

2、審美個人化。新媒體時代是真正個人的時代，個人有豐富的選擇，個人與各種環境之間如機器也能和諧自然的配合，信息的傳遞使藝術融入人們日常生活中，過去涇渭分明的各種藝術之間的鴻溝逐漸被高速傳遞的“比特”填平，藝術不但向商業消費轉移，也變成視覺符號轉移到商業藝術中間，如廣告、影視、平面設計、網絡界面、服裝美容等等。一方面人的眼睛無時無刻不受到視覺沖擊，無需再為審美而跑博物館、美術觀這些高雅藝術的聚集地；另一方面，眼睛又無不很快厭倦而需要新的、更強烈的視覺沖擊。比特的易傳播易復制的技術特性正好符合了這種大量而淺表的視覺需要。

作為社會變革的力量，新媒體技術的發展是歷史的潮流，不可抵擋。新媒體技術是一門綜合性的學科，其促使了技術和人文科學、科學與藝術之間的差距日益縮小。其改變了人們的時空觀念，形成了虛擬時空的概念。其次，在后現代語境下的社會處處充斥著市場的邏輯，所有的文化都成為符合市場機制、可供消費的商品這造成“日常生活審美化”現象，藝術也需要融入生活也成為消費品。但這項先進的技術應該更合理的使用，賦予美感和情感才是動畫藝術的最終目的，而手繪動畫的藝術語言有著包容性很強的藝術生命力，是隨著技術和各種藝術思潮的發展而向前的。正如美國動畫導演杰弗瑞?卡贊伯格所說，科技再成熟，鼠標也永遠取代不了人類手中的鉛筆，有一種神韻，是需要傳統的繪畫表現的。

進入數字化時代后，新媒體技術成為社會生產的主流，《數字化生存》中指出：“多媒體即是本質上互動的媒體，隨著比特數字通用的出現而產生，同時，它與計算機成本降低、威力增大和呈爆炸式增長的局面息息相關。”新媒體是指高技術化的多種媒體的融合，集圖、文、影像、聲音和互動性為一體，新媒體的運行又依賴于多種專業的軟件，如：平面軟件Adobo Photoshop、三維動畫軟件3Dmax，MAYA，特效視頻軟件Flash、AE，其既包含計算機、信息等工程技術，又包含美術、音樂、舞蹈、雕塑、建筑等藝術元素，又包含影視、網絡等傳播媒介，“生產力決定生產關系”， 隨著多媒體技術的飛速發展，計算機圖形CG（Computer Graphic）的概念被引入到動畫領域，計算機軟硬件虛構的三維空間被廣泛的應用，三維動畫是整合了多媒體技術并且完全依靠多媒體而出現的一種新的動畫形式，三維動畫與手繪動畫相比有以下優勢：一、能夠完成實拍不能完成的鏡頭。二、可修改性強，節省成本。三、無法重現的鏡頭可通過三維動畫來模擬完成。四、不受幀數的限制，渲染程序可以自動產生足夠的畫面。三維動畫不但大幅提高了動畫的制作效率并且產生了新的影像美學。但由于強勢的技術覆蓋了美感，三維動畫的發展狀態傾向于模擬現實，過分追求視覺上的刺激和新奇，作品被內涵被炫目的技術掩蓋，缺少了情感，這也就背離觀眾觀看的初衷，很多作品都只是一種技術游戲。

就目前整個動畫領域而言，基本形成了三大類動畫的表現形式：三維動畫、手繪動畫（2D手繪動畫）、定格動畫。本論文認為在三維動畫出現之前，并沒有手繪動畫的觀念，手繪動畫是相對于三維動畫而言的。三維動畫的出現使傳統的動畫成為了手繪動畫，指在平面中繪制的動畫。

一方面多媒體技術自身在不斷更新技術，多媒體的發展也給手繪動畫帶來使用媒介上的拓展，目前有專門的軟件如Adobo Photoshop、Painter模擬油畫、水彩等繪畫效果，而電子筆也可以對屏幕進行手寫式的輸入，這些硬件設施的開發趨勢實際上是為手繪動畫實現無紙化奠定條件，在多媒體技術與手繪動畫結合后，手繪動畫有了更多的選擇，比如畫一幅畫面，可以單純用眼睛和手直接繪畫出來，也用像素來繪制，還可以將拍攝的影像通過軟件模擬成為具有手繪形式的畫面。韓國電影《青澀戀愛》中片頭與片尾就是真人拍攝與手繪風格相結合的方式進行實驗，此片表現的是現代男女純真的愛情生活，影片基調清晰樸實，尤其是片頭與片尾的動畫對烘托影片氣氛起到了關鍵的作用，動畫采用的是真人實拍與CG技術結合的方式，呈現出的卻是流動的、光影斑駁的水彩質感。此動畫運用了圖像處理、三維動畫等技術手段，畫面既有飽滿的水彩質感和紙張的粗糙感，又有三維的景深和鏡頭語言。由此可見，多媒體技術也在改變對技術運用的觀念，將技術的生硬質感蛻化成靈活多變的藝術風格。

另一方面手繪動畫家也在探索手繪動畫的美感與多媒體技術結合的方式。在宮崎峻的《千與千尋》中，他就使用了CG技術制作飛濺的千尋的淚花。日本的動畫電影現在使用線條勾勒，背景則使用CG技術來表現，再經過電腦校色，使得背景空間感強，看起來十分逼真。

本論文認為這些都還是CG與二維動畫結合的淺表嘗試，希望保持手繪動畫的畫面質感又增加畫面的維度空間，但依然將手繪動畫的制作工藝看成是手繪動畫的精髓，用CG只是作為進行輔助手段。

相對來說，中國對于手繪動畫這一新的發展方向的探索更加徹底和深入， 2007年，中國中央電視臺播放了一部探索紀錄片《大唐西游記》（見圖），這是中國動畫的一次突破，非常成功的實現了手繪與CG的互動結合。這部影片全部由手繪后經由CG處理的畫面構成。沒有一個實地拍攝的鏡頭，這在全球的紀錄片的歷史上還是第一次。人物造型以中國傳統彩塑的造型為表現形式。《大唐西游記》從破解中國神話故事《西游記》中的人物來歷開始，講述公元7世紀唐朝僧人玄奘一生的傳奇經歷。在敘事畫面的表現上采用了的唐卡表現形式，唐卡是一種歷史悠久的藏傳佛教中的繪畫藝術，從公元七世紀發展至今。以唐卡為造型符號又暗合了印度佛教在中國的傳播過程這一主題，選用彩塑和唐卡的結合，既是兩種藝術形式的結合，也是藝術和技術的結合。

《大唐西游記》創作的實踐意義在于：首先從技術的角度看, 《大唐西游記》沒有對CG技術無節制地濫用，而認識到藝術風格才是傳播主題的最核心信息，它突破了二維和三維空間的界限，產生了一種虛擬的時空感，并且產生了一種新的美學影像。《大唐西游記》是中國人第一次將手繪、CG、紀錄片‘三位一體’的影像試驗。是一次科技和藝術的成功結合。在如何正確利用先進的技術，如何使人類悠久的歷史文化和藝術在新的時代煥發生命力這一命題上給當代動畫人以啟迪。

綜上所述，我們可以看到：手繪動畫還沒有到成熟的階段，手繪動畫的藝術語言以及表現形式還在不斷的充實豐富。手繪動畫與新媒體技術之間并不對立與矛盾，而是可以相輔相成的。三維動畫與手繪動畫最大的矛盾在于思考的方式上的差異，三維動畫師需要具備物體三維形狀的能力，會先“畫”出真正存在的東西，理解所畫出東西的立體構象并且要灌注設計的理念，視作品為產品。而手繪動畫師是以平面二維空間的概念進行構思，一方面有萬千種材料、表現手段、風格進行選擇作為媒介，傾向于反理性和反智性的思維。另一方面，這些媒介的選擇最終是以體現動畫師的個性與世界觀為原則的。手繪動畫的藝術語言探索還遠沒有到盡頭，關于手繪動畫與新媒體技術的互動性開發還有待開發，也許有一天，我們打開電腦就會有一幅水墨畫打開，觸碰畫軸就會有朵朵的墨花綻放。手繪動畫在整個動化領域將以其獨特的藝術語言綻放出奇異的光彩。

參考文獻

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4、肖永亮.美國的數字媒體學科發展[J].計算機教育,2006,(5).

cg技術論文范文第3篇

論文摘要：由于自然語言的語義存在不確定性，形式化很困難，因此語義處理成為自然語言處理的瓶頸所在。基于大規模標注語料庫的語義處理已經成為發展趨勢，語料標注本質上就是語言知識(包括語義)形式化。現有句法標注模型主要包括基于短語結構語法(PSG)和基于依存語法(DG)的句法標注模型，還存在一些局限性。文章在現有句法標注模型的基礎上結合認知語法(CG)的有關理論提出改進思路，以探索新的句法標注模型。

人類社會發展的基本軌跡是：原始社會—農業社會—工業社會—信息社會。人工智能的目標是用計算機模擬人的智能，以最大限度地解放和延伸人的智能，無疑是信息社會的制高點。語言是人思維的物質外殼，人不可能離開語言而具備真正屬于人的高級智能。因此，模擬人類語言智能的自然語言處理無疑是人工智能的重要研究方向。然而，迄今為止的研究表明，在可以預見的將來，語義處理將是自然語言處理的瓶頸所在。原因是語義十分復雜，而基于現有計算機軟硬件的自然語言處理要求語義形式化。解決這一問題的根本之道是：探索新的句法標注模型，進行大規模的語義標注，基于語料庫進行語義知識獲取和自然語言處理。

一、句法標注模型

語言的復雜性在于語言與認識的關系。語言具有意義，而意義是入對主客觀世界的認識結果。主客觀世界的復雜性決定了意義的復雜性，進一步決定了語言的復雜性。語言本身又可以視為人的主客觀世界中的一部分，因此語言研究是一種特殊的認識活動，是人對語言的認識。由此可見，語言離不開認識。人對主客觀世界的認識可以如此描述：認識主體借助認識工具按照認識方法處理認識對象獲得認識結果。認識是由多種認識因素(主體、工具、方法、對象)共同作用的活動，認識結果是這一活動的產物，被多種認識因素共同決定，任何一種認識因素的改變必然導致認識結果出現或大或小的差異。顯然，認識結果與認識對象不能等同，是認識主體對認識對象的選擇性反映，認識具有主觀能動性。從這個意義上講。認識不可能也不應該去被動地還原認識對象，而是從符合主體目的性出發，力求簡單有效地描述和預測認識對象。借用模型的概念，認識結果就是認識對象的模型(model)，認識就是建立認識對象的模型，簡稱建模(modeling)。這是一種實用主義認識觀。

模型一般分為心理模型(psychological model)、數學模型(mathematical model)和物理模型(physical model)。心理模型是認識對象在人認識中的定性關系，是數學模型的基礎；數學模型是認識對象在人認識中的定量關系，是物理模型的基礎；物理模型是人借助特定材料和工具按照認識對象的數學模型實現的物質結構。傳統意義上的建模主要指建立數學模型和物理模型，一般意義上的建模還包括建立心理模型。人的認識能力是有限的，表現在：人不能建立任意認識對象的心理模型，也不能建立任意心理模型的數學模型，也不能建立任意數學模型的物理模型。由于具有明確的實用主義特點，建模在理工科領域大行其道，在文科領域也逐漸受到青睞。人類將二進制數學模型成功實現為晶體管物理模型，并開發出越來越復雜和先進的計算機軟件和硬件，從而進入信息時代。20世紀以來一些主要或次要的語言理論都或多或少應用了數學模型，特別是一些面向語言計算的語言理論。隨著計算機技術的飛速發展，人們對計算機自動或輔助處理語言信息的需求越來越大。但計算機的根本缺陷在于，凡是不能建立數學模型的信息都無法處理。傳統語言理論往往只在心理模型層面定性研究，無法滿足這一需要。因此有必要引入數學模型研究語言，稱為語言數學模型，簡稱語言模型(1anguage model)。統計語言模型(sta-tistical language model)就是一個成功的例子。但統計語言模型的性能取決于訓練語料的規模和質量。目前，由于語料的不斷積累和計算機技術的不斷進步，語料規模已不成問題，語料中包含語言知識的數量和質量才是關鍵。

計算機的語言知識主要來源于人。將語料中包含的語言知識標注出來，有助于計算機獲得更豐富、更有價值的語言知識，從而提高語言處理水平，這就是語料標注(corpus tagging)。一般認為主要包括詞匯標注(1exical tagging，分詞、詞結構標注、詞性標注、詞義標注等)、句法標注(syntax tagging，語法樹標注、語義樹標注等)、語篇標注(discourse tagging，語體標注、領域標注等)等內容。經過標注的語料還可以用于語言學研究、語言教學、語言測試、詞典編撰等諸多理論研究和實踐應用領域，越來越受到人們重視，并形成一門新興學科——語料庫語言學(corpus linguistics)。目前，相對句法標注，詞匯標注有更成熟的規范、準確率更高的技術和更大的標注規模。句法標注的主要困難在于，沒有一個真正成熟的語法或語義標注模型。句法結構尤其是語義結構很難統一描述，現有的句法理論還不完善，難以制定統一規范，標注主觀性很大，自動標注準確率比較低。因此，句法標注成了語料標注的瓶頸問題。由于句法知識在語言知識中的重要地位，有理由相信：如果有了大規模、高質量的句法標注語料庫，圍繞語料庫的各種研究和應用有可能在現有基礎上產生質的飛躍。因此，研究句法標注模型應是當務之急。語料庫語言學屬于交叉學科，句法標注模型是語料庫語言學的基礎理論，又與語言學的句法理論密切相關。一方面可以借鑒現有句法理論，另一方面，也可以從語料庫語言學的角度研究句法，提出新的句法標注模型。

二、現有句法標注模型

句法標注(Syntax Tagging，ST)以句子的語法知識和語義知識為標注對象，是語料標注的重點、難點所在，要以一定的語法理論為基礎。根據語法理論制定的句法標注規則、過程和結果，稱為句法標注模型(Syntax Tagging Model，STM)。短語結構語法(PhraseStructure Grammar，PSG)和依存語法(DependencyGrammar，DG)是現有句法標注的兩種基礎語法理論，彼此卻有很大的不同。基于PSG的句法標注模型稱為短語結構句法標注模型(PSG—based Tagging Mod—el，PSGTM)，基于DG的句法標注模型稱為依存句法標注模型(DG—based Tagging Model，DGTM)。根據現有語料標注的實踐結果來看，PSGTM與DGTM都存在一定缺陷。

美國語言學家喬姆斯基(Noam Chomsky)于1957年出版專著《句法結構》，從而奠定了短語結構語法(PSG)的理論基礎。其后發展起來的許多語法理論可以直接或間接歸到這一流派，如中心詞驅動的短語結構語法(HPSG)、廣義短語結構語法(GPSG)等。到目前為止，PSG仍然是最重要的句法標注基礎理論，為世界上眾多語料庫項目所采用和發展。法國語言學家特思尼耶爾(Lucien Tesnire)于1959年出版專著《結構句法基礎》，從而奠定了依存語法(DG)的理論基礎。其后發展起來的許多語法理論可以直接或間接歸到這一流派，如詞匯依存語法(WD)、概念依存理論(cD)、核心依存理論(KD)等。相對PSG而言，DG偏重于語義，在CD、KD上表現得十分明顯。另外，DG更簡潔、直觀、經濟，適應性更強，因此反而有后來居上之勢，目前已經成為世界上較為通用的句法標注基礎理論。不過，在具體的句法標注實踐中DGTM還是暴露出一些問題，“對一些沒有明確依存關系的成分，標注起來則有些力不從心”，存在“依存失敗”現象，最突出的是難以標注缺省結構。缺省結構一直是句法標注中經常出現而且很難解決的問題。

人類的自然語言符合經濟性原則，而缺省結構恰恰體現了這一原則。借助句子的前后上下文省略一些成分，人們仍然能夠理解，但對計算機來說卻是一種挑戰。句法標注的根本目的是讓計算機能夠正確提取句子的語法和語義知識。缺省結構在真實語料中大量出現，常常使得原本正常的句法結構變得異常，難以按已有規則進行標注。這是任何句法標模型都必須面對的問題，目前PSGTM和DGTM都還沒能夠很好地解決。以DGTM為例，在很多情況下，DGTM不但不能正確標注缺省結構，反而在一些語言規則的強制限定下給出違背真實語法或語義結構的標注結果，形成干擾信息。請看以下4個句子：

句1：我看一下下書

句2：(真是好書啊?)我看一下

句3：我看一本書

句4：(好多書啊!)我看一本

句2是句1的賓語省略句，句4是句3的賓語省略句。(為簡便起見，把“一下”、“一本”作為一個詞處理)。

問題出在句4。句1和句3的依存結構是不同的，然而句2和句4卻有了相同的依存結構。因為句4省略了“書”，根據DG理論，“一本”必須依存于獨立謂語成分“看”。于是“看一本”和“看一下”依存結構相同，實際上違反了句3的正確結構。當然，我們可以采取補救措施，為d1標注一個特殊的依存關系屬性Cerror(即依存失敗)，但這不是好辦法。

三、改進DGTM

美國認知語言學家蘭蓋克(Ronald w.Langach.er)分別于1987年、1991年出版專著《認知語法基礎》一、二卷，開創了認知語法(CG)理論，關于語法結構有如下觀點：如果一個構件A使另一構件B的一部分抽象變為具體，那么構件A就叫做概念自主(coneep.tually autonomos)的構件，構件B就叫做概念依存(conceptually dependent)的構件。

舉例來說：獨立地看，“一本”隱含一個抽象的、可數的、可用“本”量化的事物，可表示為“一本(x)”。“書”使“x”變得具體，因此“書”是概念自主的，“一本”是概念依存的。從信息表達的角度來看，“書”表達了相對完整而具體的信息，因此是概念自主的；“一本”表達了不完整不具體的信息，因此是概念依存的。從數學表達式的角度來看，“一本”類似函數，“書”類似參數，函數的地位顯然是第一位的，決定了對參數的處理過程和返回參數。例如，“舊書”與“一本書”的區別不在“書”，而在“舊”和“一本”。再從閱讀認知過程來看，當人們讀到“一本”時，實際上已經在期待“一本”后面那個具體事物跟著出現。為什么我們覺得“我看一本”是缺省句?因為“看”和“一本”相對“書”都是概念依存的，因此人們會判定，“我看一本”的缺省成分可能是“書”。而讀到“我看書”時，人們不會認為這是一個省略句，因為“書”表達的信息已經自足了。

由此有足夠的理由認為：在句法結構中，“一本”應是“書”的父結點，而不是按傳統的補足中心原則，中心成分總是限定成分的父結點。依存成分是自主成分的父結點，這一原則可以稱為依存中心原則(Dependency Head Principle，DHP)。采取這種原則的DGTM必然會有不同的標注結果。

深入研究發現，僅僅采用DHP是不夠的，DGTM的其他參數也需要改變。例如，“看(x)”和“一本(x)”這兩個表達式在與其他詞語組合時是有區別的。“看(x)”與“我”組合時由“看”與“我”產生聯系。“看”與“一本(x)”組合時卻是“x”(書)與“看”發生聯系。代表表達式與其他詞語組合的成分稱為返回參數，不同表達式的返回參數是不同的。例如。“一本(x)”返回參數為“x”，“看(x)”返回參數為“看”。正因為如此，表達式“看(一本(書))”成立，“一本(看(書))”不成立。另外，表達式“(x)一下”的返回參數為“x”，即“看”；表達式“(x)看”的返回參數為“看”。根據這些定義，句1、2、3、4的改進DGTM。

根據函數、輸入參數、返回參數的關系，各句結構的逆構造過程如下：

句1：我看一下書：(((我)看(x))一下)(書)=((看(x))一下)(書)=看(x)(書)=看(x=書)

句2：我看一下：((我)看(x))一下=(看(x))一下=看(x)

句3：我看一本書：((我)看(x))(一本(書))=看(x)(書)=看(x=書)

句4：我看一本：(我)看(一本(x))=看(x)

句1和句3的x有明確取值，為完整句。句2和句4則是缺省句。基于看(x)和一本(x)的知識，可以預測并判定缺省結構及其成分。

直觀看來，改進DGTM與原DGTM的標注結果有了很大的差異由于不采用補足中心原則，因此改進DGTM標注結果并不符合在補足中心原則影響下人們長期以來形成的語感。但更符合人們閱讀認知經驗，而且可以按函數標準給出形式化地解釋，其解釋結果符合句子本身的語法和語義結構，沒有錯誤和干擾信息。因此，改進DGTM更適合計算機處理，更符合句法標注的本來目的。

四、結語

PSGTM的語法理論基礎是PSG，DGTM的語法理論基礎是DG，改進DGTM的DHP受CG的啟發，其語法理論基礎應該是CG。但CG只是從理論上提出了“概念自主”和“概念依存”的概念，并沒有嚴格定義和證明依存成分與自主成分之間的主從關系。在CG的實際應用中，存在有時自主成分為短語中心語，有時依存成分為短語中心語的情況。

cg技術論文范文第4篇

關鍵詞：豬流產嗜性衣原體；主要外膜蛋白（MOMP）；重組表達

中圖分類號：S852.67 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）04-0949-04

Cloning and Expression of Major Outer Membrane Protein of Chlamydophila Clinical Strain HB1043 from Swine

YAN Shao-xia1，2，TIAN Yong-xiang1，LIU Ze-wen1，YUAN Fang-yan1，GUO Rui1，DUAN Zheng-ying1，

YANG Ke-li1，MENG li1，ZHOU Dan-na1，LI Shao-wen2

（1. Institute of Animal Husbandry and Veterinary， Hubei Academy of Agricultural Sciences， Wuhan 430064，China； 2. College of Animal Science and Technology， Huazhong Agricultural University， Wuhan 430070，China）

Abstract： Chlamydophila was an obligate intracecullar parasites and could infect human and multiple animals. According to the published complete nucleotide sequence of Chlamydophila major outer membrane protein （MOMP） in the GenBank and the whole genome of Chlamydophila isolated from clinical samples， the whole genome sequence of MOMP gene were obtained by PCR. The PCR product was sequenced and blasted with the committed MOMP sequence （EU531729） from strain CG1 of swine Chiamydophila abortus. The results showed that it had one base different from the CG1 strain. The extinction enzymes sites BamHⅠand SalⅠwere selected for cloning the MOMP sequence to the pET-28a. The restructuring plasmid pET-28α-MOMP were then transfered into E. coli BL21 and expressed. The target protein rMOMP was purified by the Ni Sepharose 6 Fast Flow and proved with immunocompetence by Western-blot.

Key words： Chlamydophila； major outer membrane protein； recombined expression

衣原體是一類細胞內專性寄生的、大小介于細菌和病毒之間的革蘭氏陰性微生物。衣原體感染在世界范圍內均有流行，是一種能夠引起人和動物患病的人畜共患病原體。依據衣原體核糖體rRNA的序列比對以及多態性限制性酶切位點的分析，將衣原體科分為衣原體屬和嗜性衣原體屬。

嗜性衣原體屬包含鸚鵡熱嗜性衣原體、流產嗜性衣原體、肺炎嗜性衣原體、家畜嗜性衣原體、貓嗜性衣原體以及豚鼠嗜性衣原體[1]。其中，危害最大的病原體主要是流產嗜性衣原體和鸚鵡熱嗜性衣原體。流產嗜性衣原體是從鸚鵡熱嗜性衣原體中衍生出來的一個新成員，這兩種病原體都可以感染豬、綿羊、山羊、牛等哺乳動物，同時作為一種人畜共患的病原體，經常與感染動物接觸的人可經呼吸道傳播的途徑發生感染。人類感染后主要表現為類似流感的病癥，嚴重時可引起心內膜炎、腦炎、肺炎、流產甚至死亡[2]。

近些年來，研究者對衣原體的基因組學以及蛋白質組學進行了深入的研究，但是針對衣原體病的診斷目前尚沒有十分成功的試劑盒得以推廣應用。根據以往的研究報道，作為研究熱點的診斷抗原蛋白有主要外膜蛋白（MOMP）、多型性外膜蛋白（POMPs）、熱休克蛋白（HSP）以及脂多糖（LPS）等。其中40 ku的衣原體MOMP占衣原體外膜蛋白的60%以上，具有血清型、亞種、種和屬特異性抗原決定簇，是衣原體病診斷的主要研究抗原[3]。有研究者對流產嗜性衣原體的CP/12株的MOMP、E型沙眼衣原體的MOMP以及雞源鸚鵡熱衣原體的MOMP全長基因進行了克隆表達[4-6]。

本試驗所用的病原為臨床分離病原，是經特異性引物進行PCR鑒定后的衣原體。經雞胚攻毒試驗證明其具有很強的致死性，致死的雞胚病理變化與以往研究報道相符。同時，實驗室對該病原體的16 S/23 S/16-23 S rRNA進行擴增并經分析鑒定其屬于嗜性衣原體屬。在系統進化樹中，其與鸚鵡熱嗜性衣原體和流產嗜性衣原體親緣關系較近，共用一個節點，但不與鸚鵡熱嗜性衣原體和流產嗜性衣原體共枝[7]。鑒于該株嗜性衣原體具有很強的致病致死性，本試驗對其主要外膜蛋白進行選擇性原核表達，并驗證其免疫學活性，以期為下一步開發豬的衣原體病診斷試劑盒打下理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

豬源衣原體HB1043株表達載體pET-28a、感受態細胞Escherichia coli DH5α、E. coli BL21由湖北省農業科學院畜牧獸醫研究所獸醫室保存；限制性內切酶BamHⅠ和SalⅠ、T4 DNA連接酶、DNA Marker以及PCR反應試劑等均購自寶生物工程（大連）有限公司；HRP標記的羊抗豬購自SoutherBiotech；豬衣原體陽性血清為本室衣原體IHA試劑盒（購自湖北省畜牧獸醫局）檢測呈陽性的豬血清；AxyPrep凝膠回收試劑盒購自杭州愛思進生物技術有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 引物設計 根據GenBank中MOMP全基因序列設計特異性引物上游P1：TTAGGATCCATGAA

AAAACTCTTGAAATCG，前加酶切位點BamHⅠ；下游P2：GCGGTCGACTTAGAATCTGAATTGAGC，前加酶切位點SalⅠ。引物由生工生物工程（上海）技術服務有限公司合成。

1.2.2 目的基因擴增 使用Biospin細菌基因組DNA提取試劑盒（Bioer Technology co. Ltd，BSC12S1）提取衣原體基因組。取適量臨床分離株接毒致死的雞胚卵黃囊液于1.5 mL離心管中，3 000 r/min離心10 min，取上清液，再15 000 r/min離心30 min，棄上清液，按照試劑盒操作步驟提取基因組。以提取的衣原體全基因組DNA為模板，特異性的引物P1、P2為引物進行PCR反應，反應程序為94 ℃預變性2 min；94 ℃變性15 s，58 ℃退火30 s，72 ℃延伸1 min，30個循環；72 ℃ 10 min，4 ℃保存。PCR產物經1%瓊脂糖凝膠電泳鑒定。采用AxyPrep凝膠回收試劑盒（杭州愛思進生物技術有限公司，AP-GX-50）對PCR產物進行回收，測序。

1.2.3 MOMP基因序列及蛋白特性分析 使用DNAStar、SignalP 3.0 Server等軟件對測序結果進行分析，并與GenBank中衣原體的MOMP序列進行同源性分析。

1.2.4 構建重組質粒pET-28a-MOMP 根據分析結果，選用BamHⅠ和SalⅠ對PCR產物及質粒pET-28a進行雙酶切。經1%瓊脂糖凝膠電泳鑒定后，采用DNA Fragment Purification Kit ver.2.0（寶生物工程（大連）有限公司，DV807A）對酶切產物進行回收。

將帶有黏性末端的酶切產物使用T4 DNA連接酶反應體系連接。連接產物轉化感受態細胞E.coli DH5α，轉化方法按常規轉化步驟進行。篩選出陽性克隆后小量搖菌，使用E.Z.N.A.Plasmid Midi Kit Ⅰ（Omega Bio-Tek，D6944-01）試劑盒提取質粒。提取的質粒經PCR及酶切鑒定，以確定目的片段正確克隆入載體，重組載體命名為pET-28a-MOMP。

1.2.5 重組質粒的轉化 上一步中構建好的重組質粒pET-28a-MOMP轉化表達載體E. coli BL21。按常規轉化方法進行。

1.2.6 誘導表達 將上一步中轉化成功的表達菌E. coli BL21接種LB培養基進行誘導表達，同時設置對照組：含空質粒pET-28a的E. coli BL21組。具體操作見文獻[8]。

采用SDS-PAGE凝膠配制試劑盒（武漢博士德生物工程有限公司，AR0138）檢測蛋白質表達情況。誘導表達過程中所取的樣品均按照常規方法處理。按試劑盒使用說明配膠，上樣各20 μL，同時加Protein Marker。80 V，40 min后120 V至電泳完成。電泳完畢后進行考馬斯亮藍染色，觀察蛋白表達情況。

1.2.7 rMOMP純化 重新誘導表達重組蛋白rMOMP。具體操作見文獻[8]。

使用Ni Sepharose 6 Fast Flow親和層析柱除去雜蛋白。具體步驟按使用說明書進行。最后洗脫時采用咪唑濃度梯度洗脫，咪唑濃度分別為100、200、300 mmol/L的洗脫液洗脫目的蛋白；洗脫完成后加復性劑使重組蛋白復性；最后使用蔗糖濃縮蛋白液濃縮；收集蛋白，1.5 mL離心管分裝，-70 ℃保存。其中每個步驟取樣待檢。

SDS-PAGE電泳檢測蛋白表達及純化情況，拍照。

1.2.8 rMOMP活性檢測 重新誘導表達，SDS-PAGE電泳結束后切膠進行Western-blot檢測其免疫學活性，同時做陰性對照，具體操作見文獻[8]。其中陽性組和陰性組所用一抗為經IHA試劑盒檢測確定的陽性血清及陰性血清。觀察結果并拍照。

2 結果與分析

2.1 測序結果及分析

使用DNAStar對MOMP測序結果分析顯示，擴增得到的MOMP序列全長為1 176 bp，編碼的蛋白質為391個氨基酸，分子質量約為42.4 ku。由Protean軟件分析其表面抗原位點如圖1所示。從圖中可看出第20-90位氨基酸殘基之間的區段雖然抗原性位點較強但是其可能不是表面抗原位點，而在100位、240位以及345位氨基酸殘基處抗原性較強，而且均可能為表面抗原位點。

測序結果經BLAST比對顯示，擴增的MOMP與GenBank中流產嗜性衣原體CG1株的MOMP全序列（EU531729）有1個堿基不同，而且此位點突變后CG1株中原有的限制性內切酶位點MsⅡ消失；與鸚鵡熱嗜性衣原體C1/97株以及GD株有3個堿基位點不同。

SignalP 3.0 Server分析結果如圖2，全部391個氨基酸殘基中最有可能為信號肽的是前22個氨基酸殘基。

對序列進行限制性酶切位點分析，在271 bp處為限制性內切酶BamHⅠ位點，而且經此酶切位點切割后后續堿基序列的讀碼框并未受到影響。結合前面的分析結果，將此限制性內切酶位點前的序列切除，對后面部分進行選擇性表達。

2.2 PCR產物電泳結果

以提取的衣原體全基因組為模板，特異性引物P1、P2為引物PCR擴增目的蛋白MOMP的全基因片段，其產物進行瓊脂糖凝膠電泳如圖3所示。從圖中可以清晰地找到目的條帶，大小在1 200 bp左右，與預期大小相符，說明PCR得到了MOMP的全基因片段。

2.3 SDS-PAGE檢測結果

蛋白純化過程中收集的各階段樣品進行SDS-PAGE電泳檢測結果如圖4。由圖4可知，含有空載體pET-28a的BL21組在誘導前后的蛋白表達情況基本上沒有不同，只是蛋白量的多少不同；而含有pET-28a-MOMP重組載體的BL21組在經加入誘導劑IPTG后在42.4 ku大小處可以明顯觀察到有新的蛋白產生，其大小與目的蛋白rMOMP的預測大小一致，說明目的蛋白得到很好的表達；菌體經超聲破碎后的上清中沒有目的蛋白，說明目的蛋白是以包涵體沉淀的形式存在的；3個不同咪唑濃度的洗脫液電泳結果說明咪唑濃度在100 mmol/L時為最佳的洗脫條件；濃縮后的蛋白樣品電泳結果說明經過純化，蛋白溶液中的雜蛋白基本上被除去。

2.4 rMOMP活性檢測結果

對純化得到的rMOMP進行Western-blot試驗，結果如圖5。由圖5可知，rMOMP與豬衣原體的陽性血清發生了反應，而與陰性血清不反應，說明得到的蛋白具有免疫學活性。

3 小結與討論

衣原體的外膜結構與其他革蘭氏陰性菌不同，其缺乏肽聚糖成分，由脂多糖代替。整個分子的穩定性由40 ku的主要外膜蛋白（MOMP）、富含半胱氨酸的60 ku的大蛋白和12 ku的小蛋白通過廣泛的二硫鍵結合形成網絡狀來維持。分子生物學研究表明MOMP是一種膜孔類蛋白，其結構類似于大腸桿菌的OmpF和PhoE通過疏水性和靜電力結合形成的三聚體。MOMP的這個三聚體結構是由3個MOMP單體構成，在單體內部及單體之間存在廣泛的二硫鍵[9]。Rodriguez-Maranon構建的MOMP分子模型中，MOMP單體是由16個反向平行的β-卷曲形成的圓桶狀的分子通道結構。MOMP的4個VD區則位于桶狀結構的外表面，與EB的黏附及進入真核細胞有直接的關系[10]。許多研究資料均表明，MOMP具有很強的抗原活性而且是制備衣原體疫苗最佳的候選單位[11，12]。

信號肽在蛋白外源表達過程中對蛋白的產率、降解以及產物加工復性等都有很大的影響[13]。該試驗對臨床分離的衣原體MOMP全基因片段進行了擴增、測序以及序列分析。分析結果顯示，此株衣原體與已報道的CG1株流產嗜性衣原體的MOMP序列有一個堿基突變，而該位點突變后，CG1株中原有的限制性內切酶位點MsⅡ消失，關于該酶切位點的有無對MOMP性質的影響有待進一步研究分析。同時根據序列分析結果將限制性內切酶位點BamHⅠ之前部分序列切除后進行了誘導表達。表達產物經純化后通過Western Blot檢測其免疫學活性，結果證明試驗中所得到的蛋白仍然具有免疫學活性。關于該株衣原體的MOMP可否作為診斷抗原并進一步開發豬衣原體病的檢測試劑盒等問題將在后續試驗中加以論證。同時該試驗結果也為衣原體基因工程疫苗的研究提供了理論參考。

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cg技術論文范文第5篇

關鍵詞：基因多態；急性高山病；發生率；低氧習服

中圖分類號：G804.7 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3612(2010)12-0045-03

The Effects of Polymorphisms of ANP on the Incidence and the Hypoxia Acclimatization to Acute Mountain Sickness

ZHOU Wenting1, HU Yang1，XU Fei2

(1.Beijing Sport University, Beijing 100084，China；2.Zhejiang University of Technology， Hangzhou 310023,Zhejiang China)

Abstract:Objectives: To study the effects of polymorphisms of ANP at C664G and T2238C loci on the incidence and the hypoxia acclimation to Acute Mountain Sickness (AMS). Methods: Phase 1: 61 students, all male Chinese Han origin lowlanders, were involved in a 6h acute exposure to 4800m altitude equivalent. Within 30 min of arriving at altitude, volunteers exercised at constant work rate for 20 min on a cycle ergometer (70r/min). Phase 2: After 1wk of rest, 48 volunteers completed an exercise performance testing in a 3wk period of IAE (2h/d, 4d/wk). After restoring 1wk, Phase 1 was repeated. Incidence and severity of AMS symptoms were determined using the LLS. PCR RFLP was used to determine the genotypes and alleles frequencies of ANP at C664G and T2238C loci. Results: After the altitude exercise, 62.5% volunteers won better hypoxia tolerance while the AMS incidence rate is decreasing from 49.2% to 18.7%. But there are no significant differences in AMS score trends in different genotypes and allele carriers at C664G and T2238C loci. Conclusions: Training in intermittent altitude exposures is remarkable effective for the hypoxia acclimation to AMS. No association exists between polymorphisms of ANP and the incidence of AMS as well as the hypoxia acclimation to AMS.

Key words: polymorphism; acute mountain sickness; incidence frequency; hypoxia acclimation

我國國土總面積約1/6為海拔3 000 m以上的高山/高原地區。隨著經濟、文化及國防的發展，進入高原的人逐年增多。與世居高原人不同，世居平原人在高原多發急性高山病(acute mountain sickness, AMS)，出現多種不適癥狀，嚴重者甚至出現高原肺水腫和高原腦水腫，危及生命［1］。研究發現，增加氧攝入量和促進利尿可加快AMS的習服［2］，故目前普遍采用階段適應及服藥來預防AMS［3］。然而，階梯適應方式往往耗費大量人力、物力和時間，服藥又多伴有各種副作用，故尋找更有效的方法降低AMS的發生及嚴重程度具有重要的研究價值。已知急性低氧暴露期內運動可引起低氧血的增多與鈉潴留的加劇，加重AMS，適當劑量的低氧暴露和/或訓練則可能改善、緩解AMS的癥狀［4］。

研究表明，急進高原人群中AMS的發生率約為30%～80%，以階梯適應的方式進入高原雖可明顯減少AMS的發生，但仍有30%的人患病，而在急進高原人群中亦有約16%～30%的人并不發生AMS，可見AMS的確存在易感性的差異［5］。動物實驗發現低氧會導致ANP的分泌增加［6］，AMS與ANP的關聯研究則結果不一［7，8］。本研究模擬4 800 m低氧環境，急性暴露輔以運動，使受試者出現AMS癥狀。首次對受試者施以3周漸進式低氧訓練，觀察間歇式低氧暴露（intermittent altitude exposures, IAE）輔以運動對AMS的減緩程度。通過基因解析，本研究首次對我國世居平原北方漢族男性ANP基因C-664G及T2238C位點基因多態性與AMS發生及低氧習服效果的關系進行了探索。

投稿日期：2010-05-15

基金項目：科技部奧運攻關課題(2006BAK12B01)。通訊作者：胡揚教授。

作者簡介：周文婷，講師，博士，北京體育大學體育學博士后流動站博士后，研究方向基因技術與運動員選材。

1 材料和方法

1.1 實驗對象和樣本 61名普通男性大學生參與Phase 1的研究，其中48名參與后續Phase 2的研究。受試者身體健康，無神經系統、心肺、心血管系統疾病及吸煙史；均為北方漢族世居平原者（海拔＜800 m），主要來自山東、河北、東北三省。實驗前6個月未經高原和（或）低氧暴露（海拔≥1 500 m）。受試者實驗前填寫PARQ問卷，簽署知情同意書。空腹抽取靜脈血5 mL, EDTA-Na2抗凝，分離白細胞，-20℃保存。

1.2 方法

1.2.1 運動及低氧暴露 Phase 1：受試者于低氧艙（模擬海拔4 800 m，吸入氧濃度(FiO2)10.4%～10.8%，溫度20℃～24℃，相對濕度46%～67%，氣壓1 014～1 021 hPa）暴露6 h。進艙后休息30 min，然后進行30 min的運動測試：在GE Ergoselect 1 000 LP型臥式功率車上仰臥休息5 min后，以恒定負荷（80 W, 60轉/min）蹬車20 min，恢復5 min，運動終止標準參照［9］。運動結束后，受試者在6 h的剩余時間內靜息暴露。以LLS量表評價AMS［10］，運動前和運動后即刻、低氧暴露4 h和6 h結束時記錄AMS評分。將受試者6 h急性低氧暴露結束時AMS評分≥3者定為AMS。Phase 2：恢復1周后，受試者進行3周(2 h/d, 4 d/周)IAE輔以運動，模擬海拔高度分別為2 500 m(1周)、3 500 m (1周)和4 800 m(1周)。控制運動強度，使受試者在上述低氧環境下運動時的SPO2分別處于90%～92%、＜88%和＜75%水平，運動形式跑步、蹬車可選。恢復1周，重復Phase1，LLS量表評價AMS，具體流程見圖1。

圖1 實驗流程示意圖1.2.2 基因多態分析 采用promega公司試劑盒提取基因組DNA。解析C-664G及T2238C位點基因型，方法參照華中科技大學張利蕓方法［11］。

1.3 統計學分析 以平均值±標準差（x±s）描述組內的AMS評分水平；基因型及等位基因頻率差異用Mantel-Hanensze χ2檢驗，應用SPSS 16.0軟件包完成統計分析，統計學顯著性水平定為0.05，非常顯著性水平定為0.01。

2 結 果

所有受試者的年齡、身高、體重、身體狀況、來源地等差異均無顯著性(P＞0.05)。Phase 1中，受試者的AMS評分值為2.7±2.1，發生與未發生AMS的受試者AMS評分分別為4.3±1.7和1.1±0.9。受試者49.2%(30/61)發生AMS，評分值區間為0～10。受試者C-664A及T2238C位點的基因型分布均符合HardyWeinberg平衡(p＜0.05)，不同基因型和等位基因攜帶者的AMS發生比率見表1。在C-664G位點，CC和CG基因型攜帶者的AMS評分分別為2.7±2.1和2.8±1.3，在T2238C位點，TT、TC和CC基因型攜帶者的AMS評分分別為2.7±2.2、2.2±1.7和4.5±0.7，兩個位點不同基因型和等位基因攜帶者的AMS發生率均無顯著差異。

表1 C-664G和T2238C位點不同基因型和等位基因

攜帶者AMS的發生比率

組別AMS評分＜3AMS評分≥3χ2PC-664G位點CC(n,%)30 (52.6)27 (47.4)1.14＞0.05CG(n,%)1 (25.0)3 (75.0)C(n,%)61 (52.3)57 (47.7)1.10＞0.05G(n,%)1 (25.0)3 (75.0)T2238C位點TT(n,%)24(49.0)25(51.0)3.60＞0.05TC(n,%)7(70.0)3(30.0)CC(n,%)0(10.0)2(100.0)T(n,%)55(50.9)53(49.1)0.00＞0.05C(n,%)7(50.0)7(50.0) 受試者低氧運動前后的AMS評分分布參見表2。低氧運動后，受試者的AMS評分為1.4±1.6，發生與未發生AMS的受試者AMS評分分別為4.0±1.2和0.8±0.8，受試者81.3% (39/48)發生AMS，評分值區間為06，評分分布頻率在低氧運動前、后差異非常顯著（χ2=10.83, df=1, P＜0.01）。低氧運動后，受試者的AMS評分60.4% (29/48)下降，27.1% (13/48)不變，12.5%(6/48)上升。C-664G和T2238C位點不同基因型和等位基因攜帶者AMS評分變化分布見表3：低氧運動后，在C-664G位點，基因型CC和CG攜帶者的AMS評分分別為1.3±1.6和2.0±0.0；在T2238C位點，基因型TT、TC和CC攜帶者的AMS評分分別為1.4±1.6、1.2±1.3和2.5±2.1，兩個位點不同基因型和等位基因攜帶者的AMS評分變化趨勢間無顯著差異。

表2 受試者運動訓練前后AMS評分分布

組別＜3（例，%）≥3（例，%）χ2P運動訓練前31 (50.8)30 (49.2)10.83 ＜0.01運動訓練后39 (81.3)9 (18.7)

3 討論與分析

AMS的發生與運動量有關［12］。有人研究了低氧下運動對AMS的發生、程度及SPO2的影響。結果發現，受試者在運動時比在靜息時，無論AMS發生率還是其嚴重程度都較高［12］；當受試者在海拔4 300 m環境中以60%～70% V•O2max強度進行運動時，其SPO2的下降水平與在5 000～5 500 m靜息時相似，表明在相同海拔高度下運動可造成受試者額外的低氧負擔［13］。鑒于上述原因，本研究采用模擬海拔4 800 m暴露6 h的低氧劑量，輔以30 min的恒定負荷運動，結果49.2%的受試者發生AMS，成功構建了適于AMS研究的急性低氧暴露模型。

IAE在AMS習服中作用的定量研究僅見于2004年［4］。Beidleman等發現，模擬海拔4 300 m環境下3周IAE輔以運動可有效降低AMS的發生率和嚴重程度。本研究亦采用了3周IAE輔以運動的方案。結果發現，低氧運動后，受試者的AMS評分由2.7±2.1降為1.4±1.6，受試者的AMS評分分布頻率差異非常顯著（χ2=10.83, df=1, P＜0.01），AMS發生率明顯降低（49.2%18.7%），60.4%的受試者評分下降，說明本方案對世居平原人適應低氧環境、減輕AMS程度效果顯著。我們注意到研究中受試者表現出明顯的個體差異，低氧運動后27.1%的受試者AMS評分不變，12.5%評分上升，表明本方備的個體局限性，而基因多態研究有望成為突破口。

表3 C-664G和T2238C位點不同基因型和等位基因

攜帶者AMS評分變化分布

組別AMS評分下降AMS評分不變AMS評分上升χ2PC-664G位點CC(n,%)27(60.0)13 (28.9)5 (11.1)2.00＞0.05CG(n,%)2(66.7)0(0.0)1(33.3)C(n,%)57(60.6)26 (27.7)11 (11.7)1.95＞0.05G(n,%)2(66.7)0(0.0)1(33.3)T2238C位點TT(n,%)24 (60.0)10 (25.0)6 (15.0)1.59＞0.05TC+CC(n,%)5 (62.5)3 (37.5)0 (0.0)T(n,%)26(60.5)11 (25.6)6(14.0)1.04＞0.05C(n,%)3(60.0)2(40.0)0(0.0) ANP是低氧反應基因，但AMS與ANP的關聯研究結果不一［1］：Bαrtsch等和Cosby等發現AMS和高原肺水腫患者的ANP含量高于健康人；Milledge等發現較高水平ANP與較高AMS耐受性有關；Loeppky等則發現ANP與AMS的發生無關。目前已知與AMS易感性有關的基因包括ACE、eNOS、ET-1等，涉及多態位點20余個［1］，但尚無ANP基因多態性與AMS易感性的關聯研究。近年來，研究發現C-664G和T2238C位點多態會影響ANP的功能，并在冠心病、高血壓易感性等研究中得到印證［14,15］。具體到本研究，基因型CC和CG在所有受試者中的比率為93.4%和6.6%，等位基因C和G的比率為96.7%和3.3%，與Zhang等［11］報道的結果相似；基因型TT、TC和CC在所有受試者中的比率為80.3%、16.4%和3.3%，等位基因T和C的比率為88.5%和11.5%，與楊麗姝等［16］的結果相似，但與Zhang等［11］和Kato等［15］的結果不同。因Zhang和Kato的研究對象分別來自武漢和日本，與本研究及楊麗姝研究的北方漢族人存在地域和種族差異，從而導致結果的不同。

本研究首次對C-664G和T2238C位點多態性與AMS發生及其低氧習服的關系進行了探索。結果發現，在C-664G和T2238C位點，不同基因型和等位基因攜帶者的AMS發生率無顯著差異，不同基因型攜帶者的AMS評分在低氧運動前后的變化趨勢也不顯著(χ2=0.78, df=1, P＞0.05; χ2=0.03, df=2, P＞0.05)，說明這兩個位點對AMS的發生和低氧習服無影響。雖然研究中發現某些基因型攜帶者的AMS發生率高達75.0% (CG)和100.0% (CC)，但由于CG和CC基因型分布頻率僅為4.9%和3.3%，故無法作為AMS易感性的遺傳學標記。事實上，如前面所述，C-664G及T2238C各基因型在不同種族內分布差異巨大［11,17］，即使在相同種族內，我國不同地區人群中其分布也大相徑庭［11,14］。鑒于當前AMS的研究對象多為真實高原條件下的AMS患者，數量有限；通過模擬低氧環境建立AMS患病模型的過程中，設備、場地等條件的限制又制約了研究的規模。此外，本研究對象僅限于年輕男性，不同年齡和性別間的差異未涉及，故尋找適合不同年齡和性別的運動方案、進一步加大樣本含量、 優化基因位點的選擇是我們未來研究的方向。

4 結 論

IAE輔以運動對AMS低氧習服效果明顯，可顯著提高個體的低氧耐受能力，可應用于世居平原北方漢族男性初次進入高原前，預防AMS的發生，減輕其嚴重程度；ANP基因的C-664G和T2238C位點多態性與AMS的發生及低氧習服效果無關。

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