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科技日报讯 (记者金凤)挖掘水稻新的抽穗期基因并解析其作用机制,对培育高产、优质、广适的水稻品种具有重要意义。记者7月21日获悉,中国工程院院士万建民团队通过克隆一个在长日照条件下特异性调控水稻抽穗的基因,发现该基因可以调控水稻生物钟核心基因OsCCA1的mRNA剪接,影响水稻抽穗期。相关研究成果日前发表在国际学术期刊《自然·通讯》上。
“在一定范围内,水稻接收的光照时间越短,抽穗越快,水稻越早熟。”论文的共同通讯作者、南京农业大学教授周时荣介绍,水稻的抽穗受光信号与内源生物钟系统的复杂调控。然而,关于光信号整合至水稻生物钟网络的机制仍迷雾重重。
研究团队克隆了一个在长日照条件下特异性调控水稻抽穗的基因ELD1。该基因功能完全缺失会导致水稻胚胎死亡,但当特定氨基酸发生突变时,不仅能够显著促进水稻抽穗,而且不会出现明显的农艺性状缺陷。
周时荣介绍,在全基因组范围内,ELD1能够调控上千个基因的可变剪接,尤其是在生物钟核心基因OsCCA1上,会介导多个位点的剪接事件。
“水稻和人类一样,都有生物钟。不同的生物钟节律会影响水稻抽穗。ELD1主要通过OsCCA1-Hd1通路影响水稻抽穗期。”周时荣说,团队进一步研究发现,光信号通过光敏色素phyB调控ELD1,再影响OsCCA1,从而调控水稻的抽穗期。
在藝术与科技的交融中,3D建模成為了现代创作的一项重要技能。作為一名CG艺術爱好者,我早已对3DMax这款功能强大的建模软件心生向往。而当我决定以“美杜莎”这一神话人物为主题进行创作时,我知道,这不仅是一次技術上的挑戰,更是一次艺术上的升华。
美杜莎,作为希腊神话中的著名角色,以其蛇发和致命的目光而闻名。她的形象复杂且充满了恐惧与美丽的冲突。对于一名CG藝术家而言,如何用3DMax精确地再现這一经典的神话人物,既是对建模技巧的考验,也是一场对创意和想象力的挑戰。
在开始之前,我做了大量的资料收集。从古代的雕塑作品,到现代电影中的美杜莎形象,再到各类艺术插画,每一幅画作都给了我不同的灵感。尽管有如此丰富的参考资料,真正的创作之路并不容易。3DMax的强大功能可以帮助我逐步建立起美杜莎的三维形象,但每一步的细节打磨和修改都需要极大的耐心和专注。
我从美杜莎的面部轮廓着手。传统的建模方法通常从一个基础的立方体或球体开始,逐步细化出各个部位。在3DMax中,我选择了一个简单的球體来做基础模型,并使用“EditablePoly”工具开始雕刻。这个过程就像是对一块尚未雕琢的石块进行雕刻,逐渐从无到有,雕塑出美杜莎的面部轮廓。
随着面部形态的逐渐成型,最具挑战性的部分也随之而来——蛇发的设计。美杜莎的蛇发是她最具标志性的特征之一,如何在3DMax中精准地表现出每一条蛇发的细节,不仅考验建模技术,更是对藝术感知的考验。我利用了3DMax中的“Spline”工具来制作每一条蛇发的曲線,接着使用“Extrude”功能拉伸出蛇发的立体感。为了讓这些蛇發更具生命力,我还為它们添加了适当的摆动效果,讓它们看起来像活生生的蛇一样栩栩如生。
在美杜莎的面部建模完成后,我转向了她的眼睛。这是美杜莎形象中最为关键的部分,因為她的眼神充满了威慑力和魔力。我特意在眼睛的设计上花费了大量时间,通过细致的雕刻和光影调节,使她的眼睛既充满了神秘感,又透露出一丝冷酷的杀气。
随着细节逐步丰富,整个面部开始展现出美杜莎的特质。单纯的面部雕刻还远远不够,要让美杜莎的形象更具真实感,我还需要加入一些细腻的皮肤纹理和肌肉结构。在这一过程中,我利用了3DMax中的“SubstancePainter”插件,通过它进行纹理的绘制和细节的雕刻,使整个面部更加立体,肌肤质感更加真实。
此时,尽管美杜莎的面部已经初具雏形,但要让她的形象更加完整,我还需要进一步优化模型,添加更多的细节,尤其是在服饰、光影和材质上進行调试。
进入后期制作阶段,3DMax提供的强大渲染功能成为了我完成整个作品的关键。为了让美杜莎更加生动,我首先调整了灯光的配置。合适的灯光不仅能突出人物的立体感,还能营造出她冷酷、神秘的气氛。我选择了三点光源照明,这种经典的灯光布置方法,能确保美杜莎的面部细节被清晰地呈现,同时又能增强蛇发的动感效果。
在灯光配置完成后,我开始处理材质与纹理。美杜莎的皮肤和蛇发需要不同的材质效果。為了讓蛇發显得更像真实的蛇皮,我选用了带有光泽感的材质,并调整了反射率,使其看起来更加逼真。对于美杜莎的皮肤,我则选择了略带金属光泽的肌肤质感,营造出一种超自然的氛围。
我给整个模型添加了合适的细节。为了讓美杜莎看起来更具生命力,我为她的蛇发加入了动态模拟效果。每一条蛇发在运动时都会呈现出轻微的弯曲和摆动,使得整个画面看起来更有活力。对于面部的微表情,我也做了细致的调整。虽然美杜莎的表情通常充满冷酷和威胁,但她眼神中的悲伤和痛苦同样让她的形象变得更加复杂而引人深思。
渲染阶段,我使用了3DMax内置的V-Ray渲染器来进行最终的图像输出。V-Ray的高质量渲染效果能够让整个作品的细节更加清晰,尤其是在材质、光影和反射的处理上,能够呈现出极为真实的效果。通过调整渲染参数,我最终得到了一个充满神秘感和威胁感的美杜莎形象。
渲染完成后,整个3D模型的效果达到了预期的水平。美杜莎那冷酷、凶狠的面容与蛇发的动感构成了鲜明的对比,而她眼中的悲怆与哀伤,则为这位神话人物增添了更多的人性化元素。
这次以美杜莎为主题的3D建模创作不仅让我掌握了更多3DMax的技巧,还让我在艺術表现和技术实现之间找到了完美的平衡。通过这次创作,我更加深入地理解了数字艺术创作的魅力与挑战,也體会到了创作过程中的乐趣与成就感。
随着CG艺术的发展,越来越多的创作者开始通过数字化手段重新诠释经典人物,而美杜莎这一神话人物也在现代技術的帮助下焕发出了新的生命力。通过3DMax,我们可以将这种传统的神话人物呈现得更加细腻、真实、富有表现力。对于我来说,这不仅是一次创作的经历,更是一次艺术探索的过程。
周时荣介绍,上述研究不仅揭示了光信号调控水稻抽穗期的全新机制,还在分子育种上取得了突破。研究团队利用碱基编辑技术,对ELD1关键氨基酸进行定点突变,为宁粳7号、宁粳4号等优良品种培育出早抽穗新种质开辟了新路径。
“本研究为解决籼粳杂交F1代超亲迟熟问题提供了重要的基因资源和理论支撑,对培育广适性的水稻新品种具有重要意义。”周时荣说。
图片来源:人民网记者 李小萌
摄
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