利用CRISPR/Cas9技术编辑OsOFP30基因创制水稻粒型突变体

【目的】研究水稻OFP家族转录因子OsOFP30对粒型的影响,创制新的粒型突变材料,为水稻粒型改良提供参考。【方法】以粳稻品种中花11为受体材料,利用CRISPR/Cas9技术对OsOFP30基因进行定向编辑;通过T_(0)、T_(1)和T_(2)代连续筛选,获得3类无外源片段插入的纯合突变体(长片段删除突变OsOFP30^(-89)、单碱基插入突变OsOFP30^(+1G)和OsOFP30^(+1A));分析粒型变异,进行生物信息学和测序分析,初步确定粒型变异原因。【结果】与野生型相比,3类突变体的粒宽和千粒重都显著降低,OsOFP30^(-89)和OsOFP30^(+1G)仅粒长和粒厚显著降低,穗型指标与野生型无明显差异,OsOFP30^(+1A)的粒长和粒厚与野生型无明显差异,仅一次枝梗数显著低于野生型;生物信息学分析表明,这3类突变体均由移码突变导致的翻译提前终止所产生,OsOFP30^(-89)突变蛋白长度为252个氨基酸,OsOFP30^(+1G)和OsOFP30^(+1A)突变蛋白长度均为282个氨基酸,两者仅第323位的核酸序列存在G和A的单碱基差异,导致突变蛋白第108位产生丝氨酸和天冬酰胺的差别。【结论】初步判断OsOFP30基因可调控水稻粒型变异。本研究创制了新的粒型突变材料,可为水稻粒型改良育种提供参考。

井下油基泥浆电阻率和介电常数测量方法与测量探头设计

随着油气勘探的发展,油基泥浆应用越来越广泛,适用于油基泥浆环境的电成像仪器也获得了大量应用。油基泥浆电阻率与介电常数对电成像仪器的测量影响很大,需要利用探头附近油基泥浆电阻率和介电常数数据对成像测量结果进行补偿。介绍了一种实时测量井下油基泥浆电阻率与介电常数的方法及其探头的设计,利用发射电极、接收电极及充满在环形间隙的油基泥浆形成同轴圆柱电容器,建立油基泥浆电阻率与电容器等效电阻的定量关系及油基泥浆介电常数与电容的定量关系,从而确定油基泥浆电阻率与介电常数。该技术为补偿油基泥浆对电成像测量数据的影响提供了理论依据和技术支持。

干湿变化调控稻田土壤活性细菌群落与潜在功能

大量研究发现干湿变化显著影响土壤微生物群落和温室气体排放。然而,土壤干湿变化下活性微生物和温室气体排放的瞬时动态变化仍不清楚。因此,本实验首先观察稻田土壤在干旱、湿润和干湿变化三种情况下细菌群落和温室气体排放的动态变化,然后运用基于18O的稳定性同位素核酸探针技术(DNA-SIP)和高通量测序探讨干湿变化下土壤活性细菌群落的多样性、构建与潜在功能。相比于干旱和湿润处理,干湿变化显著促进二氧化碳的排放和含有更高相对丰度的放线菌门和浮霉菌门。干湿变化下变形菌门、放线菌门和浮霉菌门的相对丰度均随着培养时间呈现显著增长。而DNA-SIP试验结果表明干湿变化处理活性细菌的alpha多样性随着培养时间显著降低,变形菌门和放线菌门细菌是最主要的活性细菌,其中变形菌门中黏球菌目的相对丰度随培养时间呈显著增加。活性细菌的群落构建由确定性所主导,且随着培养进行,确定性的主导作用进一步加强。活性细菌的功能预测进一步发现碳水化合物代谢潜能随培养时间显著降低。综上,干湿变化处理显著改变土壤细菌群落,并促进稻田土壤二氧化碳排放,干湿变化处理的活性细菌由变形菌门和放线菌门细菌主导,活性细菌的群落构建由确定性过程主导。

PVDF基超滤膜的制备及其切削液废水分离性能

切削液废水含有大量乳化油,如未经处理直接排放,会造成环境污染、水生态系统破坏等。为了实现水包油乳化废水的高效分离、降低膜污染,以成膜性好、力学性能稳定、耐化学性能佳的聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜为基膜,将胱胺的氨基引入到膜表面,再与甲基丙烯酸的羧基发生酰胺化反应,然后通过自由基聚合反应形成环状聚合物功能层,从而得到亲水性好、通量大且油水分离率高的PVDF基复合膜。通过红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)、水接触角等测试对改性前后的膜样品的物化性能进行表征;采用自制错流过滤装置测试正己烷油水混合乳液、切削液废水的分离效果。研究结果表明,原膜(M0)的水接触角(WCA)为91.95°,改性后的膜M1,M2和M3的WCA分别降低至65.78°,51.08°,71.70°,说明改性膜的亲水性提高。M0与M1,M2和M3在正己烷油水乳液分离中各自的渗透通量分别为37.34,58.40,81.57,44.55 L·m^(-2)·h^(-1);对切削液废水分离的渗透通量分别是7.41,11.96,24.36,10.80 L·m^(-2)·h^(-1)。原膜和改性膜在分离高浓度的切削液废水时,渗透通量都有所下降,但改性膜的渗透通量明显高于原膜水渗透通量,其中M2改性膜的分离通量最佳,说明改性膜的亲水性和抗污染性最佳,有望用于工业含油废水处理。

宫颈癌术前血清MAP19、OPN、AGR2水平及其预测术后2年内复发价值

目的:探讨宫颈癌术后复发的危险因素及甘露聚糖结合凝集素相关蛋白19(MAP19)、骨桥蛋白(OPN)、前梯度蛋白2(AGR2)的预测价值。方法:收集2016年1月-2021年1月本院诊治的宫颈癌患者250例临床资料,随访术后2年发生复发情况分为复发组(n=32),未复发者为未复发组(n=218),收集患者临床资料,分析宫颈癌术后复发的危险因素,检测血清MAP19、OPN、AGR2水平并采用受试者工作特征(ROC)曲线分析预测术后复发价值。结果:两组肿瘤直径、分化程度、肿瘤间质浸润、FIGO分期、淋巴结转移有差异,复发组血清MAP19(266.04±80.21μg/L)、OPN(61.25±20.14μg/L)、AGR2(12.44±3.14 ng/ml)水平高于未复发组(138.25±56.73μg/L、19.45±3.56μg/L、12.44±3.14 ng/ml),多因素非条件logistic分析,肿瘤直径≥4 cm、分化程度高分化、肿瘤间质浸润深肌层、FIGO分期IA1~IA2、淋巴结转移,以及MAP19、OPN、AGR2高水平均是宫颈癌术后复发的独立危险因素(均P<0.05);ROC分析显示,预测宫颈癌术后复发血清MAP19的曲线下面积(AUC)为0.702,灵敏度73.2%,特异度80.1%,截断值186.54μg/L;血清OPN的AUC为0.825,灵敏度76.4%,特异度82.5%,截断值34.76μg/L;血清AGR2的AUC为0.727,灵敏度74.6%,特异度79.8%,截断值7.46ng/ml。结论:宫颈癌术后复发患者术前血清MAP19、OPN、AGR2水平异常升高,是宫颈癌术后复发独立危险因素,且对预测宫颈癌术后2年内的复发有一定参考价值。

钢渣双掺混凝土力学与耐久性能试验研究

为了进一步提高钢渣混凝土中钢渣的利用率,本文使用粗钢渣和细钢渣等质量比例同时取代混凝土中的天然粗骨料和天然细骨料制备C30钢渣双掺混凝土,研究粗、细钢渣骨料取代率对钢渣双掺混凝土力学性能和耐久性能的影响规律。研究结果表明:钢渣双掺混凝土的力学性能普遍优于普通混凝土,且随着粗、细钢渣骨料取代率的增加,钢渣双掺混凝土的力学性能增强,其抗碳化性能先增强后减弱,抗氯离子渗透性能逐渐减弱。本文提出了钢渣双掺混凝土的立方体抗压强度与其他力学指标之间的换算公式。综合考虑钢渣双掺混凝土的力学性能和耐久性能,建议在实际工程应用中粗、细钢渣骨料的取代率不宜高于40%(质量分数)。

钻杆几何缩比相似性及结构完整性分析

石油钻杆结构复杂,工作环境严酷,在钻井作业中可能发生刚度、强度或断裂失效等结构完整性方面的问题,同时还可能出现与外激励耦合产生强烈共振等问题。为了便于发现石油钻杆振动引起的损伤或失效问题,本文首先在等强度假定下理论上研究了钻杆载荷与形变的几何缩比相似性,随后通过数值仿真方法探究几何缩比对钻杆结构完整性的影响并进行了实验验证。仿真结果表明,不同缩放比的钻杆在最大钻压、最大扭转以及复合载荷下其结构完整性均在安全范围内,同时验证了相似性理论。试验结果表明,缩小为原件1/4的钻杆试验件实测应力值与仿真值相对误差不超过12%,验证了仿真的准确性。综上可得,数值仿真结合样机试验的方法可为石油钻杆结构完整性评估提供技术支撑。

大直径电缆井壁取心仪岩心分隔片机构设计

现有的大直径井壁取心仪在取心过程中只使用井深参数定位岩心,无法明确区分取心岩层与岩心的对应关系。在新型大直径井壁取心仪研制过程中,设计了岩心分隔片机构,在钻取岩心过程中加入隔片,可以与深度参数一起区分岩心在目的层的具体位置,为后期岩心分析、储层分析提供可靠数据。岩心分隔片机构采用液压力驱动导板,导板带动隔片进入隔片舱,实现区分岩心的目的。该机构设计了不同性能的弹簧,可以加入30个或60个隔片。地面试验证明,该机构能完成隔片加入功能,性能可靠,对大直径井壁取心仪器的推广具有重要意义。

脱细胞真皮基质水凝胶的制备及生物学评价

背景:最近脱细胞真皮基质水凝胶因其可注射性和能填充不规则空间,在组织填充与修复中有着广阔的应用前景,而细胞相容性和生物相容性是组织修复的关键,探究脱细胞真皮基质水凝胶的相容性具有重要意义。目的:构建一种脱细胞真皮基质水凝胶,用于组织填充和修复。方法:制备可注射型脱细胞真皮基质水凝胶,扫描电镜下观察其微观形貌。将质量浓度8,10 g/L的脱细胞真皮基质水凝胶分别与骨髓间充质干细胞共培养,检测细胞增殖与细胞相容性。将蛋白质量浓度0.25,0.5 g/L的脱细胞真皮基质水凝胶分别注射至同一SD大鼠背部皮下不同部位,术后2,4周,观察水凝胶降解情况。将蛋白质量浓度1,1.5,2 g/L的脱细胞真皮基质水凝胶分别注射至同一SD大鼠背部皮下不同部位,术后8,16周,观察水凝胶降解情况,并进行组织学分析。结果与结论:①扫描电镜下可见,脱细胞真皮基质水凝胶呈现一种不规则随机走向的多孔纤维结构,孔径大小不一。②共培养1,3,5 d后,两种浓度的水凝胶对骨髓间充质干细胞的增殖无影响;共培养1,2,3 d后的Live/Dead染色显示,两种浓度的水凝胶对骨髓间充质干细胞的增殖无影响,但水凝胶上的细胞形态发生了一定变化。③蛋白质量浓度0.25 g/L的水凝胶皮下注射2周后降解,0.5 g/L的水凝胶皮下注射4周后降解,1,1.5,2 g/L的水凝胶皮下注射16周均未降解,甚至可能保留更长时间。苏木精-伊红染色显示,皮下注射8周后,3种蛋白质量浓度水凝胶组织较为致密,出现少量的炎症浸润,2 g/L组有微血管生成;16周后,水凝胶组织变得松散,以1 g/L组较明显,炎症浸润减轻。免疫组化染色显示,随着注射时间的延长,水凝胶中的微血管数量增加;并且随着蛋白质量浓度的增加,水凝胶中的微血管数量增加。④结果表明,可注射脱细胞真皮基质水凝胶具有良好的细胞相容性和生物相容性。

我国地震地下流体学科分析预报研究进展回顾

回顾了自2008年汶川8.0级地震后我国地震地下流体学科分析预报研究工作的主要进展,从业务体系构建、新技术新方法探索、基础理论研究和震例回顾总结等几个方面梳理了相关成果与认识,并分析探讨了当前存在的主要问题和面临的困难。最后基于当前地震地下流体的科学技术积累和环境条件,提出了今后地下流体分析预报研究的发展方向,以期在“大应急体系”新要求和“防灾减灾救灾”改革新形势下谋求学科自身的着力点和增长点。

川西冕宁断层土壤气特征

断层土壤气是揭示断层性质和构造活动的重要地球化学手段,亦是研究断裂带释放气体对环境影响的重要观测途径.本文通过安宁河断裂带冕宁地区春季、夏季和秋季的三期断层土壤气观测,获取了Rn、CO_2和Hg的浓度和分布特征.研究结果表明,安宁河断裂带冕宁地区地下气体Rn、CO_2和Hg释放具有不均匀性,土壤气测线从西至东主要有3个土壤气体异常区段,可能揭示出安宁河断裂带上的3组主要破碎带位置.不同季节下,土壤气CO_2和Hg浓度具有差异性,与温度和降雨有一定关系,显示出CO_2和Hg浓度的季节效应.在土壤气Rn、CO_2和Hg浓度较高的区域,居民生活应采取相应防护措施.本文结果为分析断裂带释放气体特征及对环境和生活的影响提供了地球化学参考依据.

基于满意度的户用型微电网多属性需求响应策略

针对户用型微电网的负荷多样性、用户侧参与需求响应过程中满意度有待提高的问题,结合用户侧需求响应理论与数据挖掘的思想展开研究。首先,以用户综合满意度指数最大为目标函数,建立基于满意度的多属性需求响应策略模型,从用户的历史用电数据中挖掘用电行为习惯。其次,在传统细菌群体趋药性算法中引入禁忌搜索,提出禁忌细菌群体趋药性混合算法(BCCTS),对模型求解。最后,通过实例验证获得最优的微电网负荷用电计划。算例结果验证了所提出模型与求解算法的有效性,能够帮助用户在削减电力费用的同时减小电网峰谷差;BCCTS算法能够得到全局最优解,适用于需求响应策略模型的求解。

安宁河断裂带土壤汞的分布特征

对安宁河断裂带地表破裂带土壤的总汞(THg)、总有机碳(TOC)和主量元素的含量进行了研究。结果表明,在小庙和紫马跨地表破裂带测线上,土壤THg与土壤气Hg含量的峰值位置较为一致,能够指示出断裂带释放Hg的通道位置。小庙、羊福山、野鸡洞和紫马跨地表破裂带土壤垂向剖面上THg与TOC的相关系数表明,TOC是影响土壤THg含量的重要因素。通过土壤THg与TOC,THg与化学蚀变指数(CIA)的相关系数以及THg含量的垂向分布模式,识别出安宁河断裂带土壤THg剖面的干扰来源、背景来源和断裂带脱气来源,为分析Hg的分布特征与构造活动之间的关系提供参考依据。

锅炉高温部件寿命快速评估方法

在升级改造的背景下,煤电机组运行环境变化,灵活性运行深度调峰工况增多,导致锅炉部件的温度剧烈变化和应力波动频繁,高温部件在疲劳和蠕变的交互作用下,可能产生较大的寿命损耗,进而影响机组的安全性。为快速获取灵活性改造机组的运行寿命,本文提出了一种针对锅炉高温部件的仿真分析计算和损伤寿命快速评定方法,为机组状态的实时监测提供技术支撑,提升机组的智能化水平。

高温电成像仪器的研制与应用

随着国内外高温深井钻探的逐步增多,针对高温井电成像装备缺乏的市场现状,在传统电成像测量技术的基础上,使用厚膜集成电路技术与保温瓶绝热技术研制出了适用于200℃高温井的电成像测井仪器。在实验室对仪器电路模块进行了高温测试,200℃高温环境下的电路测量信号与常温相比变化很小,可以满足电成像测量需求。在现场某高温井进行了现场作业,测得全井段1 500 m的合格资料,图像清晰地显示了井壁的沉积构造等地质特征,对资料进行了地层岩性识别、沉积构造分析、沉积微相划分与古水流方向分析等地质评价,取得了良好的应用效果。为后续地质分析研究提供了依据,填补了175℃以上超高温井无电成像测井装备的技术空白,对国内外超高温井的油气勘探开发具有重要意义。

基于电力交易用户最优特征子集的售电套餐推荐方法

针对电力市场用户群庞大,交易过程中售电套餐选择困难的问题,提出一种基于电力交易用户最优特征子集的售电套餐推荐方法。首先,定义了电力交易用户最优特征子集,并设计基于加权递增项目覆盖率最优子集的发现算法,合理地从海量交易用户中筛选出最优用户特征子集。然后,提出一种基于属性相关的售电套餐相似性计算方法,通过聚类和确定套餐属性权重的方式计算套餐相似度,得到套餐项目的相似度矩阵。最后,基于最优特征子集和相似度矩阵实现了售电套餐的精准推荐。实验验证表明了电力交易用户最优特征子集的有效性和所提推荐算法的准确性。

基于层次灰关联分析的变压器状态评估关键指标体系构建及应用

针对变压器评估指标体系中指标种类繁多,体系结构复杂的问题,提出了以故障类型为基础的基于层次灰关联分析的状态评估关键指标体系构建方法。首先海选出变压器的故障集和影响故障的初始指标集;然后提出层次灰色关联分析法,利用该方法得到初始指标与故障类型的综合关联度,设计动态指标筛选方法进行关键指标的筛选;最后引入关联规则中的支持度检验筛选后的指标合理性,形成关键指标体系。实验结果表明,应用本文建立的关键指标体系对变压器的评估结果与变压器实际运行情况相符。案例分析证实了该指标体系的准确性,并且具有实际应用价值。

基于Spark的电力调度数据整合模型

随着大数据理念在电力行业的应用,构建电力调度数据仓库是支撑电力调度中心统一数据平台的基础,针对电力调度中心的数据仓库将多源数据整合时面临的重复冗余和不一致问题,提出一种基于Spark的电力调度数据整合模型。设计并行化正向最大匹配去冗算法,对多个系统内冗余数据进行过滤操作;给出面向关联度的数据一致性处理方法,依据特征向量的夹角余弦值判断数据间的联系,进而对不一致数据修复。通过对某电力调度中心的数据进行整合实验,验证了该数据整合模型的可行性。

计及负荷优化重配的电力CPS可生存性量化评估

针对电力信息物理融合系统(CPS)规模不断扩大且现有级联失效模型忽略信息流和潮流转移特性,使得可生存性难以快速有效评估的问题,计及负荷优化重配对电力CPS可生存性进行量化评估。首先,根据系统拓扑结构和关联关系,通过定义度函数和电气介数建立了度—介加权电力CPS关联矩阵,实现了耦合CPS的形式化表征。然后,从CPS级联失效的结构连通性变化和风险传播范围两个维度出发,基于节点负荷容量限制、信息流择优分配策略、潮流优化方程和系统安全运行等约束条件设计了可生存性评估模型。最后,采用混沌Lévy搜索萤火虫算法对评估模型进行高效求解。通过算例分析,有效量化评估了电力CPS的可生存性并提高了大规模耦合系统的评估效率。

计及Spark和属性权重的售电套餐推荐方法

针对电力市场用户群庞大,交易过程中售电套餐选择困难的问题,在Spark环境下设计了一种售电套餐推荐方法,同时也解决了售电套餐推荐过程中在大数据环境下的可扩展性及实时性问题。首先,计算出每个套餐属性的权重值,从而计算得到售电套餐综合相似度。然后,计及用户和套餐两方面提出一种售电套餐推荐方法,实现售电套餐的精准推荐。实验表明,提出的推荐方法能够明显提高推荐的准确度,并且在分布式环境下具有良好的推荐效率和可扩展性。