葡萄浆果内坏死病毒RT-q PCR检测技术建立及其在葡萄砧木中的时空分布规律

【背景】葡萄浆果内坏死病毒(grapevine berry inner necrosis virus,GINV)是近年来在中国报道的一种正单链RNA病毒,该病毒发生普遍且危害严重。高灵敏的检测技术是病毒田间监测和无病毒苗木培育的关键。【目的】建立灵敏度较高的GINV逆转录实时荧光定量PCR(reverse transcription real-time quantitative PCR,RT-qPCR)检测体系;明确不同葡萄砧木对GINV的敏感性;明确GINV在寄主植株中的时空分布规律,为该病毒的监测预警提供技术支撑。【方法】根据GenBank已登录GINV的复制酶(replicase,RP)、移动蛋白(movement protein,MP)和外壳蛋白(coat protein,CP)基因保守序列设计6套引物,通过常规RT-PCR和RT-qPCR筛选特异性强、扩增效果好的引物。再通过对退火温度和引物浓度等反应条件的优化建立GINV的SYBR Green I染料法RT-qPCR检测体系,并进一步对该技术的灵敏度、特异性和田间适用性进行评价。将GINV接种到贝达、SO4、101-14、140R和1103P 5种葡萄砧木上进行症状观察和病毒检测,以筛选GINV敏感性较高的指示植物。基于所建立的RT-qPCR技术对接种GINV葡萄砧木的不同生长时期、不同部位样品进行GINV检测,从而明确GINV在不同葡萄砧木的时空分布规律。【结果】建立了GINV SYBR Green I染料法RT-qPCR检测技术体系,其最佳引物为GINVRPYGF2/R2,最佳引物浓度为300 nmol·L^(-1),最佳退火温度为58.4℃。该技术对GINV的检测特异性强,其检测灵敏度达常规RT-PCR的1 000倍。症状观察结果表明贝达感染GINV的症状最为严重,表现为叶片系统性坏死,而其他砧木叶片仅表现褪绿斑驳和环斑症状。RT-qPCR检测结果表明GINV在EL27时期(坐果期)的相对含量最高,5个品种间的病毒相对含量在EL12(花序分明期)和EL27时期间无显著差异,EL31时期(果实增大期)的贝达与SO4、101-14、140R和1103P的病毒相对含量存在显著差异;GINV的相对含量在不同组织部位存在较大差异,由高到低依次为下部叶片、上部叶片、上部茎秆、下部茎秆、根部。【结论】建立了灵敏度高、特异性强的GINV RT-qPCR检测方法,利用该方法明确了GINV在不同葡萄砧木的时空分布规律。

影响空气式静电放电特性的相关因素分析

为了提高静电放电特别是空气式静电放电试验结果的重复性,从理论和试验两方面对影响空气式静电放电(ESD)特性的相关因素进行了研究,结果表明:电弧长度是影响空气式ESD特性的一个最直接因素,不同电弧长度会得到差别很大的空气式ESD事件,相同放电条件下,电弧长度越短,峰值电流越大,上升时间越小;其它条件一定的情况下,电极的接近速度会影响到电弧长度而引入时间相关效应,进而影响空气式ESD特性,比如当放电电压一定时,接近速度越快,峰值电流越大,上升时间越小;不同的放电电极极性将产生空间极性效应或空间电荷效应,从而影响空气式ESD特性;不同的环境条件尤其是空气成分与空气湿度对空气式ESD的影响很大。这些研究成果将为空气式ESD的试验规律研究提供理论依据。

空气静电放电若干特性分析

针对国际电工委员会标准IEC61000-4-2静电放电抗扰度试验方法存在的问题,对影响空气静电放电的一个重要因素-电弧结构进行了讨论。在此基础上,利用新研制的静电放电模拟测试系统,分析了接近速度和放电电压对放电电流峰值、上升时间、感应电压峰—峰值以及试验结果重复性的影响。试验结果表明:放电电压一定时,放电电流峰值、感应电压峰-峰值随接近速度的增大而增大;上升时间随接近速度的增大而减小;在一定的接近速度和放电电压下,空气静电放电也可以实现较好的重复性。这些规律性的试验结果,为建立静电放电抗扰度试验新方法提供了依据。

IEC 61000-4-2标准试验平台的局限性分析及其完善的探讨

为解决国际标准IEC 61000-4-2规定的静电放电(ESD)抗扰度试验平台存在的局限性,通过分析ESD模拟器开关动作、ESD电流及其导数、ESD辐射场、试验结果的判定准则和试验方法的不完善规范对ESD抗扰度试验的影响,探讨了IEC标准试验平台问题存在的原因。研究发现,ESD模拟器开关动作对试验结果会产生很大影响,其辐射场是造成试验结果差异的主要原因之一;不同品牌的ESD模拟器会产生不同的放电电流及电流导数,因此会产生不同的试验结果;ESD模拟器的种类及其旋转角度会对ESD辐射场产生很大的影响,进而影响到试验结果的重复性;标准对ESD抗扰度试验方法的不完善规范也是造成试验结果差异的原因。

静电放电和方波EMP对微电子器件的效应

为了得到微波低噪声晶体管电磁脉冲的最灵敏端对和最敏感参数以及相关规律和器件的损伤/失效机理和模式,首先采用静电放电人体模型(HBM),针对两类硅晶体三极管(3DG218、3358)进行了静电放电敏感性相关实验,得到该类晶体管的ESD敏感端对是CB结;器件损伤时的灵敏参数是VBRCEO;又采用方波注入法对两晶体管进行实验比较了从CB结反向注入与从EB结反向注入的损伤电压值,发现该类器件的EMP最敏感端对是CB结而非以往人们认为的EB结。

静电放电抗扰度试验中放电电压对放电参数的影响

针对静电放电(electrostatic discharge,ESD)抗扰度测试中存在的重复性问题,利用建立的ESD模拟测试系统,试验研究了接触式静电放电和非接触式静电放电(又称空气式静电放电)这2种放电模式下的放电参数,比如放电电流、上升时间、半圆环天线上的耦合电压等随放电电压的变化关系。结果表明:接触式静电放电模式下,放电参数与放电电压呈现很好的线性关系,放电参数随着放电电压的增大而呈现增大趋势,基于这种线性关系建立了ESD模拟器的严酷度模型;非接触式静电放电模式下,放电参数与放电电压关系复杂,当放电电压较低时,放电电流和耦合电压随着放电电压的增大而呈现增大趋势,上升时间最初基本保持不变,随后也呈现增大趋势,当放电电压增大到一定值时,随着放电电压的进一步增大,放电参数呈现下降趋势。上述结果说明,放电电压在静电放电抗扰度试验中起着重要作用,在进行电子设备的静电放电抗扰度试验时,既要注重放电模式的选择,又要注重所选放电模式下放电电压的使用范围。

空间环境下航天器材料表面带电性能试验方法

采用合适的航天器材料（SM）可以减少空间环境下其表面带电产生的危害,而对其表面带电特性进行测试和评估是进行材料选择的重要依据。为此,对空间环境下航天器材料表面带电特性的试验方法和评估手段进行了研究。设计了一种航天器材料表面带电地面试验室模拟装置,其真空度可达5×10-5 Pa,电子源能量在0～50 keV范围内可调,束流密度在0.5～10 nA/cm2范围内可调,等离子体密度可达1011 cm-3;研制了一套空间环境下航天器材料表面电位动态测试系统和一种静电放电（ESD）脉冲测试微型探头,对典型空间材料的表面充放电特性进行试验研究。结果表明,空间材料表面带电地面模拟装置能够真实模拟空间材料表面带电的环境;研制的航天器材料表面电位动态测试系统可以对空间环境下的航天器材料表面电位进行多点、实时测量;静电放电脉冲测试微型探头具有良好的宽带特性和较高的灵敏度,通过将几Hz至数GHz的静电放电脉冲电场信号转换为强度调制的激光波输出,实现了空间环境下航天器材料表面静电放电脉冲信号的测量。

电晕电流及其辐射信号特性的研究

为得到电晕放电辐射场的时域和频域特征,采用针板结构首先对电晕电流及其辐射场进行了理论分析,然后在此基础上对电晕电流及其辐射信号进行了实验研究。实验表明,电晕电流脉冲波形具有明显的极性效应:①负极性下先发生电晕放电,但正极性放电发生时,脉冲幅值比负极性时大;②负电晕电流脉冲波形的上升时间小于正电晕电流。实验结构不同,电晕放电辐射场的特征不同:利用第①种实验结构得到的放电波形的上升时间为十几个ns,频率分布范围集中在20～100MHz;利用第②种实验结构得到的放电波形的上升时间为几个ns,频率在200～600MHz。该结论对于下一步研究空中带高压物体的电晕放电辐射信号特征具有参考价值。

空气式静电放电抗扰度试验方法

静电放电(electrostatic discharge,ESD)抗扰度试验作为电磁兼容(EMC)试验的一项重要内容,其执行标准IEC 61000-4-2还存在诸多问题,尤其是空气式ESD的重复性问题。为此,基于动能-势能转换原理,采用导轨带动电极运动结构和步进电机装置,用近似单摆结构的试验方法,设计和研制了2种新的ESD抗扰度试验平台,实现了空气式ESD抗扰度试验中对放电电极接近速度的准确控制。利用这2种ESD抗扰度试验平台对空气式ESD的重复性进行了研究。试验结果表明,ESD参数如放电电流峰值、接近速度和放电电压具有很好的规律性,并且在一定的放电电压和接近速度下,空气式ESD也可以具有较好的重复性。在相同放电电压和接近速度下,利用第2种ESD抗扰度试验平台得到的放电电流峰值和上升时间的变异系数均小于利用第1种ESD抗扰度试验平台得到的放电电流峰值和上升时间的变异系数,因此第2种单摆式ESD抗扰度试验平台的重复性要好于第1种ESD抗扰度试验平台的重复性。

电晕放电辐射信号特征实验

为得到放电针电晕放电辐射场的时域和频域特征,利用组建的静电放电测试系统在室外背景噪声研究的基础上实验研究了电晕放电辐射信号,分析了不同极性和大小的电压、天线极化方向、接收距离、放电针形状、温湿度对电晕放电辐射信号波形和频谱的影响。实验表明,电晕放电信号波形陡峭,上升时间从几ns到20几ns;频谱成钟型连续谱,集中在20～100MHz;不同极性,信号波形不同,且正电晕信号幅值高于负电晕;电晕放电辐射场一般为垂直极化,强度反比于接收距离;相对湿度较大时测到的信号幅值较大。

不同轨道航天器表面带电的模拟

针对航天器表面充放电效应带来的影响,基于粒子分室法(PIC),利用SPIS(spacecraft plasma interaction system)模拟了低地球轨道(LEO)和地球同步轨道(GEO)上航天器表面的带电情况,分析了航天器表面充电电位、充电时间、航天器周围等离子体电荷分布等规律.结果显示,由于GEO上等离子体温度高、浓度低,而LEO上等离子体温度低、浓度高,因此,GEO上航天器表面电位远大于LEO上航天器表面电位;航天器的尾迹效应对周围等离子体分布影响显著;由于传统估算公式没有考虑航天器表面电子聚集速度降低的问题,因此,SPIS模拟计算航天器表面电位达到稳定状态的充电时间要比估算值大.

飞机静电起电放电机理及带电极性的相关研究

飞机上的静电来源主要包括：沉积颗粒的摩擦起电、发动机引擎燃烧产生的等离子气体起电、穿越带电云层时的感应起电、对流起电和雨滴等粒子的破裂起电等。当机体上电压达到周围介质的放电电压阈值时就会放电，这些放电产生的电磁噪声对导航和通讯都会造成干扰。飞机放电机理主要包括电晕放电、绝缘材料与金属之间的流柱放电和相邻未焊接金属间的火花放电。在实验室内通过对不同物质进行摩擦起电试验和发动机尾气喷射起电实验，得出不同起电方式的带电极性。

空间等离子体环境中航天器的带电特性

通过简化航天器表面建立了一维粒子层模型,基于静电场理论的Poisson方程、等离子体理论的Boltzmann方程和电动力学的动量方程建立了等离子体鞘层动力学模型.利用模型总结了航天器表面带电粒子运动速度、带电粒子密度、航天器表面电位随充电时间的变化规律,分析了空间等离子体环境参数对航天器表面充电电位的影响.研究结果可为航天器带电防护设计提供一定的理论依据.

静电放电抗扰度试验中辐射场若干特性的试验研究

国际标准IEc61000-4—2中对静电放电抗扰度试验方法和试验布局进行了规定，但是对间接静电放电（ESD）产生的辐射场没有进行描述。根据标准IEc61000—4—2，首先对水平耦合板和垂直耦合板放电时垂直耦合板上的场分布进行了分析，然后对几种医疗设备进行静电放电抗扰度试验。试验得出：1）对两种耦合板放电时，水平耦合板上电场强度和磁场强度随测试距离的变化趋势不同；2）试验结果对ESD模拟器的种类有着依赖关系。这些结果为研究电子设备静电放电抗扰度试验新方法、新标准和新的试验平台及诊断评估方法提供了参考依据。

接近速度和放电电压对空气式静电放电参数的影响

对影响空气式静电放电的一个重要因素——电弧结构进行了理论分析。在此基础上，利用新研制成功的静电放电模拟测试系统，分析了接近速度和放电电压对静电放电电流峰值、上升时间以及感应电压峰-峰值的影响。试验得出，在放电电压一定的情况下，放电电流峰值和感应电压峰-峰值随接近速度的增大而增大；上升时间随接近速度的增大而减小。这些试验结果为建立静电放电抗扰度试验新方法提供了依据。

静电放电抗扰度试验方法存在的问题及相关研究

综述静电放电（ESD）抗扰度试验方法中存在的问题，从静电放电电流的数学描述、静电放电电磁辐射场模型、静电放电与电子设备之间的能量耦合规律及静电放电抗扰度试验4个方面对这些问题的研究状况进行了描述。在此基础上，提出一些解决或改善这些问题的建议和方法以及下一步研究方向。

电晕放电辐射信号特征研究

在背景噪声研究的基础上，利用放电针对电晕放电辐射信号进行了实验研究。分析了不同因素（包括不同极性和大小的电压、天线的极化方向、接收距离、放电针的形状、温湿度等）对电晕放电辐射信号波形和频谱的影响。实验表明，电晕放电辐射信号波形具有陡峭的前沿，上升时间从几纳秒到二十几纳秒；频谱成钟型连续谱，主要集中在20～100MHz；极性不同，信号波形不同；电晕放电辐射场一般为垂直极化；辐射强度与接收距离成反比关系；相对湿度不同，信号幅值不同。

电子辐照下聚酰亚胺材料表面充电特性研究

目的研究多因素条件下航天用典型介质材料聚酰亚胺表面充电特性。方法利用空间介质材料表面带电地面模拟实验系统,以电子枪辐照材料模拟空间带电环境中航天器材料表面带电过程,以航天器上常用的介质材料聚酰亚胺为研究对象,研究不同电子能量、不同束流密度和不同厚度下聚酰亚胺表面充电特性。结果聚酰亚胺表面电位随着电子能量、束流密度和厚度的增大而增大,电子能量越高,束流密度越大,聚酰亚胺表面充电平衡时间越短。结论航天器介质材料表面带电程度与空间带电环境的电子能量、束流密度和介质材料本身结构紧密相连,研究多因素作用下航天用典型介质材料表面充电特性,将为航天器带电防护设计提供数据支持。

电晕放电若干特性的实验研究

为研究空中带高压物体的电晕放电辐射信号特征，采用组建的静电放电测试系统对电晕电流及其辐射信号进行了实验研究。实验表明：电晕放电脉冲波形具有明显的极性效应。负极性下先发生电晕放电，且电流波形的上升时间小于正电晕电流；电晕放电信号波形前沿陡峭，上升时间从几个ns到二十几个ns；电晕放电辐射信号的频谱成钟型连续谱，其频率范围主要集中在20～100MHz之间；极性不同，电晕放电辐射信号波形不同，并且正电晕信号幅值高于负电晕信号幅值。

接近速度和相对湿度对静电放电强度的影响

静电放电（ESD）会对电子设备和系统造成严重干扰,但是在相同的放电电压下,ESD强度却会发生很大的变化。这种变化与电极接近速度、相对湿度和电弧长度等因素有关。为提高ESD实验结果的重复性,通过理论分析和实验研究了电极接近速度和相对湿度对ESD强度的影响。理论计算了两接近导体之间的自（互）电容系数、导体电势差、导体电势差随放电间隙和时间的变化率;实验研究了ESD强度（比如放电电流峰值、上升时间）随接近速度和相对湿度的变化关系。研究得出,接近速度直接决定了导体电势差随时间的变化率,同时对ESD强度产生明显影响;相对湿度会对ESD强度产生很大的影响。