昆虫基因组及数据库研究进展

基因组序列为昆虫分子生物学研究提供丰富的数据资源,推动系统生物学在古老的昆虫学中蓬勃发展。昆虫基因组学研究已经成为当前的研究热点,目前在NCBI登录注册的昆虫基因组测序计划有494项,其中已提交原始测序数据的昆虫有225种,完成基因组拼接的有215种,具有基因注释的有65种,公开发表的昆虫基因组有43篇。本文综述了测序技术发展的历史及其对昆虫基因组研究的推动作用、昆虫基因组的组装和注释及其存在的问题、昆虫基因组测序进展、昆虫基因组数据库的发展及基因数据挖掘利用的基本思路和对策,以及昆虫基因大数据在害虫防治和资源昆虫利用中的应用前景。

寄生蜂细胞色素P450基因家族进化分析

寄生蜂是重要的天敌昆虫,被广泛应用于生物防治,但在实际生产应用中面临诸多问题,如环境适应性和耐药性问题。细胞色素P450是真核生物中广泛存在的超基因家族酶系,参与农药、植物次生代谢物及环境有害物质等的代谢,同时也参与昆虫体内多种内源性化合物的合成与代谢。本文通过对植食性榕小蜂和9种寄生蜂基因组数据的生物信息学分析,共获得615个P450基因,分析表明不同寄生蜂P450基因家族的差异主要发生在CYP3和CYP4簇,而CYP2和Mito簇相对保守;相较于外寄生蜂,内寄生蜂的P450超基因家族有明显的收缩现象;此外,发现了2个在寄生蜂中1:1:1高度保守的P450基因,CYP18和CYP314,以及茧蜂特有的CYP304基因和内寄生蜂特有的CYP28基因。本研究从基因组水平系统地分析了寄生蜂P450超基因家族的进化,为寄生蜂的遗传改良和规模化饲养等提供理论基础。

U型脉管制冷机冷端连管对压缩机输出特性影响

实验研究了U型脉冲管制冷机中冷端连管直径、长度对线性压缩机输出特性及制冷机性能的影响。结果表明,管径过小的连管导致压缩机出口压力波与速度波相位差增大,压缩机效率下降,制冷机性能下降;冷端连管长度对压缩机效率影响不大,但随着冷端连管增长,制冷机整机性能下降。

神牛25拖拉机配联合收割机的改进设计

随着农村改革开放的深入,农业经济得到较大发展,农户的经营规模逐步扩大.农民对农业机械,特别是收获机械的需求量直线上升,以中型拖拉机为主机的组合式联合收割机,以其匹配合理,价格合适,且能一机多用的优点深受农民的欢迎.为使神牛25拖拉机满足配套联合收割机的需要,近几年来我厂对神牛25拖拉机进行了一些改进设计,并经过不同地区的收获试验,取得了较好的效果,我们主要采取了如下改进措施:

基于硅基回热器的微型脉管制冷机的数值模拟

随着电子器件热流密度的不断增加,开发和使用结构紧凑且高效的微型制冷器件已非常迫切。使用Fluent 19.0软件对基于硅基回热器的微型脉管制冷机在不同回热器空隙率、冷热端温度和相位条件下的制冷性能进行了数值计算。结果表明:硅基回热器的空隙率对制冷性能有重要影响;在固定几何参数下,存在一个最佳空隙率使得制冷机的COP最大。当工作频率为500 Hz,充气压力0.2 MPa,空隙率为0.87时,微型脉管制冷机能够在293 K提供3.844 W的制冷量,COP为1.007,相对卡诺效率为3.44%。随着冷端温度上升,制冷机的制冷量增加,但相对卡诺效率随之降低。本研究可为微型化制冷机的设计和开发提供一定指导。

基于当前气候数据预测红火蚁在我国的潜在适生区

红火蚁是世界范围内重要入侵有害生物,预测和研究红火蚁在我国的适生区,可为红火蚁的监测和防控提供理论依据。本研究搜集并整理红火蚁在我国区县级的发生点数据,通过计算2000-2022年间月最高气温、月最低气温和月降水量等19个生物气候变量之间的相关性,使用VIF和Pearson检验筛选获得6个最主要的气候变量,基于Biomod2的组合模型对当前红火蚁适生区进行了预测。结果显示,影响红火蚁适生区分布最重要的环境因子为气温季节性变动系数与平均气温日较差,当前时期的红火蚁高度适生区集中在海南、广东、广西、福建、浙江、贵州、云南、江西和重庆等省市,研究结果为红火蚁的监测预警和科学防控提供理论支撑。

中国及欧洲各国的苹果蠹蛾种群遗传多样性分析

为研究不同国家和地区苹果蠹蛾Cydia pomonella种群的遗传多样性,对采自我国新疆维吾尔自治区和黑龙江省,以及德国、法国和西班牙等欧洲国家的11个种群共60个苹果蠹蛾个体进行基因组重测序,有效测序样本数为56个,共获得8455843个群体单碱基突变(single nucleotide polymorphism,SNP)位点。利用SNP数据进行了苹果蠹蛾群体遗传进化树的构建、主成分分析以及遗传结构分析。结果显示,入侵我国黑龙江省的苹果蠹蛾与德国BD种群更为接近,我国新疆维吾尔自治区与黑龙江省苹果蠹蛾种群有一定的分化,前者种群遗传多样性更低。表明我国东北地区和西北地区的苹果蠹蛾种群具有不同的遗传多样性特征,入侵我国的苹果蠹蛾种群可能来源于欧洲。

基于气体轴承斯特林制冷机的低温冰箱

基于斯特林制冷机的低温冰箱具有体积小、重量轻、便于携带运输的优点,同时可以实现+4^-80℃宽温区冷冻冷藏功能。为了提高降温速率,提升冰箱寿命,通过箱体绝热设计、制冷机冷量传输设计及箱内温度均匀性仿真分析等,设计并制作了一台基于2台气体轴承斯特林制冷机对置式布置的低温冰箱样机,搭建测试系统对其性能进行了初步测试。基于气体轴承斯特林制冷机的低温冰箱冷冻腔容积为27L,在不放置样品的情况下,冷冻腔能够在5h内降温至-80℃。

一种新结构U型脉冲管制冷机

在U型脉冲管制冷机结构基础上,研制了一台带有一个蓄冷器和两个相同脉管的新结构U型脉冲管制冷机,并进行了实验研究和分析。制冷机采用惯性管调相,在压缩机输入电功率80 W,运行频率52 Hz下,获得了120 K@6 W的制冷量。重点对两种惯性管调相方法进行研究和分析,得出了对新结构U型脉冲管制冷机调相有益的结论,并对惯性管调相过程中产生的直流现象进行了验证分析。

高效斯特林制冷机性能实验研究

围绕某型号研制任务需求,自主研制了一种气动分置式斯特林制冷机,制冷机采用动磁式直线电机驱动、压缩机对置结构,压缩机及膨胀机均采用膜片弹簧支撑方式。基于sage软件完成整机热力学、结构相关设计,针对影响制冷机的主要因素:密封间隙、充气压力和膜片弹簧刚度开展了相关的理论和试验研究,获得了压缩机与膨胀机最佳的匹配状态,样机在60 WAC输入功率下制冷量不低于3 W/80 K,制冷机效率可达5%以上。

推移活塞的装配状态对分置式斯特林制冷机性能的影响

推移活塞在膨胀气缸中的工作频率对分置式斯特林制冷机的性能有较大影响,而结构设计、冷热两端压差、回热器阻力、制冷工质的粘性力、活塞阻尼等因素又影响着工作频率。其中,粘性力和活塞阻尼受推移活塞装配状态的影响而具有一定的随机性。研究了推移活塞装配状态、活塞摩擦系数对斯特林制冷机性能的影响,结果表明,在同轴装配条件下,推移活塞和气缸间隙越小,粘性力增加越快,但总体粘性力较小;非同轴装配条件下,偏心率低于0.75时,推移活塞所受到工质粘性力较小,但偏心率达到0.99时,工质粘性力迅速增加;影响制冷机性能的推移活塞阻力的主要来源是摩擦力,与粘性力同量级的摩擦力对分置式斯特林制冷机性能影响较小。

2K温区复合制冷机发展

基于多级斯特林制冷机或多级脉管制冷机预冷节流制冷循环的复合制冷机,结合了回热式制冷与等焓节流的各自优势,具有高效率、低振动、寿命长等优势,使其在深空探测领域受到越来越多的关注。简要介绍了复合制冷机的基本结构,重点概述了复合制冷机在2 K温区的国内外应用情况与研究进展。展望了这种极具潜力的低温制冷技术的未来发展趋势。