影响昆虫产卵行为的因素及其应用研究概述

产卵是昆虫完成个体发育、繁衍后代必经的生命阶段。昆虫在选择适宜产卵场所、做出产卵行为时会因自然环境、寄主本身分泌物以及寄主天敌等因素的影响而发生变化。这些影响因素的改变如果加以合理利用可以成为防治植食性昆虫和更好的发挥寄生性和捕食性天敌昆虫作用的重要途径。因此,本文从产卵抑制信息素、引诱物、学习经历和产卵基质等方面综述了影响昆虫产卵行为的因素,并对其应用做出展望,以期为害虫防控和寄生性、捕食性天敌昆虫的研究和应用提供参考。

河道水下砂坑追踪及对堤防安全性影响研究

未经批准的河道采砂形成的砂坑会对河道岸坡甚至堤坡安全产生严重影响。对于河道管理,由于水下砂坑的隐蔽性,往往难以追踪其位置及规模形态,从而无法评估其对堤防及岸坡安全性的影响。为研究河道水下砂坑追踪技术及对堤防安全性的影响,结合工程,使用侧扫声呐、GPS-RTK及水下测深技术、Autobank分析软件等,对水下砂坑定位,并对砂坑规模形态进行测量,对堤防及岸坡的抗渗稳定性、抗滑稳定性进行分析计算,进而评估水下砂坑对堤防及岸坡安全性的影响。

南亚实蝇鞣化激素基因的克隆与表达分析

【目的】克隆南亚实蝇Zeugodacus tau鞣化激素基因,分析其分子特征及时空表达模式,为探索其生理功能奠定基础。【方法】利用同源克隆和RACE技术从南亚实蝇刚羽化成虫中克隆鞣化激素基因bursicon-α和bursicon-β的全长cDNA序列,并用邻接法(neighbor-joining method)与其他昆虫同源序列构建系统发育进化树。利用荧光定量PCR技术检测这两个基因在南亚实蝇不同发育阶段(卵、1-3龄幼虫、预蛹、蛹和刚羽化成虫)的表达特性。【结果】克隆获得南亚实蝇鞣化激素基因bursicon-α(GenBank登录号:MH421861)和bursicon-β(GenBank登录号:MH421862)。bursicon-α基因开放阅读框为551 bp,编码183个氨基酸;bursicon-β基因开放阅读框为467 bp,编码156个氨基酸。基于两个鞣化激素基因的氨基酸序列的系统发育树分析显示,南亚实蝇Bursicon-α与Bursicon-β均与瓜实蝇Zeugodacus cucurbitae的同源蛋白亲缘关系最近,且与其他双翅目昆虫的同源蛋白聚为一类,形成独立的分支。荧光定量PCR结果表明,两个基因在南亚实蝇各龄期均有表达,均在第5天蛹和刚羽化成虫翅伸展时期表达量最高。【结论】bursicon-α和bursicon-β基因在南亚实蝇不同发育阶段表达量不同,推测其在南亚实蝇成虫表皮鞣化和翅的形成中发挥着重要作用。本研究为进一步探索鞣化激素在南亚实蝇生长过程中表皮的骨化、翅的重建等方面的功能机制奠定了基础。

浅水观察小型ROV结构设计与优化

针对小型水下机器人(ROV)体积小、质量轻导致抗干扰能力差等问题,从外形、密封耐压舱等主体部件出发,对整体结构进行优化设计,采用Fluent进行水下动力分析,分析所设计的小型ROV在水下航行时所受到压力及速度矢量变化,结合整体外形,推进器结构及电控系统的优化选型并得出优化设计结果,浅水观察小型ROV采用流线型设计后,可有效降低水阻同时减小体积,增强了运动性,能耐压能力强。

辐照对瓜实蝇遗传区性品系成虫肠道微生物的影响

为研究辐照对瓜实蝇肠道微生物群落多样性和结构组成的影响,以100 Gy137Cs辐照来自瓜实蝇遗传区性品系(GSS)的5、8、11和13日龄的雌、雄成虫,并采用Illumina MiSeq测序技术分别对其肠道菌群进行测序分析。结果表明,瓜实蝇雌雄成虫的肠道中存在19个主要的菌属,包括17个属名已知,1个属名未知和1个属不可培养。其中,17个已知属分别属于4个细菌门,即变形菌门(Proteobacteria)(占总量的50%~98%)、厚壁菌门(Firmicutes)(占总量的2%~47%)、拟杆菌门(Bacteroidetes)(占总量的1%~16%)和1个至今微生物界还未确定的稀少菌门(unclassified rare phyla)(总量<1%)。此外,辐照降低了瓜实蝇肠道中的微生物多样性以及优势菌的丰富度,且这种影响与瓜实蝇的性别和成虫日龄无关。本研究结果为评估和修复辐照对瓜实蝇的损伤提供了参考。

基于SolidWorks的设备集成舱基座有限元应力分析

针对FPSO水下检测中对集成式工作舱的应用需求,通过SolidWorks软件建立了集成式工作舱三维模型,依据设备分布情况对其结构进行设计及分析,并通过SolidWorks Simulation对集成式工作舱基座的复杂受力位置进行应力应变分析和针对性的优化基座设计。计算结果表明,吊机载荷对基座的影响主要体现在底板与底横梁接触面,应力、位移、应变分析有力证明了不同结构的受力差异,优化设计结构能将吊机对基座的载荷均衡分配和降低局部极限受力。研究提出的优化设计方案对集成式工作舱在复杂海洋环境应用有实际指导意义。

水下无线传感器网络安全研究综述

水下无线传感器网络(UWSNs)广泛应用于如灾害预警、资源勘探等各种领域,然而易受到恶意攻击,迫切需要发展能够适应其通信带宽窄、传播时延长、时空不确定性严重等特性的安全机制。首先,该文从水下无线传感器网络的特性及安全需求入手,对其面临的安全威胁进行了分析。然后,对水下无线传感器网络中的加密、认证、信任管理、入侵检测、安全定位、安全同步和安全路由各类安全机制进行了综述。最后,对水下无线传感器网络安全研究中面临的缺少实际测试及相关数据集等挑战以及利用网络特性发展安全机制的未来研究方向进行了探讨。

基于信息融合的船舶电力推进系统健康评估技术

针对当前健康评估技术在船舶电力推进系统应用研究相对匮乏的现状,构建一种基于多传感器信息融合的船舶电力推进系统健康评估方案,提出健康评估系统中的船舶电能质量状态评估和基于船舶设备运行信息的状态评估方法。基于船舶实际情况,开发1套健康评估软件,为保障船舶电力推进系统的稳定可靠运行、增强系统的排故能力提供有效技术手段。

南亚实蝇成虫肠道细菌的分离与鉴定

采用传统的微生物培养和16S r DNA(V6-V8)高变区测序相结合的方法,从室内人工饲养的性成熟南亚实蝇雌虫肠道中分离、鉴定出21株细菌,均属于γ-变形菌门,分别为肠杆菌属(7株)、拉乌尔菌属(3株)、沙雷氏菌属(2株)、普罗维登斯菌属(2株)、不动杆菌属(1株)、柠檬酸杆菌属(1株)、西地西菌属(1株)和不可培养的细菌(4株);从性成熟的南亚实蝇雄虫肠道内分离得到20株细菌,分别为细菌(7株)、克雷伯氏菌属(4株)、肠杆菌属(3株)、普罗维登斯菌属(2株)、沙雷氏菌属(1株)、摩根菌属(1株)、假单胞菌属(1株)和γ-变形杆菌(1株),也均属于γ-变形菌门.由上可知,性成熟的南亚实蝇雌、雄成虫肠道共有细菌为肠杆菌属、普罗维登斯菌属和沙雷氏菌属,均属于肠杆菌科,表明肠杆菌科是南亚雌、雄成虫肠道细菌的优势菌群.

一种桔小实蝇Minus-C气味结合蛋白的分子克隆和结合特征分析

为了更好地了解昆虫气味结合蛋白(odorant binding proteins,OBPs)在桔小实蝇Bactrocera dorsalis嗅觉识别中的作用,并明确其与寄主挥发物的结合特性,本研究克隆了一个"Minus-C"OBP基因Bdor OBP1a。BdorOBP1a基因长480 bp,编码159个氨基酸,其N端含有26个氨基酸的信号肽,去信号肽氨基酸序列中有4个保守的半胱氨酸。利用荧光竞争结合实验对Bdor OBP1a与21种寄主挥发物进行结合特征的测定,结果表明Bdor OBP1a可以与15种寄主挥发物结合,其中结合能力最强的是β-紫罗兰酮和苯甲醛,解离常数分别为31.1、31.8μmol/L。行为反应表明桔小实蝇对β-紫罗兰酮,乙酸异戊酯,苯甲醛和己酸乙酯都具有趋性。由此推断,Bdor OBP1a具有选择性识别和结合各种配基的特性,并在桔小实蝇对寄主植物气味的定位过程中起着重要的作用。

斑翅果蝇Orco基因的生物信息学分析

对斑翅果蝇非典型嗅觉受体(Orco)基因的理化性质、亚细胞定位、跨膜结构、信号肽、磷酸化位点、保守结构域、亲疏水性、蛋白功能、二级和三级结构及同源进化等进行分析.结果显示,斑翅果蝇Orco基因编码的蛋白质有486个氨基酸,相对分子质量为54 271.14 u,等电点为8.69.亚细胞主要定位于其他细胞器,不属于分泌蛋白;无信号肽序列,有7个跨膜结构和1个Pfam 7tm_6的结构域;Orco蛋白的二级结构中,α螺旋占50.21%,直链延伸占20.16%,β转角占8.64%,无规则卷曲占20.99%;三级结构主要由α螺旋和无规则卷曲缠绕折叠形成.

橘小实蝇雌虫对其肠道共生菌发酵液的嗅觉行为反应

肠道微生物潜在的生防价值为研究橘小实蝇治理提供了一个新的思路。本研究利用Y型嗅觉仪测试了橘小实蝇肠道菌发酵原液及其高压灭活上清液对寄主雌虫在10、20以及30 min嗅觉行为的影响,结果表明阴沟肠杆菌(F8)、肠杆菌属(F13)、产气克雷伯氏菌(F26)、霍氏肠杆菌(F67)发酵原液以及阴沟肠杆菌(F8)、肺炎克雷伯氏菌(F10)、Pseudocitrobacter anthropi(F16)、粪肠球菌(F18)、赫尔曼亚特兰大杆菌(F31)、蜡样芽胞杆菌(F45)、铜绿假单胞菌(F50)、阴沟肠杆菌(F59)高压灭活上清液对橘小实蝇雌虫具有显著的引诱效果,P. anthropi(F16)发酵原液对雌虫具有显著的忌避作用;此外,橘小实蝇对不同的肠道菌的反应时间不同。本研究明确了橘小实蝇雌虫对其肠道菌发酵原液、高压灭活上清液的嗅觉反应,为开发雌虫引诱或忌避剂提供了依据。

肠道可培养共生菌对橘小实蝇不育雄虫生物学特征的影响

橘小实蝇是一种对果、蔬产业造成严重经济损失的害虫,应用昆虫不育技术(SIT)防治橘小实蝇是一种切实可行的科学手段,但辐照会使不育雄虫受到一定程度的损伤。本研究通过在饲料中添加抗生素对肠道灭菌处理来探究肠道可培养共生菌对橘小实蝇生物学及形态学参数的影响。结果表明,抗生素处理组在不育雄虫的蛹重、逆境存活率以及竞争交配力等均显著低于对照组。另外,抗生素处理组和对照组不育雄虫的存活率曲线图表明处理组不育雄虫的寿命时长显著低于对照组,利用Weibull分布拟合模型判断得知两组橘小实蝇存活率曲线均符合基本模型中的Ⅰ型。本研究为进一步利用肠道可培养共生菌来改善橘小实蝇不育雄虫的生理健康提供理论基础。

钾离子电池负极材料研究进展

钾具有资源丰富、来源广泛,价格低廉的特点;在电化学体系中,钾具有较低的电极电势与较快的离子电导率,因此钾离子电池被认为是未来替代锂离子电池的理想储能体系。然而,由于钾离子的尺寸(1.38Å,1Å=10^-10 m)远大于锂离子(0.76Å),适用于锂离子电池的电极材料在嵌钾后会发生巨大的体积膨胀和结构破坏,难以满足实际应用的需要。近年来,为寻找适宜嵌钾的材料与抑制膨胀的方法,越来越多的电极材料体系被开发出来。本文综述了钾离子电池负极材料的研究进展,重点介绍了碳基材料(石墨、硬碳、软碳等),钛基材料,合金类材料,转化类材料以及有机化合物等体系的嵌钾机理与结构-性能关系,探讨了各体系材料存在的优势与缺陷;特别分析了存在于碳基材料的两种储钾机制(插层机制与赝电容机制)及各自对电化学性能的影响,指出了发生在电极表面的赝电容机制更适于钾离子的储存,并整理介绍了提高赝电容行为贡献量的方法。此外,展望了钾离子电池体系未来发展的方向和应用前景。

基于Fe/Co-MOF制备的高性能镍铁电池铁电极及其电化学性能

铁电极是构筑高性能镍铁电池的关键。本文报道了一种基于Fe/Co-MOF制备镍铁电池铁电极的新思路,并系统研究了该材料的电化学性能。XRD、SEM和HRTEM等结果表明,Fe/Co-MOF烧结产物以八面体颗粒为主,主要由Fe_3O_4相及少量Fe-Co合金构成。作为镍铁电池的阳极时,相比于未加入Co的材料,目标材料的电化学性能得到了明显改善。Fe/Co-MOF烧结产物的放电平台稳定在1.18V,比Fe-MOF烧结产物的放电平台(1.10V)高约0.08V。尽管Fe/Co-MOF烧结产物在前10次循环出现了明显的容量衰减,但之后保持了较好的循环稳定性能,在1.0A·g-1电流密度下循环90次后比容量稳定在233.1mAh·g-1,而Fe-MOF烧结后产物的比容量仅为181.2mAh·g-1。交流阻抗结果显示Fe/Co-MOF烧结产物表现出更低的电荷传递阻抗。

苯磺隆对亚热带山地泥炭藓湿地杂草的控制效果

为了控制亚热带山地泥炭藓湿地中杂草的生长,加速泥炭藓湿地的恢复,在位于湖北省宣恩县七姊妹山的泥炭藓湿地恢复大田上开展泥炭藓湿地的控草研究。在室内预试验筛选除草剂的基础上,选用苯磺隆(tribenuron-methyl)作为大田试验的除草剂,以探究4种浓度对照组(CK,不喷除草剂)、低浓度(L,37.5 g/hm^2)、中浓度(M,75.0 g/hm^2)、高浓度(H,150.0 g/hm^2)处理下,苯磺隆对泥炭藓湿地恢复大田杂草的控制效果以及对大泥炭藓(Sphagnum palustre)生长的影响。结果表明,相较于对照组,其他3种浓度苯磺隆处理组对大泥炭藓的生长均未表现出抑制作用。但是,苯磺隆对杂草的控制效果随着浓度的增加而愈加明显。此外,苯磺隆对阔叶类杂草的控制效果相比禾本-莎草类杂草更加明显,并且当杂草盖度控制在40%~50%时,大泥炭藓生长最好。说明苯磺隆是一种适合应用于泥炭藓湿地恢复大田的控草试剂,研究结果对泥炭藓湿地的快速恢复及泥炭藓产业化种植具有重要意义。

湿法磷酸深度净化工艺的研究

针对湿法磷酸原料杂质多、产品附加值不高的问题,研究以湿法磷酸为原料,采用预处理工艺结合二级膜过滤的集成深度净化工艺,成功制得了食品级磷酸。结果表明:预处理工艺中,脱砷率可达89.7%,脱硫率可达98%,脱氟率可达95.2%;二次脱砷工艺中,脱砷率可达93.3%;两级膜工艺中,碳化硅超滤膜平均通量达595 L/(h·m^(2));一次纳滤平均通量为6.4 L/(h·m^(2));二次纳滤平均通量为12.9 L/(h·m^(2));二次纳滤后的湿法磷酸中w(Fe)=2.26 mg/kg、w(Pb)=0.29 mg/kg、w(Cd)=0.15 mg/kg;经浓缩处理后达到食品级磷酸标准。

湖北兴山县种子植物区系特征与垂直分布格局研究

根据2016年-2017年对兴山县全域进行网格调查所获取的3450份野生种子植物标本,结合相关标本馆馆藏标本数据,对兴山县域种子植物区系特征与垂直分布格局进行了研究。结果显示,兴山县共有野生种子植物145科705属1883种。在科级水平上主要以热带分布型为主,共有63科,占总科数的43.45%;属级水平上温带分布型占据优势地位,共有379属,占总属数的53.76%。兴山县种子植物区系特征兼具有温带性质和热带亲缘,过渡性特征明显,区系成分复杂。种子植物在垂直分布上主要呈现为三大类:在海拔100-1000 m范围内主要形成低山常绿落叶阔叶混交林;在海拔1000-1900 m范围内以中山落叶阔叶林为主;海拔1900-2500 m范围内形成亚高山灌丛。总体来看,兴山县种子植物在海拔700-1300 m的中海拔地区物种最为丰富。

鄂西北珍稀濒危植物及物种多样性空间尺度分析

为了探究鄂西北地区珍稀濒危植物及其多样性空间分布与该区域地理环境的关系,于2007-2017年先后对鄂西北8个自然保护区的植物资源进行了调查,对其种类组成、地理成分、生活型及物种多样性的空间分布特征进行研究。结果显示:(1)鄂西北珍稀濒危植物共有262种,隶属于62科149属;(2)该区域珍稀濒危植物地理成分与生活型谱具有地域过渡性和多样性;(3)鄂西北地区珍稀濒危植物的物种丰富度峰值出现在海拔900~1700 m区段,物种丰富度与海拔区段间具有显著的二次方程关系:y=-0.5107x^2-12.43x+7.3111(R^2=0.7867,P=0.04);(4)不同空间尺度下,物种Shannon-Wiener多样性指数(H_D)、均匀度指数(ED)、Margalef多样性指数(K_D)随空间尺度的变化均呈幂函数关系,其相关系数分别为R^2=0.7303 (H_D)、R^2=0.8858(E_D)、R2=0.9805(KD)。研究表明H_D、E_D、K_D值的变化幅度可能与该区域地理环境的变化有关。目前砍伐毁林和过度采挖是该地区珍稀濒危植物最大的威胁因素,建议从珍稀濒危植物物种多样性分布与地理环境特性相结合的角度加强管理,为区域珍稀濒危植物的科学恢复提供支撑。

湖北兴山县种子植物区系研究

根据2016—2017年对兴山县全域进行网格调查所获取的3450号标本以及19026张植物照片,并结合相关标本馆馆藏标本数据对兴山县域种子植物的物种组成及区系特征进行研究。结果显示:兴山县共有种子植物152科761属2185种,其中裸子植物6科15属20种,单子叶植物20科135属315种,双子叶植物126科611属1850,种优势科45科,表征科15科;其植物地理成分复杂,可划分为15个分布型、21个变型,其中温带分布型共有393属,占总属数的54.4%,热带分布型246属,占总属数的33.79%,具有由亚热带向温带过渡的性质;县域植物区系起源古老,并留存下大量的孑遗物种;县境内珍稀濒危植物丰富,但受威胁程度较高,亟待保护。