苦瓜McMLO11基因克隆及其表达模式分析

【目的】克隆苦瓜McMLO11基因并研究其在白粉病和非生物胁迫下的表达规律,为阐明其在逆境调控中的作用提供参考。【方法】从苦瓜叶片中克隆McMLO11基因,利用生物信息学对其分子特征进行分析,并采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法,检测McMLO11基因在苦瓜不同组织(茎、卷须、老叶、嫩叶、根)及白粉菌侵染和盐、干旱胁迫下苦瓜真叶中的表达模式。【结果】苦瓜McMLO11基因含有1个1662 bp的开放阅读框(ORF),共编码553个氨基酸;McMLO11属于MLO基因家族,包含典型的Mlo超家族保守结构域。McMLO11蛋白的相对分子质量为63.83 ku,理论等电点为8.53,含7个跨膜域,无信号肽,属于不稳定蛋白;其二级结构主要由无规则卷曲和α-螺旋组成。系统进化树分析表明,McMLO11与黄瓜、南瓜、冬瓜等瓜类的MLO同源性较高。qRT-PCR检测发现,Mc-MLO11基因在苦瓜不同组织中的相对表达量依次表现为茎>卷须>老叶>根>嫩叶;与对照相比,白粉菌侵染后苦瓜叶片中的McMLO11表达量升高,至接种24 h达到峰值,推测其在白粉菌侵染苦瓜的早期产生应答反应;与对照相比,在盐胁迫6 h和干旱胁迫12 h时苦瓜叶片中的McMLO11相对表达量达到峰值,分别为对照的56.7和9.07倍,提示McMLO11基因可积极响应干旱和盐诱导。【结论】成功克隆了苦瓜McMLO11基因,其表达具有组织特异性,该基因可能参与白粉菌胁迫和多种非生物胁迫的调控过程。

基于多时间尺度协同的大规模原油调度进化算法

针对原油调度过程存在的资源规模庞大、约束条件复杂、多时间尺度决策衔接困难等问题,提出一种基于多时间尺度协同的进化算法(MTCEA)。首先,根据炼油企业的规模结构和实际需求,建立了一种大规模多时间尺度原油调度优化模型,该模型由面向资源的中长期调度模型和面向操作的短期调度模型构成,通过引入原油资源动态分组策略,实现原油资源的合理配置,以满足不同的调度规模、多时间尺度的特征和精细化生产的要求;其次,为促进不同时间尺度调度决策的融合衔接,设计基于多时间尺度协同的进化算法,并针对不同时间尺度调度模型中的连续决策变量构造子问题进行求解,以实现不同时间尺度调度决策之间的协同优化;最后,在3个实际工业案例进行了算法性能验证。结果表明,与3种具有代表性的大规模进化优化算法(即竞争性粒子群优化算法(CSO)、基于多轨迹搜索的自适应差分进化算法(SaDE-MMTS)和基于混合模型的进化策略(MMES))以及3种高性能混合整数非线性规划(MINLP)数学求解器(即ANTIGONE(Algorithms for coNTinuous/Integer Global Optimization of Nonlinear Equations)、SCIP(Solving Constraint Integer Programs)和SHOT(Supporting Hyperplane Optimization Toolkit))相比,MTCEA的求解最优性指标和稳定性指标分别提高了30%和25%以上。这些显著的性能提升验证了MTCEA在大规模多时间尺度原油调度决策中的实际应用价值和优势。

品种和播期对麦套短季棉产量和纤维品质空间分布的影响

【目的】研究不同短季棉品种与播期对棉花产量和纤维品质空间分布的影响,为黄河流域棉区麦棉两熟全程机械化适宜播期及品种的选择提供参考。【方法】于2019―2020年开展大田试验,采用裂区设计,以短季棉品种(锦科707和鲁棉2387)为主区,4个播期5月10日(SD1)、5月20日(SD2)、5月30日(SD3)、6月10日(SD4)为副区。调查棉花生物量、株式图、产量和产量构成要素等指标并测定主要纤维品质指标及纤维品质综合指标Q值。【结果】晚播(SD4)处理下棉花花铃期延长,而叶面积指数、果枝数和果节数均随着播期的推迟呈现逐渐降低的趋势。播期显著影响皮棉产量和棉铃分布,2019年和2020年SD1、SD2和SD3皮棉产量均无显著差异,但播期推迟至6月10日的SD4处理下2年2个品种平均皮棉产量较SD1、SD2和SD3分别降低38.7%、37.2%和32.7%。此外,随播期推迟,第1~3果枝的结铃数占比显著增加,第6果枝以上的结铃数占比显著减少。对比纤维品质综合指标Q值,SD1、SD2、SD3处理的中部和上部果枝棉铃的纤维品质优于SD4。2个品种在产量和品质上存在显著差异,2年均是鲁棉2387皮棉产量较高,锦科707的纤维品质较优。【结论】2个品种表现相似,在SD1、SD2、SD3播期下皮棉产量无显著差异且形成相对较优的纤维品质。因此,为避免产量大幅降低,黄河流域棉区麦套短季棉模式下棉花播种日期不应晚于5月30日。

低温胁迫下苦瓜叶片转录组差异基因分析及生理响应特征

苦瓜在生长季节遇到低温会影响其生长发育和产量,限制了种植分布区域。为了研究苦瓜耐寒性的分子机制,本研究以苦瓜自交系43为试验材料,在8℃低温胁迫处理后观察其表型并测定相关生理生化指标,再利用转录组测序技术从生理角度结合分子水平对苦瓜低温胁迫机制进行生物信息学分析。结果表明,在8℃低温胁迫下,苦瓜表现出耐低温适应性,在低温胁迫下丙二醛(MDA)含量、脯氨酸含量及电解质渗透率均呈现显著变化。分析了低温胁迫0和12 h后的转录组变化,结果发现低温胁迫处理后有916个基因上调,369个基因下调。对差异表达基因进行通路注释分析,发现大量与低温胁迫相关的代谢途径。进一步筛选到10个在其他物种报道过可能与冷胁迫相关的基因,包括MYB、WRKY以及NAC转录因子等。对植物耐低温相关的候选基因进行了实时荧光定量PCR(qRT-PCR)表达谱分析,结果与生理表型变化相吻合,同时进一步证实了RNA-seq数据的准确性。本研究基于全基因组水平分析苦瓜在低温胁迫下的转录组变化,以及耐低温相关基因动态变化和生理反应的分子机制,为揭示苦瓜中的耐寒性机理和筛选遗传改良候选基因提供了一定基础。

基于无人机RGB图像的棉花产量估算

目前,无人机系统已应用于作物产量估算,利用无人机搭载的RGB相机在花铃期和吐絮期从3个高度(10、20和30 m)分别采集棉花冠层图像,提取图像的颜色指数和纹理特征,进而对提取的特征分别进行逐步回归分析和因子分析,筛选出重要特征并构建棉花产量估算模型。通过对比分析2个生育时期和3个高度的产量估算模型,最终确定利用RGB图像对棉花进行产量估算的最佳生育时期和最佳高度。结果表明,20和30 m高度下花铃期图像建立的产量模型拟合度以及模型精度均比吐絮期好,而40 m高度下2个生育时期的模型拟合度接近,但花铃期的验证结果不显著;对比20和30 m高度下花铃期以及40 m高度下吐絮期的产量估算模型发现,30 m高度下花铃期通过SWR方法建立的模型拟合效果最佳,由此表明,棉花产量估算的最佳生育时期为花铃期,图像采集的最佳高度为30 m。综上,利用无人机RGB图像能准确快速估算棉花产量,为基于可见光图像的棉花产量估算提供了理论和技术参考,并为其他农作物估产模型的建立提供借鉴。

瓠瓜幼叶转录组功能基因测序及分析

为探讨瓠瓜转录组功能基因信息,对福州芋瓠瓠瓜叶片进行了Illumina Hiseqxten高通量无参转录组测序分析,共获得664 252 268个reads片段,经序列组装共计获得87 518个Unigene,总长度高达91 405 320 bp,76.03%的Unigene长度主要集中在1~1 000 bp。功能注释结果显示,有55 725个Unigene在Nr数据库获得注释,注释到葫芦科的Unigene数量最多,有26 354个,占总Unigene的47.29%。GO数据库注释到18 278个Unigene,可以分为分子功能、细胞组分和生物学过程共三大类的55个亚类。COG数据库中有41 635个Unigene获得注释,分布在信息存储与处理、细胞过程和信号传递、新陈代谢、无特征基因四大类的25个功能区域,其中参与氨基酸运输和代谢的Unigene数量最多。KEGG数据库中有24 770个Unigene获得注释,涉及到220个KEGG代谢途径。SSR位点检索结果显示,包含SSR序列的8 617条Unigene中存在11 029个SSR位点,发生频率为9.846%。本研究结果为进一步深入开展瓠瓜功能基因研究和SSR分子标记开发奠定了重要基础。

电感耦合等离子体质谱法测定丙泊酚注射液中有害元素含量

目的建立测定丙泊酚注射液中铜(Cu)、砷(As)、镉(Cd)、汞(Hg)、铅(Pb)5种有害元素含量的电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法。方法样品用微波消解法进行前处理,采用ICP-MS法测定,等离子体射频功率为1400W,载气为高纯氩气(流速为0.96L/min),等离子气体流速为18L/min,蠕动泵转速为0.2r/s,采样深度为7.5mm,重复次数为3次。通过在线加入内标锗、铟、铋元素来校正基体效应和干扰。结果Cu,As,Cd,Hg,Pb在各自测定范围内线性关系均良好(r≥0.9999),回收率介于91.32%~102.33%,RSD不大于3.77%(n=6)。结论该方法准确可靠、灵敏便捷,可用于丙泊酚注射液中有害元素的含量测定。

基于瓠瓜转录组测序的EST-SSR标记的开发及其应用

为丰富瓠瓜分子标记库、开发瓠瓜SSR标记、寻找有效的瓠瓜种质资源鉴定方法,利用MISA软件对瓠瓜转录组测序获得的87 518条unigene序列进行筛选,共检测出11 029个SSR位点,发生频率为9.85%,分布距离为平均每8.3 kb有1个SSR位点。其中只包含1个SSR位点的unigene序列有6759条,其发生频率为7.72%;有1858条unigene序列含有2个及2个以上的SSR位点,发生频率为2.123%;有920条unigene序列属于混合形式的SSR标记,频率为1.051%。瓠瓜转录组中优势重复基序为单核苷酸、三核苷酸和二核苷酸,分别占总SSR位点的55.51%、25.41%和17.07%。A/T、AG/CT和AAG/CTT分别是单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸的优势重复基元,分别占总SSR重复类型的98.22%、55.39%和39.86%。用Primer 3.0共设计出8617对SSR引物,利用6对条带清晰、多态性稳定的SSR引物构建了36个品种的指纹图谱,部分位点具有高度的一致性,说明基因来源范围较小。聚类分析显示,在相似系数为0.68时将36个瓠瓜品种分为6类。其表明我国瓠瓜品种资源遗传多样性非常狭窄,利用现有瓠瓜资源开展品种选育潜力有限,应加强对野生特异种质的引进与发掘利用。利用瓠瓜转录组数据进行SSR标记开发,获得的SSR位点能为其遗传多样性分析和遗传图谱构建提供更丰富可靠的标记选择。

垃圾填埋场渗滤液水位地球物理探测技术初探

渗滤液水位是影响垃圾填埋场堆体稳定性的重要因素,垃圾填埋场内渗滤液的高水位会引发填埋边坡失稳滑坡事故,为快速地了解垃圾填埋场渗滤液水位,基于高密度电法对地下含水量变化的敏感性特点,利用高密度电法对垃圾填埋场渗滤液水位探测进行了试验研究。采用温纳排列方式,电极间距6m,每条测线布置电极约80根。结果表明,新垃圾填埋区电阻率一般低于10Ω·m;新垃圾填埋场原始山体与垃圾分界线的视电阻率约在40～80Ω·m之间,旧垃圾填埋场高阻区域原始山体与垃圾分界线的视电阻率明显高于新垃圾填埋场。利用高密度电法对垃圾填埋场渗滤液水位进行探测取得了较显著的效果,为物探技术在垃圾填埋场应用提供有益的参考。

不同种植模式棉田土壤温度的时空变化特征

【目的】土壤温度影响着作物的生化过程,了解不同种植模式棉田土壤温度的时空分布特征对探究如何提高不同种植模式下的棉花生产潜力非常重要。【方法】对不同种植模式:单作棉花(MC)、麦套棉花(WIC)、麦后棉花(WDC)农田10-110 cm土层温度进行连续实时监测,并调查棉花的生育进程和各农艺性状。【结果】在5月下旬麦棉共生期,单作棉花的平均土壤温度比两熟棉田土壤温度高1~3℃。7月初,在10-40 cm土层两熟棉花土壤温度大于单作棉花土壤温度,40-110 cm正好相反。8月上旬,各种植模式棉花土壤温度差异缩小,单作棉花土壤温度稍低于两熟棉花的土壤温度。在9月中旬,两熟棉花的土壤温度低于单作棉花的土壤温度。土壤温度主要影响棉花出苗到现蕾和开花到吐絮期的持续时间,对现蕾到开花的持续时间影响不明显。土壤平均温度越高,该生育时期的持续时间越短。同一时期两熟棉花土壤温度的日最低温出现的时间要比单作棉花早1 h左右,而日最高温出现的时间基本一致。不同种植模式不同土层的土壤积温与生物量拟合呈显著的线性关系。【结论】优化管理措施,如通过控制灌溉的时间和量来缓解土壤温度对棉花生长的影响,提高苗期和开花到吐絮期的土壤积温对两熟棉花出苗和吐絮都是有益的。本文以期为不同种植模式的合理配置与管理提供理论依据。

苦瓜苗期耐热性遗传规律研究

【目的】研究苦瓜苗期耐热性遗传规律,为耐热苦瓜育种及相关分子生物学研究提供理论依据。【方法】对20份苦瓜自交系进行苗期耐热性评价,以耐热苦瓜自交系‘0974’、不耐热苦瓜自交系‘1590’为亲本,构建P1、P2、F1、F2、B1和B2共6个世代遗传群体,运用植物数量性状分离分析软件研究苦瓜苗期耐热性遗传规律。【结果】苦瓜苗期耐热性的遗传是受2对加性-显性-上位性主基因控制(B-1模型),控制苦瓜苗期耐热性的2对主基因加性效应分别为-0.846 8、-0.503 3,显性效应分别为0.099 2和-0.451 7,上位性效应以显性×显性互作效应为主,主基因遗传率在B1、B2、F2世代中分别为65.71%、61.20%、71.58%。【结论】分离材料应在早期世代进行人工定向选择,选择过程中要严格控制小区环境的一致性,降低环境影响。

不同品种与播期对麦棉套作棉花生长、产量及棉铃空间分布的影响

【目的】在麦棉两熟种植模式下,研究不同品种与播期对棉花生长、产量以及棉铃空间分布的影响,为棉花播期及品种选育提供依据。【方法】在大田试验中,设置裂区试验,以2个早熟棉品种锦科707和鲁棉2387为主区,4个播期5月10日(SD 1),5月20日(SD 2),5月30日(SD 3),6月10日(SD 4)为副区,分析不同品种和播期对棉花生育期进程、叶面积指数、干物质积累、棉株内部铃重及空间分布的影响。【结果】(1)随着播期的推迟,2个品种均表现为苗期不变,蕾期缩短,开花期和吐絮期先缩短后延长的趋势,锦科707在SD 1处理,鲁棉2387在SD 2处理下有利于营养器官向生殖器官转移;(2)品种和播期对棉花产量存在显著的互作效应,锦科707在SD 1处理下皮棉产量最高,为1873 kg/hm^(2),鲁棉2387在SD 2处理下皮棉产量最高,为1767 kg/hm^(2);(3)锦科707在SD 1处理中,上部和中部铃重最大,而下部铃重SD 3最大,鲁棉2387在SD 2处理中,下部、中部、上部铃重均高于其他处理。同一品种不同播期间,下部和中部成铃分布比例随播期的推迟而增加,而上部则成铃分布比例随播期的推迟而降低。【结论】在黄河流域麦棉套作种植模式下,过晚播种会导致产量严重降低,锦科707在5月10日,鲁棉2387在5月20日左右播种较为适宜。

自适应迭代混合建模及在碳二加氢过程的应用

化工过程反应机理复杂,机理模型与实际反应系统之间存在建模误差;同时存在复杂的缓慢时变特征,如催化剂失活、燃料结焦等,难以用确定的机理描述,一般采用简化的关系描述,因此过程模型将与实际过程系统逐渐失配。为了建立能长期精确反映过程动态特性的模型,建立了一种基于过程特性的自适应迭代混合模型(selfadaptive iterative hybrid model,SAIHM)。将机理模型和数据驱动的模型有效融合以提高模型的预测精度;数据驱动的模型采用深度循环神经网络(deep recurrent neural network,DRNN)以充分挖掘相邻工况间的时序关系;基于某工厂碳二加氢绝热反应器的历史运行数据建立的自适应迭代混合模型与现有机理模型的仿真对比结果表明,自适应迭代混合模型能更有效地跟踪实际系统。

乙烯裂解炉耦合模拟中湍流模型的影响分析

配备底部烧嘴和侧壁烧嘴的乙烯裂解炉应用越来越广泛,不同燃烧模式影响着炉膛内湍流流动状态,考虑到裂解炉中湍流流动与燃气喷料、燃烧和传热有较强的非线性耦合作用,为此探究不同湍流模型在裂解炉/反应器耦合模拟中的影响对于裂解炉的精确设计和优化至关重要。针对不同湍流模型对某十万吨工业乙烯裂解炉进行了耦合模拟,利用CFD数值模拟对采用标准k-ε模型、RNG k-ε和Realizable k-ε模型所建立的湍流流动模型进行评估。将三种湍流模型的模拟结果与工业数据进行比较,重点分析了裂解炉内的速度、温度、湍流能力等参数的分布情况,表明Realizable k-ε模型在火焰稳定性、反应效率等方面优于其他两种模型,且基于Realizable k-ε湍流方程的反应管模型在热通量、炉管外壁温度分布计算结果更接近实际工况。

一例COVID-19核酸检测阳性个案的应急处置报告

背景:2022年4月13日晚8点,笔者所在医院设置在院外的为社会提供COVID-19核酸检测“愿检尽检”样本中发现1管10∶1混检管为阳性,为迅速锁定感染者、控制新冠疫情传播风险,特开展本次应急调查和处置。方法:参照《新型冠状病毒肺炎防控方案(第八版)》、《山东省医疗机构发现新冠病毒感染者应急处置指引》及本院《新型冠状病毒肺炎应急处置预案》,进行信息报告、院区封锁、人员追踪、密接筛查、采样消杀、核酸检测、风险评估等应急处置工作。结果:发现COVID-19无症状感染者1例,50岁女性,系医院周边劳务市场的“零工”,病毒毒株基因测序为奥密克戎BA.2。判定密接接触者65例,均落实隔离管控措施。医院全员新冠核酸检测、环境新冠核酸采样检测结果均为阴性,排除院内新冠传播风险,4月14日上午8点,医院在封控12小时后正常开诊。随后7天,对全院职工一天两检,结果均为阴性,之后恢复每天一检。结论:结合文件要求和医院实际制定详细可执行的新冠应急处置预案并参照预案内容进行演练,可提高医院新冠阳性病例的应急处置效率,为控制新冠疫情院内传播风险,恢复医院正常诊疗秩序赢得宝贵时间。

在线自适应波长选择方法及其在汽油调和过程中的应用

近红外光谱分析技术作为一种非侵入性的分析手段在工业上得到了广泛应用。然而,大多数近红外模型的波长选择方法是离线建立的,无法有效跟踪过程特性的变化。提出了一种新的在线自适应波长选择方法——在线自适应区间高斯过程回归波长选择方法(adaptive interval Gaussian process regression,AIGPR),并用于汽油调和过程中的近红外模型的建立。该方法可以根据待测样本的特性对波长结构进行调整。为了降低在线应用的计算成本,该方法分为离线和在线两个部分,离线部分将光谱分割成若干个波长区间,并在每个波长区间上建立局部模型,为在线应用做准备;在线部分中根据划分规则将采样得到待测样本光谱进行分割并代入相应的局部模型中计算波长区间重要性指标,获得最优波长区间。在汽油辛烷值的光谱数据上证明了该方法的有效性。与重要变量投影法和改进的相关系数法相比,该方法具有更好的性能。

非正规生活垃圾填埋场矿化垃圾资源化利用技术——以东莞市非正规垃圾填埋场为例

以东莞市非正规垃圾填埋场为例,研究了矿化垃圾的组成成分,结果表明:非正规垃圾填埋场矿化垃圾中腐殖土和可燃物占50%以上,且腐殖土中重金属Cd含量高,不能作为农用,宜作为园林绿化土壤使用;经分选后的可燃物热值较高,宜深加工成垃圾衍生燃料(RDF);并讨论了腐殖土的综合利用和垃圾衍生燃料(RDF)的制造工艺技术。

改进鲸鱼优化算法及其在渣油加氢参数优化的应用

针对智能优化算法在处理非线性优化问题中存在的容易陷入局部最优和收敛精度差等问题,提出了一种基于结合差分进化和精英反向学习的改进鲸鱼算法(DEOBWOA)。该算法引入对立搜索初始化、精英反向学习,并结合差分进化进行变异修正,显著有效地提高WOA算法的收敛精度和收敛速度,提高其跳出局部最优的能力。之后采用8个标准测试函数进行仿真实验,结果表明:DEOBWOA算法与标准WOA、HCLPSO、DE算法相比,全局搜索能力和收敛速度都有较大提升。最后建立了渣油加氢动力学模型,考虑到渣油加氢过程中存在诸多典型的非线性约束问题,以某炼化厂渣油加氢装置为例,应用DEOBWOA对渣油加氢反应动力学模型参数进行优化,结果表明该算法能较好地处理实际工程优化问题。

内涵式发展:华东理工大学研究生教育改革十年回顾、成效与展望

实现研究生教育的内涵式发展,既是培养高层次创新人才的现实需要,又是促进高等教育高质量发展的必然要求。回顾过去十年,华东理工大学在研究生教育内涵式发展的探索与实践过程中,在研究生思想政治工作体系建设、教育结构优化、培养模式创新、导师立德树人职责落实和保障支撑体系建设等方面取得了显著的成效。展望未来,要推动研究生教育高质量发展,培养堪当民族复兴大任的时代新人,必须立足学校特色,重视强基固本,不断创新教育模式。

湍流状态下化学品扩散溯源中不同目标函数的影响分析

化学气体泄漏会对生命财产安全及环境造成重大破坏,建立有效的监测装置及评估系统能够在发生泄漏事故时为应急救援提供辅助决策,有效降低泄漏带来的潜在风险。通常会通过在风险区域排布的气体浓度传感器检测气体浓度,根据气象条件及气体扩散前向分布模型来进行泄漏估计。由于泄漏场景数据不易获得,因此本文基于fires dynamics simulator(FDS)的大涡模拟方法模拟含湍流下的泄漏扩散场景获取数据,在此基础上研究了目标函数对于建模过程及溯源结果的影响。通过溯源结果发现,以浓度偏差平方和为目标函数的溯源结果从总体效果来看比其他目标函数更优,但其仍不能避免受湍流影响在某些场景的溯源指标远离平均值,而综合考虑不同目标的溯源结果在一定程度上能改善该情况。