某高铝型铁尾矿低碳免烧砖的制备及性能研究

为了解决铁尾矿堆存带来的环境压力,实现资源综合利用,以河北省张家口市某高铝型铁尾矿和水泥为原材料,通过压制成型的方式制备了一种低碳免烧砖。测量了铁尾矿免烧砖的抗压、抗折强度及密度,探究了水泥掺量和铁尾矿颗粒级配对该免烧砖性能的影响,并通过X射线衍射分析(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)以及扫描电子显微镜(SEM)等手段探究了铁尾矿免烧砖的微观机理,结果表明:铁尾矿免烧砖的强度随着水泥掺量的增加而增大,铁尾矿颗粒级配会对铁尾矿免烧砖的强度产生显著影响;通过微观表征手段揭示了水泥掺量影响铁尾矿免烧砖强度的内在机理,即水泥掺量增加,水泥水化产物增多,铁尾矿免烧砖的孔隙被填充,增强了铁尾矿颗粒之间的胶结能力,从而提高了免烧砖强度。本研究成果可为类似铁尾矿资源化利用提供借鉴。

青黑杨杂种三倍体花粉母细胞减数分裂染色体行为及其花粉变异研究

【目的】本研究通过分析青黑杨杂种三倍体的花粉母细胞减数分裂特征和配子变异规律,为进一步利用三倍体种质作为中介材料进行杨树染色体工程育种奠定基础。【方法】本研究以雌配子染色体加倍来源的‘哲引3号杨’ב北京杨’杂种三倍体WT-21及杂种二倍体WD-2雄株为材料,基于醋酸洋红染色压片观察,比较分析了两者花粉母细胞减数分裂染色体行为及花粉形态变异。【结果】(1)无论是三倍体杂种WT-21还是二倍体杂种WD-2,其花粉母细胞减数分裂染色体行为均非常丰富,存在高频率的染色体提前分离、落后染色体、微核等异常现象,反映了亲本基因组间较强的异质性。(2)WT-21和WD-2花粉母细胞减数第二次分裂过程均存在平行纺锤体、融合纺锤体、三极纺锤体等异常定向,而且在WT-21中还发生胞质提前分裂,共同导致减数分裂产物中二分体、三分体等的产生。(3)三倍体WT-21的花粉空瘪率达44.55%,高于二倍体WD-2;WT-21饱满花粉的直径显著大于WD-2,从花粉直径分布可推测出WT-21能产生少量未减数花粉;WT-21的花粉生活力为(1.08±0.44)%,显著低于二倍体WD-2(28.67%±2.04%)。【结论】由于倍性效应和杂合性的双重影响,青黑杨杂种三倍体的花粉母细胞减数分裂存在复杂的染色体行为,并对配子发育造成影响;利用三倍体的花粉进行授粉,可能获得非整倍体和四倍体后代,为杨树染色体操作奠定基础。

基于水化学的北京及周边岩溶地热水形成条件研究

北京市及周边岩溶地热田地热水在由浅至深的深循环,在高水头作用下上涌的过程中,溶解了热储及围岩的岩盐、石膏等成分,并不同程度与浅部冷水混合,形成了现今的地热水水化学特征。水文地球化学与同位素特征表明,岩溶地热水的补给来源是北京市及周边山区的大气降水,北京平原区浅埋的岩溶冷水也可能形成补给。自补给区至岩溶热储深埋区,地热水的循环交替条件逐步变差,水质逐渐变复杂,变质程度逐步增高。水化学特征显示,除天竺、后沙峪和凤河营等水文地质环境较封闭的地热田外,北京市及周边大部分地热田的岩溶地热水补给条件良好,地热水的可开采资源量大。

航空高光谱CASI-SASI数据蚀变矿物信息提取与应用——以甘肃省敦煌市小金窝子地区为例

航空高光谱遥感数据具有“空谱合一”的优势,深入挖掘并应用高光谱数据中蕴含的蚀变矿物地质信息具有重要意义。本文应用航空高光谱CASI-SASI数据,建立了基于“整体谱形-特征参量协同”的蚀变矿物信息提取流程,并在甘肃省敦煌市小金窝子地区开展了蚀变矿物信息提取、地质涵义分析和野外查证。基于高光谱CASI-SASI数据成功提取了褐铁矿、绿泥石、绿帘石、短波云母、中短波云母、中长波云母、长波云母共7种蚀变矿物。高光谱CASI-SASI数据提取的大面积区域性分布的蚀变矿物多为区域热液作用产物,小范围定向分布的蚀变矿物与断裂、岩脉等成矿热液活动关系密切,局部产出且具定向性的中短波云母与断裂构造及酸性脉体关系密切,基于野外地质调查和ASD光谱实测的蚀变矿物野外查证工作证实蚀变矿物提取结果可信。褐铁矿+中短波云母的蚀变矿物组合具有金矿化指示意义,为基础地质调查和矿产资源勘查提供了重要的遥感信息。

年龄效应对白杨硬枝扦插苗生长及其茎皮部解剖结构和叶片生化指标的影响

为探究白杨年龄效应导致的扦插繁殖苗退化问题,该试验以杂种三倍体‘北林雄株2号’的不同年龄苗木硬枝插穗为材料,就扦插苗生长形态、光合生理、根发育特征、插穗皮部解剖结构以及苗木生长发育过程中叶片可溶性总糖(TSS)、可溶性总蛋白(TSP)、叶绿素(Chl)、脯氨酸(Pro)、赤霉素(GA)、生长素(IAA)、脱落酸(ABA)及IAA/ABA比值等生理生化指标进行了观测。结果表明:(1)再生苗苗高、地径、叶柄长度、节间宽、叶面积、主根数、主根长、生根率、根系效果指数及净光合速率(P_n)等指标均随插穗年龄的增加而降低,而其侧根数、侧根长、胞间CO_2浓度(C_i)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)等指标与插穗年龄无明显相关性。(2)插穗茎皮部解剖结构显示,周皮和木质部厚度都随插穗年龄增大而增厚,韧皮部厚度则无明显变化。(3)再生苗叶片可溶性总糖、总蛋白、叶绿素、IAA、GA含量以及IAA/ABA比值等指标均随插穗年龄的增加而逐渐降低,而脯氨酸和ABA含量则随插穗年龄增加而增加。研究发现,白杨扦插苗随插穗年龄的增加累积成熟效应,使新生苗表现出整体性衰老的生长状态。

赤霉素喷洒处理诱导新疆杨2n花粉产生及其对微管骨架的影响

【目的】探究赤霉素喷洒处理诱导新疆杨产生2n花粉的可行性及其对花粉母细胞微管骨架的影响,旨在开发诱导效果好且价格低廉的新型化学诱变剂,构建高效的林木多倍体育种技术体系。【方法】以新疆杨雄花枝为试验材料,利用醋酸洋红染色法、免疫荧光法等方法,在观察新疆杨花粉母细胞减数分裂进程的基础上,开展了赤霉素喷洒处理诱导新疆杨2n花粉产生及其对花粉母细胞减数分裂微管骨架动态变化的影响研究。【结果】新疆杨花粉母细胞减数分裂历时约4 d,且存在明显的不同步性。减数分裂时期、喷洒次数、减数分裂时期和喷洒次数的交互作用、以及喷洒次数和赤霉素浓度的交互作用均对2n花粉诱导率具有显著影响。利用50μmol/L的赤霉素溶液于第二次减数分裂时期对新疆杨花粉母细胞进行7次喷洒处理是诱导新疆杨花粉染色体加倍的最佳处理组合,2n花粉诱导率达到(8.83±3.10)%。与对照组相比,在最佳处理条件下,新疆杨花粉母细胞末期Ⅱ相邻子核之间的辐射状微管部分缺失,导致2个相邻子核间胞质分裂失败,从而产生核复原现象,形成三分体,进而发育成一个单倍性配子和一个2n配子。【结论】赤霉素喷洒处理可诱导新疆杨花粉染色体加倍,获得一定比例的2n花粉。赤霉素喷洒处理后,花粉母细胞第二次减数分裂末期相邻子核之间的辐射状微管部分缺失可能是赤霉素处理诱导新疆杨产生2n花粉的原因。

北京西部山区典型危岩体危险性评价研究

以北京西部山区典型危岩体为例,通过现场调查、赤平投影整体稳定性评价、典型单体稳定性计算和运动轨迹数值模拟等方法,进行综合研究。结果表明:危岩带在自然工况下处于稳定-基本稳定状态,暴雨和地震工况下欠稳定;危岩体一旦发生崩塌,会以滚动、跳跃、撞击的形式威胁到坡脚处人员及设施安全。针对研究区危岩体在暴雨及地震工况下所处的稳定状态、失稳方式及危害对象的特点,提出治理建议。

Phase Transformation Originated From Diffusion Induced Grain Boundary Migration

Superlattice phase transformation, occurred in the solute enriched region caused by diffusion induced grainboundary migration (DIGM), was found in two kinds of diffusion couples which consist of: (1) low carbon highstrength steel with hot dipped zinc coating, and (2) commercial pure iron with galvanized zinc coating after isothermally diffusion annealed at different temperatures (500, 560 and 580℃) with various durations. The product of thetransformation is an ordered phase with Li2 superlattice structure which was identified through the analysis by SEM,TEM and AEM. The ordered phase resulted from transformation occurred in the alloyed areas generated by DIGMand DIR The zinc content in this phase is variable, it approaches the stoichiometric composition Fe3Zn as the diffusion time is sufficiently prolonged. The mechanism of the transformation in connection with the process of DIGMand DIR was discussed. DIGM DIR and DIP (diffusion induced phase transformation) are three interrelatedprocessed originated from grain boundary diffusion.

现代林木育种关键核心技术研究现状与展望

良种是提升人工林生产力和增强其碳汇能力的重要基础。“林业种质资源培育与质量提升”是国家“十四五”重点研发任务之一。突破制约林木育种效率和遗传增益提升的瓶颈对于保障国家木材安全和实现“双碳”目标具有十分重要的战略意义。由于传统林木育种周期长、效率低、表型选择精度差,以分子育种为代表的现代育种技术可以显著缩短林木育种周期,精准改良目标性状,成为实现高效林木遗传改良的关键途径。笔者分析了限制林木遗传改良进程的主要问题,阐述了全基因组选择育种等现代林木育种关键核心技术的发展现状及应用情况,并对这些技术未来发展方向进行了展望,为加速林木遗传改良的重大技术创新提供参考。

木本油料植物光皮树SSR特征分析及其SSR-PCR反应体系优化

本研究基于木本油料植物光皮树叶片转录组数据,利用软件MISA (1.0)对所有Unigene进行SSR搜索、检测和特征分析。结果显示,光皮树叶片转录组36 839条Unigene,有8 945条Unigene含有SSR。一共有SSR位点12 538个,出现频率约为2 514 bp/个。其中完整型和混合型SSR位点个数分别为11 050和1 488,一条Unigene中含有5、4、3、2、1个SSR位点的分别有11、37、199、1 329、8 540条。SSR丰富度依次为二、一、三、四、六、五核苷酸,分别有7 282、3 388、1 675、96、59、38个。SSR共有210种重复基元,从一核苷酸到六核苷酸分别有4、12、60、52、27、55种。其中SSR重复基元的重复次数均在5~44次,重复次数主要集中在4~15次,占94.47%。不同类型SSR重复基元频率最高的4类碱基序列依次为AG/CT、A/T、AT/AT和AC/CT,以二核苷酸为主。通过正交实验,得出SSR-PCR反应体系最佳组合为:退火温度55℃+循环次数34+模板浓度50 ng/μL+引物量0.5μL。SSR-PCR反应体系优化保证了后续分子标记实验数据的可靠性,为光皮树SSR遗传多样性、表型性状关联等分析提供了依据。

利用基因工程改良杨木材性并提高造纸中纤维素利用效率的研究进展

木质纤维素是地球上数量最大的可再生资源,由木质素、半纤维素及纤维素三者紧密结合产生的抗降解屏障作用是纤维素能源利用的主要障碍。通过调控木质素生物合成途径关键基因的表达来降低杨树木质素含量或改变木质素成分,是提高杨木纤维素转化效率并降低转化成本的有效途径。通过选定木质素合成基因作为调控目标,运用RNAi抑制技术调整木质素的生物合成,转化获得转基因植株是一条可行的途径。同时建立并开发更合理的木质素提取方法,得到纯度得率更高的木质素,结合多维核磁共振等分析手段对转基因杨树组分的成分结构变化进行深入地解析,追踪基因工程对杨木材性的改良效果,进一步为木质纤维素高效利用以及生物质能源杨树的遗传育种研究开拓新思路。