谷子中矮秆资源创制、遗传解析和育种利用

谷子是旱作生态农业的主栽作物和应对气候变化的战略储备作物,也是新时期功能基因研究的模式作物。谷子品种的中矮秆化是产业发展的必然趋势。国内外目前已报道的谷子矮秆材料达70多个,从形态上谷子矮秆种质可以分为叶穗直立的紧凑型和叶穗下披的常规型2类;赤霉素(GA)敏感性测定发现4个材料对GA不敏感,其他均是GA敏感型;显隐性分析表明,多数矮秆材料为隐性单基因控制,但矮88株高为多基因控制。利用自然群体关联分析和双亲杂交分离群体合计发掘了109个控制株高的QTL,精细定位了7个矮秆基因,半显性矮秆材料84133的矮化基因SiDW1是唯一克隆并进行功能分析的矮化基因。对谷子中矮秆品种选育的梳理表明,利用矮88和其衍生系为亲本已培育出139个中矮品种(系),实现了谷子株高的显著矮化,满足了机械化收获对抗倒伏降株高的要求。本文综述了国内外谷子株高矮化基因的研究进展,梳理了已经定位和克隆的谷子矮秆基因,讨论了谷子矮秆遗传和育种研究中的问题,展望了未来发展方向。

耦合超声场的气液流动特性

功率超声作为一种新兴的绿色技术,越来越受到石油行业的重视。结合稠油超声降黏机制,从气泡瞬态演化规律和溃灭特性出发,对超声作用下空化气泡和空化流场进行数值模拟和实验验证。模拟结果表明,增加超声频率和减小气泡之间的距离会导致单个空化气泡最大半径的减小,气泡个数的增加会使气泡生长至破裂过程的速度减小,延长超声作用时间和增大超声频率可增加超声场中最大空化压力。实验表明,空化气泡不断在超声场中振荡并互相聚并,且随着超声作用时间的延长,该过程更加剧烈。研究内容为稠油超声降黏在石油化工行业的应用提供了重要的理论指导。

数字经济促进高技术产业绿色创新的黑箱解构——基于有为政府与有效市场的门槛效应分析

本文将数字经济、有为政府、有效市场纳入统一分析框架,剖析3者对企业绿色创新的影响机制,通过构建门槛模型,收集2011—2021年我国30个省、自治区、直辖市(除西藏外)高技术产业的相关数据,测度其绿色创新效率,并分析数字经济、有为政府与有效市场对企业绿色创新效率的影响效应大小。分析结果表明:第一,数字经济对企业绿色创新效率有显著正向影响,但在不同发展时期对企业绿色创新效率的影响存在非线性“U”型的门槛效应。第二,纵向上,有为政府调节数字经济提升企业绿色创新效率的效应在初期与后期显著为正,中期不显著为正;有效市场调节数字经济提升绿色创新效率的效应在初期不显著为负、中后期显著为正,且边际递增。第三,横向上,“有为政府、有效市场、有为政府与有效市场协同”分别在初、中、后期主导调节数字经济提升企业绿色创新效率。第四,有为政府与有效市场的区域协同水平可分为政府市场双高型、政府市场双低型、有为政府加强型、有效市场加强型。基于此,需要推动数字经济发展,提升企业绿色创新效率;充分发挥有为政府与有效市场调节数字经济提升企业绿色创新的正向促进作用;同时结合政府与市场在不同时期的主导作用,依据不同地区有为政府与有效市场的协同水平,采取具有针对性的差异化对策,权变选择合适的配置资源手段,有效提升企业绿色创新效率。

矿井微震与电法耦合监测技术

随着煤炭资源开采区域、深度及强度的增加,矿井工作面采掘扰动极易诱发矿井突水事故,严重威胁我国煤炭资源安全开采。矿井水害事故的发生主要是岩体采动破裂与矿井水渗流共同作用的结果。研究表明,微震信号的纵横波到时、幅值、频率等参量可有效表征岩体破裂位置、强度及其震源机制,地电场信号中的电阻率、激励电流及自然电位等参量可有效表征岩体渗流演化过程。透水通道形成对应微震场特征,地下水渗流对应地电场特征,因此微震电法耦合方法对矿井水害孕育发展过程具有监测预警的功能,可有效对采动破坏过程中形成的突水通道、水源位置及渗流过程等水害三要素进行精准捕捉;减少单一地球物理方法多解性,提高水害监测预警精度,对煤矿防治水意义重大。当前,微震与电法耦合监测技术在煤矿水害实时动态监测中开始得到应用,突破传统微震与电法独立采集的局限,课题组自主研发了国内外首款煤安认证的微震与电法耦合并行监测系统,该系统以微震场与地电场并行采集基站为核心,集被动源微震波场与主被动地电场为一体,通过连接矿井物联网,实现远程数据采集控制、传输及云端存储;其一体化网络服务器主机可连接多个采集基站,并将微震检波器、电法激励电极与电位测量电极进行相互隔离、并行采集,形成微震事件密度与能级分布、电阻率分布、自然电位分布等时空云图来监测预判水害三要素。微震与电法耦合监测技术仍需在微震事件智能识别与定位、地电场的电阻率三维反演以及自然电位渗流反演方面进行专项攻关;结合并行监测的微震电法大数据集,重点在微震电法数据联合反演、智能化监测预警方向开展进一步研究。微震与电法耦合监测技术,作为矿井水害的主动预警监测新方法,可为我国智能化矿井建设发挥重要作用。

海拔高度对长直坑道内爆炸冲击波传播的影响

为有效表征不同海拔坑道内爆炸冲击波的传播特征,利用非线性显式动力学有限元软件AUTODYN,研究了海拔高度对长直坑道内爆炸冲击波传播的影响规律,探讨了高海拔环境对坑道内冲击波传播的影响,基于量纲分析,建立了适用于不同海拔高度典型坑道内冲击波峰值超压的计算模型,并通过数值计算进行了验证。结果表明:随着海拔高度升高,坑道内爆炸冲击波波阵面传播速度与径向的冲击波参数偏差增大,平面波形成距离增加,冲击波峰值超压降低;在0~4000 m范围内,海拔高度每升高1000 m,冲击波冲量降低约0.91%。结合Sachs无量纲修正方法和量纲分析,推导出不同海拔高度冲击波峰值超压的理论分析模型,模型计算结果与数值计算结果的相对偏差不大于10%,能够为高海拔环境下坑道内爆炸冲击波的传播提供理论依据。

凋落物输入变化对黄河三角洲柽柳人工林土壤有机碳及其组分的影响

为探究凋落物输入变化对土壤有机碳库的影响,明确凋落物对森林生态系统土壤碳循环的作用,以黄河三角洲滨海盐碱地柽柳人工林为研究对象,通过设置添加凋落物(LA)、去除凋落物(LR)和对照(CK)3种处理方法,分析凋落物不同输入变化对土壤理化性质、土壤有机碳及其组分的影响。结果表明:凋落物添加和去除处理影响土壤理化性质的变化,与对照相比,添加凋落物降低了土壤密度和含盐量,增加了土壤含水量和养分(全氮、全磷、全钾),而去除凋落物则相反。3种处理对土壤有机碳(SOC)及其储量以及活性有机碳组分的影响一致,均表现为LA处理影响最大,LR处理影响最小,其中LA处理比CK增加了SOC质量分数及储量,但增加不显著;LR处理则显著降低了SOC质量分数及其储量,土层深度(d)0<d≤10 cm土层,LR处理比CK处理的SOC质量分数及其储量分别显著降低了34.93%、12.66%,10 cm<d≤20 cm土层,LR处理比CK处理的SOC质量分数及其储量分别显著降低了24.27%、16.13%。LA处理的土壤SOC及可溶性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(EOC)、微生物量碳(MBC)质量分数均出现明显的表聚现象,而LR处理影响则不显著,且DOC和MBC则出现随土层深度增加而增大的趋势。土壤惰性有机碳(ROC)质量分数在不同土层间存在差异,0<d≤10 cm土层,各处理表现为LA>CK>LR,10 cm<d≤20 cm土层,各处理则表现为CK>LA>LR,而在CK和LR处理出现随土层增加而增加的趋势,偏于向土层下方积累。土壤密度(BD)与SOC及其各组分呈负相关,而土壤含水量(WC)、全氮、全磷与SOC及EOC、MBC、DOC质量分数呈极显著正相关(P<0.01)。因此,不同处理方式及不同土层深度的土壤密度、全氮质量分数和土壤含水量是影响SOC及组分变化的主要环境因子。

基于频率响应与图像特征提取的动车组变压器绕组状态诊断方法研究

动车组变压器是保障高速铁路稳定运行的核心设备,频率响应法是目前检测变压器绕组状态的有效方法。为提升车载变压器绕组状态诊断的准确性,结合暂态信号与频率响应法提出基于频率响应与图像特征提取的动车组变压器绕组状态诊断方法。搭建试验车载变压器绕组故障模拟平台,获取不同故障类型和故障位置的频响曲线,利用类Gram矩阵结合幅频和相频曲线信息,再利用密度分层法转换为伪彩色图,提取对应的灰度共生矩阵和灰度差分矩阵特征值,根据鹈鹕优化支持向量机方法对绕组故障进行诊断。试验结果表明:车载变压器绕组故障发生时,伪彩色图能够反映出故障信息,有利于图像分析和特征提取,采用基于频率响应与图像特征提取的动车组变压器绕组状态诊断方法能够识别车载变压器绕组的典型故障类型和位置。

MSTN基因编辑湖羊胫腓肌的转录组分析

[目的]本文旨在探索肌肉抑制素基因(myostatin,MSTN)调控肌肉生长发育的分子机制。[方法]以3月龄MSTN基因编辑湖羊(试验组)和野生型湖羊(对照组)胫腓肌为对象,采用PCR和Western blot方法验证MSTN编辑湖羊编辑形式,在此基础上开展转录组测序和分析,并用real-time PCR方法对差异表达基因进行结果验证。[结果]对照组和试验组共有149个差异表达基因,其中65个基因上调,84个基因下调,GO注释和KEGG富集分析表明,差异表达基因显著富集在氧化磷酸化、果糖和甘露糖代谢、生热作用、FOXO和AMPK信号通路,表明MSTN基因可能通过以上信号通路参与湖羊生长发育调控。[结论]MSTN基因编辑湖羊可能通过FOXO和AMPK、氧化磷酸化、果糖和甘露糖代谢、生热作用等与动物代谢相关的信号通路调控其生长发育。

补饲胆固醇对高温环境下湖羊母羊繁殖性能和血清生化指标的影响

【目的】研究饲粮中添加胆固醇对中国南方夏季湖羊发情率、受胎率和血清生化指标的影响。【方法】选择108只体重相近(33.60 kg±1.86 kg)的健康湖羊母羊,其中30只湖羊在非高温季节(4月份,平均最高温度20.9℃±3.2℃)饲粮添加不同剂量胆固醇(0.1%和0.5%),ELISA方法检测血清中胆固醇含量的动态变化,筛选合适的胆固醇添加量;另外78只湖羊随机分成2组(对照组和试验组),试验期63 d(从同期发情处理第1天到自然发情后配种的第30天),在夏季高温季节(7-9月份,平均最高温度31.3℃±2.6℃),对照组饲喂基础饲粮,试验组饲喂添加0.1%胆固醇的基础饲粮,ELISA方法检测血清中雌二醇(E2)和孕酮(P4)水平,研究饲粮添加胆固醇对湖羊发情率、受胎率和血清生化指标的影响。【结果】非高温季节湖羊基础饲粮中分别添加0.1%和0.5%胆固醇,48 h后两组湖羊血清中胆固醇含量趋于一致,据此选择0.1%作为高温季节补饲胆固醇的添加剂量。夏季高温季节在补饲0.1%胆固醇的第3、30和63天均能显著提高湖羊血清中胆固醇含量(P<0.05);且试验组湖羊自然发情率(89.7%)高于对照组(82.1%)(P>0.05),受胎率(60.0%)显著高于对照组(46.9%)(P<0.05)。试验组湖羊总蛋白、球蛋白、白细胞介素-1和甘油三酯含量均显著高于对照组(P<0.05),而尿素氮含量显著下降(P<0.05)。【结论】夏季高温环境下,在湖羊母羊饲粮中添加0.1%胆固醇可有效提高其发情率和受胎率。

华夏陆块晚新元古代-早古生代沉积物源的组成与演化及其对冈瓦纳大陆重建的意义

华南板块是冈瓦纳大陆的重要组成部分,其在冈瓦纳大陆中的古地理位置是恢复古大陆格局的关键要素,也是地质学界争论的焦点。本文汇总并对比了华南东南部华夏陆块多个盆地的成冰纪-奥陶纪碎屑沉积岩的岩石地层学、全岩地球化学和碎屑锆石数据,厘清了华夏陆块晚新元古代-早古生代三次重要的沉积-构造事件:晚成冰世砾岩指示的近源沉积事件,晚埃迪卡拉世硅质岩指示的海进事件,以及中寒武统底部平行不整合界面、砂岩中砾石的广泛出现指示的构造抬升事件。成冰纪-奥陶纪沉积岩中含有大量格林威尔早期(1300~1000 Ma)和晚期(1000~900 Ma)的碎屑锆石,分别主要来自澳大利亚和印度板块。印度东部为华夏盆地长期提供物质补给,而澳大利亚西部在晚埃迪卡拉世从主要源区变为次要源区。中寒武世华夏陆块抬升使内部850~700 Ma岩浆岩出露成为主要物源之一,是对外部构造应力的远程响应。因此,华夏陆块在晚新元古代-早古生代位于东冈瓦纳北缘,与印度、澳大利亚具有长期稳定的联系,毗邻东南极洲。在冈瓦纳大陆聚合过程中,印度和澳大利亚泛非期造山带的形成、抬升和剥蚀影响了华夏陆块沉积盆地的物源变化。

基于反向比例解析的近红外光谱定量模型快速构建方法

为解决光谱漂移问题,该研究设计了一种基于反向比例解析的近红外光谱定量模型方法。以烟叶近红外光谱和烟碱含量为研究对象,将数据划分为训练集和测试集。通过计算训练集光谱与测试集光谱的相关性并按照高低排序,选择前20%的光谱,运用约束规划的方法,计算测试集的拟合系数,得到测试集光谱的估计值。结果显示,使用反向比例解析法建立的模型的平均绝对误差为0.3466,预测标准偏差为0.4252,相关系数为0.7932,优于PLS模型。反向光谱比例解析可以有效解决光谱漂移问题,实现烟草中烟碱含量的准确预测,为烟碱的有效测量提供参考。

基于Dynaform的汽车后风窗罩板成形工艺参数优化研究

文中以某汽车后风窗罩板为研究对象,解决其成形过程中的破裂和回弹缺陷。首先,运用Dynaform软件构建了符合实际工况的仿真模型;然后,选择对成形质量影响较大的模具间隙、摩擦因数、压边力和冲压速度作为主要因素,设计了4因素4水平的正交试验方案,并进行了仿真分析;接着,以最大减薄率和回弹作为评价指标进行综合评分,并采用Minitab软件对综合评分进行均值分析,获得了影响成形质量的各因素的主次关系和最优冲压工艺参数组合:摩擦因数为0.085,冲压速度为5000 mm/s,压边力为65 kN,模具间隙为1.15 mm;最后,选用上述工艺参数进行仿真分析和生产验证,产品拉延区域未出现破裂的成形缺陷,左右两端的弧形位置未见明显回弹。

基于网络药理学和分子对接探讨党参防治免疫性血小板减少症的分子机制

目的:采用网络药理学、差异基因分析、分子对接方法初步阐明党参治疗免疫性血小板减少症(ITP)的分子机制。方法:在传统中药系统药理学数据库(TCMSP)、传统中药综合数据库(TCMID)和中医药百科全书数据库(ETCM)中检索党参的主要成分和相应的蛋白质靶标。在GeneCards、OMIM、DisGeNET数据库收集ITP的靶点,构建韦恩图获得复合靶标和疾病的交集靶点,并将靶标导入STRING数据库,使用Cytoscape3.9.1构建PPI网络。接着对交集靶点进行基因本体(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析,以探索ITP与党参的相关信号通路,最后对关键靶点和活性化合物进行分子对接研究。结果:共获得党参的84种潜在活性化合物、2354个疾病靶点与257个药物靶点,并得到86个交集靶点。通过蛋白互相作用网络图(PPI)分析确定了15个关键靶点,Degree值排名前5位的靶点包括血管内皮生长因子A(VEGFA)、Src原癌基因(SRC)、白细胞介素2(IL2)、过氧化物酶体增殖激活受体γ(PPARG)、表皮生长因子受体(EGFR)。GO和KEGG分析表明,党参治疗ITP主要涉及ERK1和ERK2级联的正向调控、信号转导、蛋白质磷酸化等生物学过程,信号通路主要包括PI3K/Akt、癌症通路、T细胞信号通路。分子对接结果表明,SRC、PPARG与11-hydroxyrankinidine具有较高的结合活性。肉豆蔻酸、乙基α-d果糖呋喃糖苷、黄豆黄素是重要的活性化合物并通过分子对接模拟进行验证。结论:本研究从多个角度阐明党参可能通过调节多个靶点和多条途径对ITP产生治疗作用,可为进一步深入研究党参对ITP的作用提供科学依据。

不同储藏方式对花生种子萌发的影响

为探明不同储藏方式对花生萌发的影响,以高油酸花生品种豫花37号和开农1715、高油花生品种远杂9102和豫花9326为试验材料,选用不同储藏温度和包装方式,研究不同储藏方式对种子发芽能力、氧化程度、内源激素含量的影响。结果表明,花生类型、储藏温度和包装方式均对花生种子的耐储性有显著影响,较高的油酸含量、低温和自封袋储藏条件,可有效减缓种子氧化进程,维持种子内源激素含量在相对较高水平,从而保证种子活力及发芽能力。相较常温储藏,低温储藏可较好地保持种子活力,低温储藏39个月后,四品种平均发芽率在82%以上,而常温储藏四品种平均发芽率不足32%;包装方式以自封袋优于塑料袋优于网袋,低温储藏39月后,自封袋、塑料袋、网袋发芽率分别保持在85%、83%、80%左右,常温储藏39月后,自封袋、塑料袋、网袋发芽率仅38%、33%、24%左右;高油酸花生品种比普通花生品种更耐储藏,储藏39个月后,两高油酸品种的平均发芽率可保持75%以上,而两普通花生品种的平均发芽率则不足40%。就花生类型而言,高油酸花生的耐储性要优于普通花生,且如果降低环境温度,增加包装的密封程度,还可在一定程度上提高种子的储藏后的活性。

北柴胡及常见伪品藏柴胡、锥叶柴胡鉴别研究

目的建立北柴胡、藏柴胡、锥叶柴胡鉴别方法。方法采用外观性状鉴别、薄层色谱和HPLC指纹图谱系统建立北柴胡、藏柴胡、锥叶柴胡鉴别方法。结果锥叶柴胡横切面为菊花状,北柴胡横切面为年轮状并具有不定程度的裂纹,外部有较薄的黑色外环纹,藏柴胡横切面较平整,外部有较厚的黑色外环纹。薄层色谱显示藏柴胡的荧光斑点强度最强,北柴胡与藏柴胡相似,荧光强度较藏柴胡弱,锥叶柴胡在Rf值约为0.90处具有独特的绿色荧光斑点。HPLC指纹图谱显示,藏柴胡与北柴胡野生药材的相似度约在0.50~0.80,锥叶柴胡与北柴胡野生药材的相似度约在0.20~0.45,北柴胡与北柴胡野生药材的相似度在0.90以上,可以相似度数值范围区分北柴胡、藏柴胡与锥叶柴胡。结论3种鉴别方法均可用于对上述3种柴胡的鉴别,且各有利弊,因此内外在质控方法联用可更加有效地鉴别柴胡品种,保障临床用药质量。

机车充风能力对重载列车缓解性能及车钩力影响研究

机车充气与排气性能是列车制动系统重要指标,目前机车制动系统验收指标仅对排气性能有明确要求,对充气性能无要求。机车供风能力不仅影响重载列车缓解特性和车钩力,而且严重制约重载列车在循环制动中的操纵方法。了解机车充气能力对缓解特性和车钩力的影响规律,以及重载列车安全运行和制动系统设计具有重要意义。通过建立列车空气制动系统仿真模型,分析机车充风能力对重载列车缓解特性和车钩力的影响。分析发现,机车充风能力对列车再充风时间、缓解波传播和车钩力都有明显影响;充风能力越弱,则缓解波传递越慢,车钩力越大。在本文研究范围内,合适的充气能力将比弱充风能力首尾车缓解时间差缩短3 s,最大车钩力降低16.2%。建议机车验收时增加机车充风能力检测,并给出了建议检测标准。针对重载列车充风能力,建议多部门联合系统性开展实验与仿真研究,制订重载列车制动系统检测标准与方法。

塔克拉玛干沙漠地下水十大问题与展望:基于60年来的水文地质调查研究成果

【研究目的】系统总结近60年来塔克拉玛干沙漠地下水的调查研究成果,从地下水补给排泄、地下水水质与地下水循环等三方面总结主要的成果与认识,指出目前调查研究的不足之处和需要解决的十大问题,展望下一步的工作方向与重点任务。【研究方法】通过系统收集塔克拉玛干沙漠地下水相关的调查报告、学术论文,结合国内外其他沙漠区的最新研究成果,从地下水水量、水质及地下水循环等方面梳理调查研究进展。【研究结果】沙漠地下水的主要来源是绿洲区地下水侧向补给、降水入渗与河水入渗补给;地下水的主要排泄方式是蒸散发,还有少量的人工开采;地下水贮存量巨大,约有80多万亿m^(3);但目前补给量与排泄量的估算均有较大的不确定性。沙漠地下水的水质较差,除个别地区小于5 g/L外,大部分地区在5~10 g/L;在垂向上地下水水质具有上咸下淡的特点。地下水的区域运动规律是先从南向北流动,至塔里木河冲积平原后折向东流,地下水平均流速为55.94 m/a。【结论】下一步建议针对本文提出的十大问题,采用定量化的手段,从更长的时间尺度对地下水的补给量、排泄量进行估算;通过分层试验以及监测等技术获取更多的地下水循环信息,系统研究地下水的循环规律,提出沙漠区地下水循环的模式,定量总结各个循环系统的特点;进一步加大对沙漠区淡水寻找和高矿化地下水开发利用技术研发。

压电式多维力传感器研究

针对传统压电测力仪有效测试区域有限、在不同测试位置输出结果不一致、扭矩值获取繁琐的等问题,基于传感器布置方式及石英晶片切型的特点,提出一种采用正八边形晶片的多维力传感器。在理论分析的基础上,通过计算仿真验证了正八边形晶片的设计合理性。对研制的多维力传感器进行了标定实验,标定结果显示:各传感器切向灵敏度高、各向线性及重复性好、向间干扰小,具有良好的测试性能。

基于极限梯度提升和探地雷达时频特征的水泥路面脱空识别

针对探地雷达(GPR)数据解译依赖于人工经验,存在费时费力和主观偏差的问题,提出了基于极限梯度提升(XGBoost)和GPR时频特征的水泥路面脱空识别方法。采用正演模拟、室内试验和现场试验获得了脱空病害数据源,建立含有标签的脱空GPR数据集;通过重采样方法统一GPR数据采样频率,并对预处理后的GPR数据进行时频域特征提取,建立了包含18个时域和12个频域特征的数据集。以时频域特征为输入,是否存在脱空病害为输出,采用XGBoost算法构建脱空识别模型,并与随机森林(RF)和人工神经网络(ANN)算法进行对比。结果表明,模型的识别准确率排序为XGBoost(98.10%)>ANN(95.10%)>RF(93.17%),XGBoost模型识别精度最高,并能在实际路面上准确定位脱空区域。

淡水池塘养殖尾水处理技术研究综述

为实现水产养殖业节能减排、低碳高效和可持续发展,必须解决传统池塘养殖尾水处理问题。根据典型池塘养殖尾水污染物特性,全面总结国内外淡水池塘养殖尾水的处理方法和技术特点;对比了“三池两坝”“集装箱+生态塘”“生态湿地”等典型池塘养殖尾水处理模式;分析了竖流沉淀、旋流分离、滤筛、气浮等物理净化技术以及臭氧-微纳米浮选、絮凝、微生物制剂、活性污泥、新型生物膜反应器过滤、水生植物等化学及生物净化技术;指出了该领域的热点研究方向和关键技术问题,包括发展“节能、减排、生态、高效”集约化池塘养殖模式、研发养殖尾水专用处理装备、提高净化效率和减少占地面积等,可为池塘养殖尾水处理技术及相关装备研发提供一定的理论参考。