基于冷分子离子HD^(+)振转光谱的精密测量

由一个质子、一个氘核和一个电子组成的氢分子离子“HD^(+)”是最简单的异核双原子分子,其有着丰富的、可精确计算和测量的振转跃迁谱线.通过HD^(+)振转光谱实验测量和理论计算的对比,可实现物理常数的精确确定,量子电动力学理论的检验,并开启了超越标准模型新物理的探寻.目前,HD^(+)的振转跃迁频率确定的相对精度已经进入了10^(-12)量级,并由此获得了当前最高精度的质子电子质量比,相对精度达到20 ppt(1 ppt=10^(-12)).本文全面介绍了目前HD^(+)振转光谱的研究现状与理论背景,阐述了基于Be^(+)离子协同冷却HD^(+)分子离子的高精度振转光谱测量方法,包括Be^(+)离子和HD^(+)分子离子的产生与囚禁,HD^(+)外态冷却与内态制备,双组分库仑晶体中HD^(+)数目的确定,以及HD^(+)振转跃迁的探测.最后,文章展望了进一步提高频率测量精度的光谱前沿技术,及同位素氢分子离子的振转光谱在未来研究中的发展前景.

工业大麻ZF-HD转录因子的鉴定及表达分析

【目的】对工业大麻ZF-HD(Zinc finger-homeodomain)转录因子进行鉴定和表达模式分析,为ZF-HD功能研究及工业大麻遗传性状的改良提供理论参考。【方法】对5个工业大麻ZF-HD转录因子的基因结构、蛋白理化性质、蛋白系统进化关系和启动子顺式作用元件进行生物信息学分析,通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)对基因表达量进行检测。【结果】5个CsZF-HD基因分布于大麻基因组的2条染色体上,其编码序列长度为783~1185 bp,编码260~394个氨基酸残基,蛋白分子量为27.95~43.33 ku,理论等电点为7.46~8.87。它们编码的蛋白均含有1个保守的ZF-HD_dimer结构域,均为不稳定的亲水性蛋白且定位于细胞核中。ZF-HD蛋白家族分为3个亚族(A、B和C),CsZF-HD1和CsZF-HD2属于A亚族,CsZF-HD3属于C亚族,CsZF-HD4和CsZF-HD5属于B亚族。CsZF-HD1和CsZF-HD2在茎和叶中的表达量相差不明显,在根中表达量最低;CsZF-HD3在茎中的表达量最高,叶中表达量最低;CsZF-HD4在叶中的表达量最高,根中表达量最低;CsZF-HD5在根中表达量最高,茎中表达量最低。5个CsZF-HD基因均对盐和干旱胁迫响应,其中CsZF-HD1和CsZF-HD3在盐和干旱胁迫下表达量升高最明显。5个CsZF-HD基因启动子序列中均含有不同种类和数量的逆境相关顺式作用元件。【结论】ZF-HD转录因子可能在工业大麻应对盐和干旱胁迫时发挥转录调控作用。

高精度tDCS对网络成瘾者非理性决策行为的干预效果研究

研究发现网络成瘾者存在严重的“忽视长期利益、追求短期利益”的非理性决策行为.采用高精度tDCS技术干预网瘾被试和对照组,对比两组在最后通牒任务中的拒绝率和相应的反应时,发现单次20 min的右背外侧前额叶阳性刺激可以显著降低网瘾被试的拒绝率,并缩短其反应时间.研究结果说明,不仅单次高精度tDCS可促进网瘾者非理性决策行为的改善,而且通过干预关键脑区,即使是神经环路复杂的决策这一高级社会认知,高精度tDCS也可以实现对于决策整体加工的促进作用.因此,从其短时高效的作用效果出发,高精度tDCS未来可以考虑作为网瘾甚至更多其他病症的有效干预方法之一.

平原圩区复合下垫面水文水动力耦合模型

平原圩区地势低洼,下垫面类型多样,产汇流过程较为复杂,水文过程模拟和预报十分困难。为解决平原圩区洪水预报难题,建立考虑水田、旱地、林地、城市区与水域等多种下垫面类型的产汇流模型,利用MIKE 11 HD水动力模型模拟河道汇流过程,提出面向平原圩区复合下垫面条件的水文水动力耦合模型;并采用BP神经网络进行河道水位预报误差校正,以提高模型精度。选择广州市南沙蕉门河排涝片为研究区,检验耦合模型的水位预报精度,并以2023年“9·7深圳特大暴雨”为移置场景输入,模拟不同排涝措施对河道水位的影响。结果表明:模型能够较好地模拟研究区场次洪水的河道水位过程,率定期和验证期的平均Nash效率系数分别为0.86和0.91,10场洪水中有8场的最高水位模拟误差小于0.05 m;采用BP神经网络校正后所有场次洪水的Nash效率系数均大于0.9,满足洪水预报的精度要求。研究区面临“9·7深圳特大暴雨”场景时存在内涝风险,需提升圩内蓄洪排涝能力。

视频分布式系统在全国高清气象视频会商系统中的应用

视频分布式系统自21世纪出现以后,经过近二十年的发展,已经成为一个成熟、先进的音视频处理系统,其出色的性能可以弥补全国高清气象视频会商系统以视频矩阵为核心的传统音视频处理系统的不足,因此在新一代全国高清气象视频会商系统中得以应用。视频分布式系统的应用提升了会商系统的稳定性和便捷性,在国省两级视频会商业务中发挥了重要作用。阐述了视频分布式系统的技术特点,分析了视频分布式系统在新一代全国高清气象视频会商系统中的应用。

基于毫米波通信技术的超高清视频传输方法研究

为了提高对超高清视频传输能力,提出基于毫米波通信的超高清视频传输方法。采用多频调制通信组网技术构建超高清视频传输的信道模型,建立超高清视频毫米波通信传输的自适应图像信息交互和采集模型;结合Lyapunov指数谱密度特征分析,实现谱特征分解和信道均衡模型构建;建立视频传输的视景转换和高阶谱特征提取模型;采用毫米波通信技术,实现滤波补偿和反馈增益调节;采用联合自相关的统计特征分析方法,得到动态均衡迭代函数,通过复杂信道环境下的抗干扰抑制和均衡调度,实现对超高清视频的无损传输和编码解码。实验结果表明,该方法进行超高清视频传输的误码率较低,平均为0.058 2,传输时延较低,平均为248.4 ms,峰值信噪比为49 dB。

Fe基催化剂的酸性调控及其对加氢脱硫反应路径选择性的影响

以Fe作为主活性金属、Zn作为助活性金属,制备了Y型分子筛改性的Fe基加氢脱硫(HDS)催化剂。采用低温氮气物理吸附、X射线衍射(XRD)、氢气程序升温还原(H_(2)-TPR)、氨气程序升温脱附(NH_(3)-TPD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和吡啶红外(Py-IR)等表征方法对改性前后Fe基催化剂的形貌、孔结构、分散性、还原性、电子缺陷结构以及酸性等变化进行了研究,并使用固定床反应器对Fe基催化剂的HDS性能进行了评价。结果表明,Y型分子筛的引入提供了Bronsted(B)酸中心,使得Fe基催化剂的脱硫率提高了10.7%-34.1%。同时,B酸中心提高了催化剂的直接脱硫(DDS)反应路径的选择性。此外,B酸中心在促进DDS反应路径选择性增加的同时,抑制了预加氢脱硫(HYD)反应路径中四氢二苯并噻吩(THDBT)和六氢二苯并噻吩(HHDBT)更进一步的深度加氢,从而在保证脱硫率提升的同时又降低了氢耗。其根本原因可能是Y型分子筛的引入增强了催化剂的酸性,特别是B酸中心和活性金属之间的相互作用促进了电子转移,从而调节了Fe物种的电子缺陷结构,进而提升了催化剂的HDS性能。

巨桉转录因子ZF-HD基因家族及其功能初步分析

[目的]解析转录因子ZF-HD在桉树生长发育中的作用,进而深入了解其在桉树中如何发挥功能。[方法]在本研究中利用生物信息学鉴定巨桉ZF-HD基因家族成员,并对其染色体定位、理化性质、基因结构、蛋白保守结构域和表达模式进行分析。[结果]桉树中共发现10个基因家族成员,编码78~343个氨基酸,几乎所有成员都属于碱性蛋白质,主要定位于细胞核,且motif1在ZF-HD家族中非常保守,其启动子顺式作用元件主要为激素应答、生长发育和逆境应答等响应元件。ZF-HD基因家族成员在不同组织、不定根诱导和不定芽诱导过程中的表达分析表明,大多数家族成员在不同组织中存在着差异表达,且家族成员主要在顶端等初生生长阶段表达。且巨桉ZF-HD家族部分成员在不定根和不定芽诱导阶段表达量显著上升,亚细胞定位分析与预测结果相同。同时EgrZHD2定位于细胞核,且在茎尖的表达量较高,随着茎顶端向下其表达量显著下降。[结论]巨桉ZF-HD基因家族成员在桉树不定根和不定芽诱导等发育中起着重要的调控作用。EgrZHD2作为重要的转录因子作用于桉树的初生生长以及不定根诱导等生物学过程。

工业大麻HD-Zip基因家族鉴定与干旱胁迫下的表达分析

HD-Zip在植物抗逆过程中起着重要的调节作用,为了解大麻基因组中HD-Zip基因家族的特征和潜在功能,并为进一步研究CsHDZ基因对干旱胁迫下的调控提供重要线索,根据大麻全基因组数据库中的参考序列,利用生物信息学的方法对大麻HD-Zip基因家族进行全基因组鉴定,并系统分析其理化特性、进化发育、基因结构、启动子顺式结合元件并测定干旱胁迫下的表达模式。结果表明,大麻HD-Zip基因家族共筛选出20个CsHDZs基因,分别定位在7条染色体上,属于4个亚家族,编码氨基酸204~837个,理论等电点4.54~9.04,属不稳定蛋白,亚细胞定位预测全部定位于细胞核;蛋白保守基序分析显示,CsHDZs共有10个保守基序,其中motif 1和motif 9为各成员共有;启动子调控元件分析发现,CsHDZs富含多种逆境胁迫应答相关元件。实时荧光定量分析结果显示,CsHDZ1/8/10基因转录水平在干旱前期无显著差异,而后期显著上调。研究表明CsHDZs基因参与了胁迫应答过程并能够积极响应干旱。

枇杷HD-ZipⅠ转录因子家族全基因组鉴定及表达模式分析

【目的】同源结构域-亮氨酸拉链(HD-Zip)转录因子参与多种植物的非生物胁迫响应过程。然而,在枇杷中,HD-ZipⅠ基因家族尚未被鉴定。【方法】利用生物信息学方法对全基因组范围内枇杷HD-ZipⅠ基因家族成员进行鉴定和综合分析,通过qRT-PCR法分析基因家族成员在枇杷不同组织和干旱胁迫下的表达特征。【结果】在枇杷基因组中筛选出20个HD-ZipⅠ家族成员。共线性分析结果发现了3对串联复制序列和22对片段复制序列,表明串联复制和片段复制可能促进了枇杷HD-ZipⅠ基因家族的扩张。蛋白序列比对分析表明,所有的HD-ZipⅠ家族成员均具有高度保守的HD和Zip结构域。系统发育分析表明,枇杷HD-ZipⅠ家族可以分为7个分支。HD-ZipⅠ各基因在枇杷不同组织中的表达模式有所差异。启动子序列分析表明,HD-ZipⅠ家族成员的启动子上含有多个与干旱胁迫和胁迫相关激素信号响应的顺式作用元件。干旱处理能够诱导EjHB9、EjHB10、EjHB17、EjHB18和EjHB20在叶片中的表达显著上调,预示着这些基因参与枇杷对干旱胁迫的响应。【结论】鉴定出5个受干旱胁迫显著诱导表达的枇杷HD-ZipⅠ基因,为进一步研究HD-ZipⅠ基因在响应枇杷干旱胁迫中的分子功能提供理论依据。

玻纤增强甲基丙烯酸酯基UV-CIPP材料抗弯性能及失效分析

管道修复用紫外光原位固化(Ultraviolet cured-in-place pipe,UV-CIPP)材料是一种玻纤复合材料,其抗弯性能是评价管道修复效果以及材料优化设计所需的重要参考指标。以玻纤增强甲基丙烯酸酯基UV-CIPP材料为研究对象,考虑固化时间、固化距离、紫外灯功率和材料厚度的影响,基于融合高清视频和SEM观测的三点弯曲试验,对玻纤增强甲基丙烯酸酯基UV-CIPP材料抗弯性能和失效机制进行了研究。结果表明,UV-CIPP材料的失效过程可以分为三个阶段:弹性阶段、基体开裂阶段和玻纤布断裂阶段,基体开裂、脱粘分层和纤维拉拔断裂是玻纤增强甲基丙烯酸酯基UV-CIPP材料弯曲失效的主要原因。在单一变量影响下,玻纤增强甲基丙烯酸酯基UV-CIPP材料弯曲强度和弯曲模量随固化时间、固化距离和紫外灯功率的增大均呈现出先增大后减小的趋势,随着材料厚度的增大却逐渐减小。本研究不仅为UV-CIPP材料的优化设计提供了参考依据,也为国产化UV-CIPP材料的发展奠定了重要基础。

基于SSA和RIFT的多重联合域鲁棒水印算法

数字水印技术是数字版权保护的关键技术之一.针对目前数字水印的鲁棒性仍有待提高的问题,提出了一种基于麻雀搜索算法SSA和辐射不变特征变换RIFT的多重联合域的鲁棒水印算法.首先,对原始载体图像进行冗余离散小波变换RDWT,提取低频子带进行海森堡分解HD,再取载体矩阵进行奇异值分解SVD.其次,对水印图像进行离散小波变换DWT,取低频子带进行SVD.然后利用嵌入规则,将水印嵌入到原始载体图像中,得到含水印的载体图像.此外,利用SSA对嵌入强度进行自适应优化.对于旋转攻击,利用RIFT进行旋转校正.实验结果表明,含水印的载体图像的峰值信噪比在35 dB左右,结构相似度在0.997以上.针对不同攻击,提取的水印归一化相关系数大多在0.97以上.所提算法相较于其他算法表现出较好的不可感知性和鲁棒性.

高粱ZF-HD基因家族鉴定与盐碱胁迫下的表达分析

ZF-HD(zinc finger-homeodomain)是仅存在于植物中的转录因子家族,在植物的生长发育和逆境应答过程中发挥着重要作用。为分析ZF-HD基因家族成员在高粱基因组中的组成与潜在的生物学功能,利用生物信息学分析方法并结合高粱转录组数据,对高粱ZF-HD基因(SbZF-HD)及其编码氨基酸序列进行分析。结果表明:共有14个SbZF-HD基因不均匀地分布在高粱的8条染色体上,且基因结构各异;它们编码的氨基酸的基序组成较为相似,蛋白质的高级结构均以无规则卷曲为主。ZF-HD蛋白质的进化树分析结果表明,SbZF-HD与玉米的ZF-HD亲缘关系较近,与拟南芥的ZF-HD亲缘关系较远。SbZF-HD启动子区域中包含多个激素调控类元件、胁迫响应类元件和光响应元件。SbZF-HD基因组织表达分析显示,SbZF-HD基因有组织表达特异性,在根、叶和种子中的表达量较高。转录组分析表明,盐碱胁迫条件下,SbZF-HD2、SbZF-HD7、SbZF-HD8和SbZF-HD12这4个基因在2份盐碱耐性不同的酿造高粱材料中表现出相反的表达趋势,可能在高粱耐盐碱机制中发挥着重要作用。综上,SbZF-HD基因家族成员可能是高粱耐盐碱胁迫的关键调控基因,该研究为高粱耐盐碱转基因育种提供了基因资源。

核反应堆堆芯吊篮压紧弹簧松弛特性

核反应堆中堆芯吊篮的稳定性是反应堆正常运行的保障和前提.压紧弹簧作为堆芯吊篮的约束与支撑直接影响堆芯吊篮的振动特性.在高温、辐射等恶劣工况下,压紧弹簧力学性能会发生如应力松弛的退化,影响堆芯吊篮振动以及反应堆运行安全,因此需要对堆芯吊篮压紧弹簧松弛特性展开研究.首先,建立堆芯吊篮及压紧弹簧在内的装配体有限元模型,利用湿模态法分析并获得压紧弹簧松弛情况下的堆芯吊篮梁式模态振动频率的变化.然后,开展堆芯吊篮压紧弹簧松弛试验,试验结果验证了模型的有效性.进一步利用仿真模型生成更多压紧弹簧松弛影响下的堆芯吊篮梁式模态频率数据,结合试验数据建立堆芯吊篮压紧弹簧松弛程度识别的数学模型,为反应堆堆芯吊篮压紧弹簧松弛劣化监测奠定了技术基础.

基于语义似然与高精度地图匹配的智能车辆同时定位与检测

车载传感器数据与高精度地图的精确匹配是提升智能车辆感知与定位的关键.提出基于语义似然模型(SLM)的高精度地图匹配新算法,实现智能车辆同时定位与目标检测任务.首先通过U-Net提取路面语义目标,利用核密度估计建立SLM.基于粒子滤波框架,利用位姿变换将高精度地图上目标抽样点映射至SLM中,计算该抽样点与传感器数据的匹配程度对每个粒子的权重更新,实现智能车辆的高精度定位.最后利用定位结果完成地图上的要素目标到图像的映射,实现目标的精准检测.利用在校园道路与城市道路环境下采集的数据对所提算法进行验证,实验结果表明,算法的平均定位误差约为14 cm,路面路标检测结果平均交并比(MIoU)均大于80.较之深度神经网络等当前最佳(SOTA)的检测方法,所提算法引入高精度地图的先验信息可显著提升智能车辆定位与目标检测性能.

CsAHL25通过影响CsHB1、LEC1/B3基因表达调控柑橘体细胞胚发生

【目的】基于柑橘体细胞胚发生相关基因CsHB1的启动子筛选其上游转录因子,以期为柑橘体细胞胚发生分子机制研究提供可靠的候选基因。【方法】利用CsHB1启动子(-1018~-558 bp)进行酵母单杂筛库实验,筛选出CsHB1上游转录因子CsAHL25;利用亚细胞定位实验,确定CsAHL25在细胞中的位置;通过酵母单杂点对点、双荧光素酶实验验证CsAHL25对CsHB1表达的影响;利用qRT-PCR探究CsAHL25基因在柑橘体细胞胚诱导过程中的表达模式;在柑橘愈伤组织中瞬时表达该基因,并检测体细胞胚发生相关基因的表达变化。【结果】CsAHL25在柑橘体细胞胚诱导过程中呈现先上升后下降的表达模式,该蛋白定位在细胞核中,能与CsHB1启动子结合并下调CsHB1的表达。瞬时表达CsAHL25会导致CsHB1表达量下调,及CsABI3、CsFUS3、CsLEC1、CsL1L等促进体细胞发生的LEC1/B3基因表达量上调。【结论】CsAHL25能直接下调CsHB1的表达,并使LEC1/B3基因表达量上升。CsAHL25可能通过调整CsHB1、LEC1/B3基因的表达促进体细胞胚发生。

基于改进Pix2Pix-HD网络的多品种水稻生长可视化预测方法

植物生长建模与预测能模拟植物的生长过程,有助于生理学家和植物学家分析植物未来的生长模式,缩短试验周期、降低试验成本,受时间和条件限制的植物试验与研究指导。生长可视化预测能提供未来生长时间点的植物图像,能更逼真、直观地描述植物的生长过程。水稻作为重要的粮食作物,实现水稻的生长可视化预测,对水稻生长发育分析具有十分重要的意义。针对传统作物生长预测方法存在的视觉真实度和可视化效果较差等问题,本文提出了一种基于改进Pix2Pix-HD模型的多品种水稻生长可视化预测方法,利用数据驱动的方式,实现了对水稻抽穗期到灌浆期的高分辨率生长可视化预测,通过水稻抽穗期的图像预测灌浆期水稻生长图像。方法评估中,本文从视觉相似性、表型准确性和不同尺度评估模型预测性能,通过消融实验评估改进方法的有效性,并与现有研究进行比较。结果表明,测试集预测的灌浆期水稻图像与真实灌浆期水稻图像之间的FID、PSNR和SSIM值分别达到24.75、13.58和0.78,预测表型和真实表型相关系数的平均值为0.762,在不同尺度上都能保持较好的准确性。本文提出的基于数据驱动的水稻生长预测方法能够实现高分辨率和高视觉真实性的水稻生长可视化预测,为水稻生长预测提供了新思路。

基于全质心WLS-HDS-TWR算法的无人驾驶农业机械协同定位算法研究

针对室内全球导航卫星系统(Global navigation satellite system,GNSS)信号受遮挡时,农用车辆协同定位精度低、稳定性差、信号丢包等问题,本文开展面向超宽带(Ultra-wideband,UWB)调频技术的室内外农用车辆协同定位算法研究。首先,搭建三基站多边测距定位模型,实现主基站绝对位置标定以及辅助基站绝对位置坐标的变换求解;其次,提出全质心加权最小二乘的高速双边双向(Weighted least squares high double sided two-way ranging,WLS-HDS-TWR)农机协同定位算法,基于泰勒级数展开的WLS估计算法,求解主车位置。同时,提出面向室内环境的多状态基站组合的UWB定位模块布设模式,并验证其可行性;通过飞行时间法(Time of flight,TOF)获取主从车距离信息,融合GNSS标定位置信息、主车坐标信息以及测距信息,实现主从车协同定位。最后,基于Prescan/Simulink搭建联合仿真平台,验证提出算法的可靠性;通过农用履带车辆开展室内及室外协同定位实车试验,试验结果表明:全质心WLS-HDS-TWR协同定位算法可有效解决室内GNSS信号缺失问题,室内环境下,定位精度较HDS-TWR及全质心LS-HDS-TWR算法分别提高26.98%和22.03%,满足智能农机协同定位作业需求。

强激光场中离子HD^+光解离几率的相干控制

对含时薛定谔方程用短时传播子的对称分割法求得了非微扰的数值解，计算了强超短脉冲基频激光（波长３０６７ｎｍ）与其三倍频激光作用下的离子ＨＤ＋光解离的相干控制参量大小设该离子的初态为电子振动基态其中的相干激发是共振的二束光之间的相对相位变化从０到３６０°在基频和倍频激光强度各为５×１０１３Ｗ／ｃｍ２和５０９×１０８Ｗ／ｃｍ２情形下，发现相对相位为π时。

医科达Versa HD直线加速器Agility治疗机头光学系统故障维修2例

简要介绍了医科达Versa HD直线加速器Agility治疗机头光学系统的工作原理,分析了该系统在日常使用中出现的2例故障的原因并给出了故障排除方法,为临床工程师排除类似故障提供了参考。