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长江文艺 2023年第17期 60-69页

作者：熊棕不详

国庆长假过后的第二天,姚建波携带着那本书,去向老同学交差。姚建波这位老同学许德宏,是他的大学同学,在邻县一中担任副校长。两个县城之间隔着一座山,以前通行要走省道,相当于绕过半座山。几年前隧道贯通,两个小时的路程缩短为半小时,... 详细信息

国庆长假过后的第二天,姚建波携带着那本书,去向老同学交差。姚建波这位老同学许德宏,是他的大学同学,在邻县一中担任副校长。两个县城之间隔着一座山,以前通行要走省道,相当于绕过半座山。几年前隧道贯通,两个小时的路程缩短为半小时,道路宽阔畅通,比大城市跨区上下班都要方便。自从隧道通了后,两人见面的次数明显增多。车驶近约定的茶餐厅,靠边停好,候在门边的许德宏迎了过来。

关键词：隧道贯通茶餐厅大城市副校长德宏道路上下班

北京市大兴区一刻钟社区服务圈分析及对策研究

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北京市大兴区一刻钟社区服务圈分析及对策研究

作者：王棕北京工业大学

学位级别：硕士

一刻钟社区服务圈建设是推进民生工作的重要抓手,民生工作一直以来都是政府社会工作的出发点和落脚点,同时也是公共服务和协同治理理论在社区服务中的应用。随着城市化进程不断加快,城市更新步伐加快和消费水平不断提高,人民生活水平不... 详细信息

一刻钟社区服务圈建设是推进民生工作的重要抓手,民生工作一直以来都是政府社会工作的出发点和落脚点,同时也是公共服务和协同治理理论在社区服务中的应用。随着城市化进程不断加快,城市更新步伐加快和消费水平不断提高,人民生活水平不断提升,对于生活品质也有了更高的要求,居民对日常生活中经常使用的各类设施需求不断提升,但以社区居民为服务对象的一刻钟便民生活圈建设依然相对滞后,与满足人民日益增长的美好生活需要不相适应。本研究基于北京市大兴区公共服务设施兴趣点(Point of Interest,POI)数据,首先从北京市总体规划和大兴区十三五发展规划水平进行对比分析,进而对大兴区各类公共服务设施总体情况进行概括,并借助大数据方法对大兴区各类公共服务设施空间分布现状进行研究,系统梳理总结大兴区一刻钟社区服务圈服务现状和总体情况;其次,基于大兴区POI兴趣点数据对大兴区一刻钟社区服务圈教育、医疗、交通、购物、餐饮、金融、体育和生活等公共服务设施空间集聚程度、空间可达性以及便利性程度进行测度,全面评价大兴区一刻钟社区服务圈公共服务设施服务能力;最后,分析大兴区一刻钟社区服务圈存在的问题,探寻提升大兴区一刻钟社区服务圈服务能力的可实施路径,并制定对策建议。研究结果表明:(1)大兴区绿色出行比例和建成区公园绿地500米服务半径覆盖率高于北京市总体规划水平;而每千人医疗机构床位数、平均受教育年限、建成区人均公园绿地面积、森林覆盖率、人均公共文化服务设施建筑面积和人均公共体育用地面积低于北京市总体规划水平。(2)大兴区旧宫、黄村、西红门、清源街道、亦庄、北臧村镇、中关村国家自主创新示范区大兴生物医药产业基地、北京经济技术开发区等区域各类公共服务设施数量多、密度大、空间可达性距离小,整体服务水平较高,而南部地区如安定镇、礼贤镇、采育镇、长子营镇、榆垡镇等各类公共服务设施数量少、密度较低、空间可达性距离较大。(3)大兴区各类公共服务设施便利性总体上表现为中心以北区域最优,东南西部区域各类公共服务设施数量较少、种类不丰富、便利性较差,因此,有必要综合考虑大兴区进一步提升大兴区各类公共服务设施供给,优化各类公共服务设施布局。这对于完善网格化社区服务项目、加快建设现代协同治理体系、巩固提升一刻钟社区服务圈建设成果,构建基本公共服务、便民生活服务的社区社会服务体系,改善人民的生活质量具有一定意义。

关键词：一刻钟社区服务圈公共服务设施可达性兴趣点

基于智能粒子滤波的锂电池全周期剩余使用寿命预测

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基于智能粒子滤波的锂电池全周期剩余使用寿命预测

作者：侯棕祥华中科技大学

学位级别：硕士

锂电池被广泛应用于各种电子系统中,在保证整个系统的高效、稳定、安全运行方面有着重要的作用。锂电池的性能会逐渐退化,其退化过程分为早期和中后期两个阶段,在这两个阶段中又存在平稳和非平稳时期。不同阶段不同时期的退化趋势不同... 详细信息

锂电池被广泛应用于各种电子系统中,在保证整个系统的高效、稳定、安全运行方面有着重要的作用。锂电池的性能会逐渐退化,其退化过程分为早期和中后期两个阶段,在这两个阶段中又存在平稳和非平稳时期。不同阶段不同时期的退化趋势不同。因此,对锂电池进行全周期的剩余使用寿命(Remaining Useful Life,RUL)预测,并根据预测结果采取相应的维护策略,具有重要的研究意义。粒子滤波(Particle Filter,PF)是一种基于贝叶斯框架的滤波算法,在锂电池RUL预测中得到了广泛的应用。针对目前锂电池全周期RUL预测中存在的一些问题,本文基于智能PF方法从以下三个方面展开研究:(1)针对中后期平稳阶段的RUL预测精度不高的问题,提出了一种遗传算法(Genetic Algorithm,GA)优化的PF算法。通过构造特定的选择算子、交叉算子、变异算子,来扩大PF的粒子集搜索空间,增加粒子集的多样性,缓解粒子贫化。同时,对粒子集的分布进行优化,使优化后的粒子集转移到最大似然区域,缓解粒子退化。在数值仿真上进行状态估计实验,所提方法的RMSE相比于PF降低了32.9%。在NASA数据集上进行RUL预测实验,所提方法预测的绝对误差相比于PF最大降低了6个循环。(2)针对中后期非平稳阶段的容量再生现象带来的退化曲线波动,致使RUL预测不准的问题,提出了一种双重粒子滤波(Dual Particle Filter,DPF)算法。首先,基于容量值的一阶前向差分结果进行实时的容量再生检测。之后,基于距离度量在训练集中提取模型参数作为测试集的初始参数。再通过第一重PF提取训练集平稳时期的噪声分布,将其用于测试集的状态空间模型建模。最后,通过第二重PF限制粒子集在非平稳时期的搜索空间,并对未来退化趋势进行预测。NASA数据集上的实验结果表明,所提方法的预测误差基本都小于5个循环。(3)针对早期阶段可用的退化数据少,导致长期RUL预测效果较差的问题,提出了一种融入先验知识的PF算法。首先,结合二维卷积神经网络和长短期记忆网络进行初步的预测。然后,根据预测结果在训练集中挑选相似电池作为参考电池,提取其模型参数作为先验知识。再通过PF实时调整模型参数并进一步预测RUL。最后,将调整后的模型作为高斯过程回归(Gaussian Process Regression,GPR)的均值函数,并使用GPR进行长期RUL预测。以斯坦福大学的锂电池数据集为实验对象,在仅使用20%左右退化数据的情况下,所提方法预测的相对精度大于90%。

关键词：锂电池全周期剩余使用寿命预测粒子滤波遗传算法容量再生先验知识

社会资本介入老旧小区改造的可行性研究——以J老旧小区改造项目为例

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社会资本介入老旧小区改造的可行性研究——以J老旧小区改造项目...

作者：胡智棕山东建筑大学

学位级别：硕士

近年来,国家高度重视老旧小区改造工作,将老旧小区改造工作作为国内民生领域和城市规划发展领域的重要工作和关键动作,各地区积极配合并不断出台符合地区特色的实施方案。国内老旧小区改造工作如火如荼,但是仍旧遇上诸多问题,如各地区... 详细信息

近年来,国家高度重视老旧小区改造工作,将老旧小区改造工作作为国内民生领域和城市规划发展领域的重要工作和关键动作,各地区积极配合并不断出台符合地区特色的实施方案。国内老旧小区改造工作如火如荼,但是仍旧遇上诸多问题,如各地区老旧小区改造的资金来源主要依赖于政府财政资金,即便是部分文件中倡导多种融资方式的探究,但是对政府财政资金的依赖程度并未减少。社会资本介入老旧小区改造工作的探究从未中断,其可行性研究却并未实现突破。老旧小区改造项目是否可以由社会资本主导的相关研究也较少。本文通过对国外老旧小区改造模式的研究,尤其是对国外先进国家和地区老旧小区改造投资模式的分析,发现国际上社会资本介入老旧小区改造的实例比比皆是,甚至在部分国家和地区社会资本参与老旧小区改造投资融资已经有了较为稳定的模式,在国外可以由社会资本介入老旧小区改造,对国内相关研究也具有十分重要的启发作用。结合国外启发,本研究在国内不同地区范围内开展了实地调研,对政府有关部门单位工作人员、待改造老旧小区居民、已改造小区居民、专业技术人员等进行了走访,发现现阶段国内老旧小区改造工作中,面临着财政压力大、市场活力低等问题,居民生活条件有待于提升,且急需具有可持续性发展特性的改造模式。结合国内外研究结果,本研究提出社会资本介入老旧小区改造具有可行性。本文通过对国内外诸多社会资本介入老旧小区改造的现状及工作模式进行研究,结合国内老旧小区改造实际存在的问题,通过大量的走访和实地调研,针对社会资本介入老旧小区改造的可行性进行了理论的分析,并通过对J老旧小区改造项目的实践案例进行深入剖析,从定性和定量两个角度对社会资本介入老旧小区改造的可行性进行了论证。本文着重从实现经济收益角度论证社会资本介入老旧小区改造的目的,并分析收益主要来源,从不同角度定性分析了社会资本主导老旧小区的可行性,并提出社会资本介入老旧小区改造的有关建议。结合社会资本介入J老旧小区改造这一实际案例的可行性研究,基于对J老旧小区改造项目的资金分析、收益分析、成本分析全面把握J老旧小区改造项目的主要财务数据参数分析,进一步从总投资利润率、静态投资回收期、内部收益率等指标分析项目盈利能力,各项指标分析结果均有效论证了J老旧小区改造项目的可行性。经过分析论证,最后总结出国内社会资本介入老旧小区改造具有实际需求;需要兼顾项目成本分析和收益分析;开发一部分社会收益性项目是老旧小区改造后运营收益的重要途径,充分利用不动产收益权是老旧小区改造项目收益的基本保障;通过合理的运营和管理,社会资本介入老旧小区改造项目具有切实的可行性;政府需要进一步出台用地规划、财政支持、税务等方面政策,鼓励老旧小区改造的片区联动和用地再开发,促进社会资本介入老旧小区改造过程中增加收益点等结论。

关键词：老旧小区改造社会资本可行性分析

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转炉炼钢终点碳温软测量建模方法研究

转炉炼钢终点碳温软测量建模方法研究

作者：陈棕鑫昆明理工大学

学位级别：硕士

钢铁产业对于国家经济发展有着重要的意义。转炉炼钢技术因为相对高效和低成本的优势,是目前世界范围内主要的钢铁冶炼技术之一,其冶炼的关键在于对转炉终点的准确控制。实际上,转炉中钢液的终点碳含量和温度与转炉终点控制有着密切的联... 详细信息

钢铁产业对于国家经济发展有着重要的意义。转炉炼钢技术因为相对高效和低成本的优势,是目前世界范围内主要的钢铁冶炼技术之一,其冶炼的关键在于对转炉终点的准确控制。实际上,转炉中钢液的终点碳含量和温度与转炉终点控制有着密切的联系,也是判断钢液是否达到出钢标准的重要指标。因此,实现对转炉炼钢终点碳温精确实时预报可以有效降低转炉炼钢生产成本,提高生产效率,对于保护环境、节能减排也有着积极的意义。本文针对转炉炼钢生产过程数据存在的高冗余、高维度、波动性和非线性等问题进行研究,基于数据驱动的方式,通过对生产过程数据进行特征选择处理得到关键特征,再引入即时学习策略完成对算法学习集的度量与选择,从而建立即时学习软测量模型实现对转炉炼钢终点碳温的预报。本文的主要研究内容包括:(1)转炉炼钢生产过程数据存在高维度、高冗余的特点,直接将这些数据输入到模型中会增大模型训练负担并且削弱模型的预报性能。针对上述问题,本文提出了一种改进的灰狼优化算法(Improved grey wolf optimizer,IGWO)用于对转炉炼钢生产过程数据进行特征选择,从而获得转炉过程数据中的关键特征。首先,通过构建新的编码方案对数据中的各维特征进行编码并预设特征子集的个数,保证算法特征选择结果的稳定性;其次,在新编码方案的基础上,利用反向学习机制在算法初期生成更具多样性和更高质量的灰狼初始种群;最后,利用灰狼种群中前三个最优解的信息和特征之间的内在联系对种群进行概率更新,保证算法搜索能力的最大化,并避免陷入局部最优。实验结果表明,所提出的IGWO算法能够选择表现较好且可重复的特征子集,有效降低数据高冗余高维度对于模型性能的影响,利用所选择的特征建立碳温预报模型可以显著提升模型性能。(2)转炉炼钢生产过程数据具有明显的波动性和非线性,这对于即时学习度量局部算法学习集构成了很大的挑战,不利于模型性能的发挥。针对以上问题,本文提出了基于自组织映射聚类的即时学习软测量建模方法(Self organization map just-in-time learning,SOM-JITL)用于转炉炼钢终点碳温的建模预报。首先,通过引入高斯核函数改变自组织映射聚类算法获胜神经元的判别方式并用于对转炉生产过程数据的聚类,从而降低数据波动对于后续建模的影响;其次,采用即时学习策略从待测样本所属的类簇中度量合适的算法学习集用于训练极限学习机并完成对终点碳温的预报。实验结果表明,该方法能够有效提升即时学习软测量模型度量算法学习集的质量,显著提高模型对终点碳温的预报性能,在±0.02%的预报误差范围,碳含量的预报精度为81.5%,在±10℃的预报误差范围,温度的预报精度为79%。(3)针对传统即时学习软测量建模方法往往忽略过程数据标签信息价值以及从单一类簇中选择样本的局限性问题,本文提出了WGKSOM-DRCA(Weighted gaussian kernel self organization map dynamic relevant component analysis)自适应即时学习软测量方法用于对转炉炼钢终点碳温的预报。首先,采用引入标签信息的加权高斯核函数度量准则构造WGKSOM聚类算法用于引导聚类方向,提高算法的聚类质量并降低类簇数据波动性对于建模的影响;其次,利用高斯后验概率计算待测样本的隶属度并根据类簇隶属度选择样本,避免聚类误差和单一类簇造成样本选择的局限性;最后,通过引入动态因子并构建DRCA度量学习策略自适应选取算法学习集用于局部模型训练,输出终点碳含量和温度的预报结果。实验表明,在转炉炼钢终点碳温预报上该方法相对于其他算法有更好的表现,在±0.02%的预报误差范围,碳含量的预报精度为92%,在±10℃的误差范围,温度的预报精度为93.5%。通过以上研究,验证了特征选择和即时学习软测量建模方法在解决转炉炼钢生产过程数据高冗余、高维度、波动性和非线性等问题上的有效性,并提高了模型对终点碳温的预报性能,也为后续在相关方面进一步探索提供了一定的理论依据。

关键词：转炉炼钢软测量即时学习特征选择灰狼优化算法

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基于人脸视频的非接触式心率检测研究

基于人脸视频的非接触式心率检测研究

作者：魏棕凯西华大学

学位级别：硕士

心率是评估人体健康状况的重要生理指标,对于心血管疾病的早期预警具有重要意义。当前临床的心率测量主要基于心电图（ECG）、血压袖带和脉搏血氧仪等接触式传感器或特定设备。然而此类方式存在成本高、操作复杂且容易造成与传感器接触... 详细信息

心率是评估人体健康状况的重要生理指标,对于心血管疾病的早期预警具有重要意义。当前临床的心率测量主要基于心电图（ECG）、血压袖带和脉搏血氧仪等接触式传感器或特定设备。然而此类方式存在成本高、操作复杂且容易造成与传感器接触的皮肤不适甚至过敏等问题。近年来,基于人脸视频的非接触式心率测量得到了广泛研究,该方法基于光电容积脉搏波描记法（PPG）,通过分析普通摄像头记录的人脸视频中面部肤色的微小变化,提取出包含心率信息的脉搏波信号,实现对心率的非接触式测量,具有操作简单、低成本及无创测量等优势。在基于人脸视频的非接触式心率测量中,视频中环境光照的变化、受试者头部的运动以及面部表情变化等,均会在脉搏波信号中引入不同程度的噪声,影响心率测量的准确性,为了提高基于人脸视频心率检测的准确性,本课题通过以下工作研究了基于人脸视频的非接触式心率检测:1)复杂环境下人脸检测算法性能的对比研究。对比研究了Viola-Jones和多任务级联卷积网络（MTCNN）等人脸检测算法在不同环境条件下检测人脸的准确性,选择了基于MTCNN的人脸检测算法用于人脸检测,以确保在复杂的现实环境下实现准确的人脸检测。2)合适的面部感兴趣区域的选择。基于人脸检测的结果,选取前额与整个面部皮肤作为面部感兴趣区域,分析在不同去噪方法下,提取心率的准确性。同时对比分析了四种不同的基于阈值的皮肤检测算法在人脸视频中提取面部皮肤的效果。选择了基于RGB-H的皮肤检测方法作为面部皮肤的提取方法。3)研究基于集合经验模态分解（EEMD）联合去噪算法的人脸视频心率估计方法。对比研究了人脸视频心率提取中四种常用的信号去噪方法,同时基于EEMD方法,结合独立成分分析（ICA）、CHROM方法,研究了ICA+EEMD、CHROM+EEMD等联合去噪方法,提高对信号的去噪性能。4)提出基于低秩矩阵和自相关的奇异谱分量重构的人脸视频心率估计方法。在预处理阶段引入EEMD,使用奇异谱分析分解经过预处理的信号,对于分解所得信号分量的重构,使用低秩稀疏矩阵分解和自相关函数作为筛选标准来去除信号中的不规则噪声,在UBFC-RPPG以及PURE两个人脸视频数据集进行测试,对比其它文献,本文提出的方法能有效提高人脸视频心率估计的准确性。

关键词：非接触式心率测量人脸检测低秩自相关奇异谱分析

基于图像和激光雷达的避障仿形割草机控制系统设计

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基于图像和激光雷达的避障仿形割草机控制系统设计

作者：周棕凯河北农业大学

学位级别：硕士

近年来,随着我国果园产业逐渐向标准化方向发展,对割草机的需求不断增加。但是传统的果园割草机大部分只能满足果树行间除草的需求,无法进行株间除草,除草效率较低;目前的坡地割草机大部分是整机行驶在坡地上进行除草作业,只适用于地势... 详细信息

近年来,随着我国果园产业逐渐向标准化方向发展,对割草机的需求不断增加。但是传统的果园割草机大部分只能满足果树行间除草的需求,无法进行株间除草,除草效率较低;目前的坡地割草机大部分是整机行驶在坡地上进行除草作业,只适用于地势较缓的坡地,且智能化程度较低。避障仿形割草机既可以满足平地果园的除草需要,也可以满足坡地果园的除草要求,应用范围广。因此,为了提高除草的效率,研制一套适合果园割草需求的避障仿形割草机控制系统,是当务之急。本文以清除果树行、株间杂草为目的,根据在平地和坡地上割草的实际需求,针对避障仿形割草机的机械结构,完成了基于图像和激光雷达的避障仿形割草机控制系统设计,具体包括硬件设计、软件设计和算法选择等方面。控制系统由传感器模块、控制模块、执行模块和监控模块构成,系统采用上、下位机结构,上位机由大彩触摸屏和阿里云物联网平台组成,下位机由STM32构成,控制系统能够对割草机割台进行精准控制,满足了果园除草的需要。论文的研究内容如下:(1)根据系统分析,完成了系统硬件电路设计,选择了传感器、执行器件、通讯模块、触摸屏等电气元件。控制系统以STM32为核心,设计了控制器模块电路、电源模块电路、光耦隔离开关电路,完成了 STM32的I/O端口设计。(2)完成了系统软件设计,包括OpenMV图像识别程序、MQTT通讯程序、速度读取程序、自动避障程序和自动仿形程序。控制系统通过处理OpenMV和超声波传感器检测的果树树干信息,利用电磁阀控制割台伸出和收回,实现了割草机避障;通过最小二乘法处理激光雷达检测的坡地数据,拟合出精准的坡度值,控制割草机割台旋转,当割台倾角值在坡地坡度值±1°范围内时,割台停止旋转,实现了坡地仿形。用户可以通过触摸屏完成割草机的手动/自动控制及实时监测,在物联网平台完成对割草机的监控和历史数据查询。(3)利用割草机控制系统进行了果园割草试验,记录了割草机控制系统的试验数据,分析了割草机控制系统在避障和仿形方面的准确度,试验结果中避障仿形割草机坡地仿形的平均误差为7.431%、漏割率为2.44%,能够满足割草机避障和坡地仿形的需要。果园避障仿形割草机控制系统性能稳定、实用性强、智能化程度较高,能够满足平地和坡地果园中的除草要求,具有广阔的应用前景。

关键词：图像技术激光雷达避障仿形割草机 STM32 控制系统设计

负载型金基双金属催化剂在5-羟甲基糠醛选择氧化反应中的应用

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负载型金基双金属催化剂在5-羟甲基糠醛选择氧化反应中的应用

作者：刘棕杨浙江师范大学

学位级别：硕士

生物质资源由于来源广泛、可持续再生以及对环境无污染等优势近年来受到人们的广泛关注。尤其在中国“双碳”背景下,减少以二氧化碳为主的温室气体的排放,推动绿色、低碳、高质量、可持续化学工业的发展,是现阶段研究的主要目标。5-羟... 详细信息

生物质资源由于来源广泛、可持续再生以及对环境无污染等优势近年来受到人们的广泛关注。尤其在中国“双碳”背景下,减少以二氧化碳为主的温室气体的排放,推动绿色、低碳、高质量、可持续化学工业的发展,是现阶段研究的主要目标。5-羟甲基糠醛(HMF)作为一种重要的生物质平台化合物,可以通过催化转化合成一系列高附加值化合物。其中2,5-呋喃二甲酸(FDCA)是一种非常有前景的绿色化合物,可应用于燃料、医药和生物基聚合物的合成等领域。利用HMF制备FDCA是实现生物质高效利用的重要途径之一,然而HMF氧化为FDCA是一个多步串联反应,产物众多,因此,如何减少氧化反应副产物,提高目标产物FDCA的收率是研究者关注的重点。基于此,本论文合成了一系列镁铝水滑石负载的金基双金属团簇催化剂,并在无碱条件下,以分子氧为氧源,实现HMF选择氧化制备FDCA。具体内容包括以下两部分研究工作:1、采用不同方法制备了镁铝水滑石负载的Au催化剂,发现以Au原子团簇作为前驱体制备的催化剂具有优异的催化活性。通过向Au团簇中添加Ag的方式可以进一步提高催化剂的活性和选择性,但Ag的含量不宜多。反应速率实验证明,少量Ag(0.034～0.065 wt%)的添加可以显著提高HMF串联氧化过程中的反应速率,特别是决速步HFCA到FFCA的反应速率。X射线光电子能谱(XPS)和CO吸附的原位漫反射红外光谱(CO DRIFT)结果表明当Ag原子掺杂到Au纳米团簇中时,电子由Ag转移到Au上,从而促进氧分子的活化和解离。2、进一步将Ni、Fe、Cu、Pd四种原子掺杂到Au原子团簇中,发现不同金属掺杂的金基双金属团簇催化剂均可以提高反应活性和选择性。动力学实验和反应速率实验证明,第二金属的掺杂,可以降低催化反应过程中的能垒,提高HMF上串联氧化速率。其中,Ni掺杂的Au原子团簇在HMF氧化为FDCA的反应中表现出最优的活性和选择性,其次是Pd和Fe,Cu最末。XPS和CO DRIFT结果证明,Au主要以零价金形式存在,但不同金属掺杂的Au原子团簇可能具有不同的吸附特征。

关键词：生物质 5-羟甲基糠醛 2,5-呋喃二甲酸氧化反应金纳米团簇

小麦—冰草2P附加系的特征与抗病基因区段分子标记分析

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小麦—冰草2P附加系的特征与抗病基因区段分子标记分析

作者：王棕瑶中国农业科学院

学位级别：硕士

小麦作为我国的三大粮食作物之一,对于保障粮食安全具有重要意义。近年来气候变化导致小麦病害加重,严重影响了小麦产量。冰草(Agropyron cristatum)P基因组是小麦改良的重要基因源,具有多个优良性状,如抗病、抗逆、多分蘖、多花多粒等... 详细信息

小麦作为我国的三大粮食作物之一,对于保障粮食安全具有重要意义。近年来气候变化导致小麦病害加重,严重影响了小麦产量。冰草(Agropyron cristatum)P基因组是小麦改良的重要基因源,具有多个优良性状,如抗病、抗逆、多分蘖、多花多粒等。四倍体冰草是异花授粉植物,其含有的P染色体组的结构存在差异,导致相同部分同源群不同附加系的农艺性状等出现差异。本研究以3个小麦-冰草不同2P二体附加系:II-9-3、II-3-1b、II-23-72为材料,利用细胞学鉴定、分子标记检测、农艺性状考察、抗病性鉴定等方法,对3份小麦-冰草不同2P附加系的主要特性进行了鉴定与分析,为进一步对2P染色体优异基因的定位奠定了重要基础。另外根据冰草转录组和基因组序列信息,开发2PL抗叶锈病基因区段特异STS标记,并以经过EMS诱导的2PT-5易位系后代为材料,通过抗病性鉴定和STS标记检测,确定新的小片段易位,对进一步有效利用2P染色体的优异基因具有重要意义。研究结果如下:1.3个小麦-冰草不同2P附加系的特征与利用分析。通过细胞学鉴定、分子标记检测、农艺性状考察、抗病性鉴定等手段对3份小麦-冰草不同2P附加系的主要性状进行了调查鉴定与分析。结果表明,小麦-冰草2P附加系II-9-3遗传率为100%,遗传最为稳定、株型紧凑、免疫叶锈病,高抗白粉病,可以用于小麦的株型改良和抗病育种。小麦-冰草2P附加系II-3-1b的株高降低效应明显、较早抽穗、免疫叶锈病,可用于小麦株高改良和抗叶锈病育种。小麦-冰草2P附加系II-23-72对叶锈病和白粉病流行小种近免疫,可用于抗病育种。不同2P附加系在株型、株高和抗病性等性状上表现不同的优异特性,不仅为在小麦改良中有效利用2P染色体优异基因提供了依据,并且为进一步对2P染色体优异基因的定位奠定了重要基础。2.小麦-冰草易位系2PT-5抗病基因区段的STS分子标记开发与筛选。利用RNA-Seq技术获得小麦-冰草2PT-5转录组序列,将此序列与冰草参考基因组序列比对,筛选在864-946 Mb区段相似的DNA序列,并与普通小麦中国春序列进行比对,寻找差异位点,设计STS分子标记。通过分析筛选出110个特异标记,加密了抗病基因区段2PL864-946 Mb区段的分子标记,为进一步定位、克隆抗叶锈病基因奠定了重要基础。3.小麦-冰草易位系2PT-5EMS诱变后代的鉴定。对经EMS诱变后的小麦-冰草2P易位系2PT-5后代材料进行抗病性鉴定,筛选出抗病株系进行特异分子标记和GISH鉴定,最终筛选出4个新的小麦-冰草2P小片段易位系。为进一步缩小抗病区段提供了重要材料。

关键词：小麦冰草 2P附加系 2P易位系分子标记