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低频小振动能量收集的伞型摩擦纳米发电机

中国电机工程学报 2024年第10期44卷 4103-4111,I0030页

作者：刘安国苏玉香罗健锋赵柯洋赵西增浙江海洋大学海洋工程装备学院浙江省舟山市316022 浙江大学海洋学院浙江省舟山市316021

针对摩擦纳米发电机功率密度低、触发难、耐久度差的问题,该文设计一种伞型摩擦纳米发电机(umbrella-shape triboelectric nanogenerator,U-TENG)用于收集低频小振动能量。U-TENG以纸基作为连接机构,使上下伞叶在振动环境中进行有序开合... 详细信息

针对摩擦纳米发电机功率密度低、触发难、耐久度差的问题,该文设计一种伞型摩擦纳米发电机(umbrella-shape triboelectric nanogenerator,U-TENG)用于收集低频小振动能量。U-TENG以纸基作为连接机构,使上下伞叶在振动环境中进行有序开合,可以有效增加摩擦层数量、增大接触面积、改善接触面的贴合效果。另外,在摩擦电单元的设计上,通过叠放氟橡胶提高导电层上的感应电荷量,以优化电能输出性能。实验结果表明:当两个摩擦电单元并联运行时,UTENG的最大短路电流和开路电压分别能够达到125.9μA和804 V;在低频小幅振动下其瞬时功率密度最高达到509.3 W/m^(3);U-TENG可以收集环境中不同形式的振动能,以收集脉冲式振动的能力尤为突出,最多可驱动960个LED灯。该方法可为环境中低频振动能的高效捕获提供思路。

关键词：摩擦纳米发电机伞型振动能收集高能量密度叠加输出

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基于谷氨酸消旋酶基因(murI)构建杀香鱼假单胞菌减毒活疫苗株的染色体-质粒平衡致死表达系统

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微生物学报 2024年第3期64卷 767-779页

作者：张明明叶浩达张朝政王鹏程王克诠严小军陶震浙江海洋大学水产学院浙江舟山316022 宁波大学海洋学院浙江宁波315211

【目的】构建一种基于谷氨酸消旋酶(MurI)基因的染色体-质粒平衡致死系统,用于杀香鱼假单胞菌减毒活疫苗株(Pseudomonas plecoglossicidaΔtssD-1,PpΔtssD-1)中表达外源抗原,为开发多联活疫苗提供新的思路和方法。【方法】利用同源重... 详细信息

【目的】构建一种基于谷氨酸消旋酶(MurI)基因的染色体-质粒平衡致死系统,用于杀香鱼假单胞菌减毒活疫苗株(Pseudomonas plecoglossicidaΔtssD-1,PpΔtssD-1)中表达外源抗原,为开发多联活疫苗提供新的思路和方法。【方法】利用同源重组技术,将亲本株PpΔtssD-1中的murI基因敲除,构建murI基因缺失突变株;将广宿主穿梭质粒pBBR1MCS-2的卡那霉素抗性基因替换为murI基因,构建平衡致死质粒(即无抗性回补质粒);在平衡致死质粒的多克隆位点处插入绿色荧光蛋白以检测外源抗原是否稳定表达,对重组菌株进行生物学特性分析,包括生长曲线、质粒稳定性和外源抗原表达水平。【结果】murI基因缺失株在不含D-谷氨酸的LB培养基上无法生长;无抗性回补株在不含D-谷氨酸的LB培养基上恢复了生长能力,但生长速度低于亲本株;经鉴定外源抗原可在无抗性质粒中稳定表达,并可在荧光显微镜下观察到明显的绿色荧光信号;此外,平衡致死质粒在重组菌株中具有良好的遗传稳定性。【结论】本研究以murI为靶点构建了新型的染色体-质粒平衡致死系统,可在无抗性筛选条件下在PpΔtssD-1中表达外源抗原,为开发多联活疫苗提供了新的策略和方法。

关键词：杀香鱼假单胞菌ΔtssD-1株营养缺陷株平衡致死系统 D-谷氨酸

长期饥饿胁迫下厚壳贻贝的生理生化响应及性腺转录组

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水产学报 2024年第4期48卷 268-279页

作者：孙闻婧陈传悦梁泽玮廖智严小军张晓林浙江海洋大学海洋科学与技术学院宁波大学海洋学院

为探究贻贝在饥饿胁迫下的生理生化响应及分子适应机制，本研究以2龄厚壳贻贝为对象，开展了正常投喂(对照组)和饥饿处理(饥饿组)条件下的存活率统计、能量代谢相关酶活性测定以及性腺转录组测序及分析。结果显示，厚壳贻贝在90 d的饥... 详细信息

为探究贻贝在饥饿胁迫下的生理生化响应及分子适应机制，本研究以2龄厚壳贻贝为对象，开展了正常投喂(对照组)和饥饿处理(饥饿组)条件下的存活率统计、能量代谢相关酶活性测定以及性腺转录组测序及分析。结果显示，厚壳贻贝在90 d的饥饿处理下存活率高达86%。饥饿胁迫下贻贝性腺中磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)活性显著增加，己糖激酶(HK)、磷酸果糖激酶(PFK)、琥珀酸脱氢酶(SDH)、苹果酸脱氢酶(MDH)活性均显著降低。通过Illumina Hiseq×10高通量测序平台对对照组和饥饿组厚壳贻贝性腺组织进行转录组测序，分别获得31 596 762和26 810 506个在其基因组上具有唯一注释的有效数据，并筛选出4 130个差异表达基因，包括2 082个上调和2 048个下调表达基因。GO功能分析结果显示，差异基因主要在富集在代谢过程、细胞器组织以及酶活性等功能。KEGG富集分析结果表明，差异基因显著富集在DNA复制、错配修复、碱基切除修复等与细胞分裂有关的代谢通路上。研究表明，贻贝在饥饿下通过降低细胞的能量代谢以及减缓细胞分裂等生理活动来维持饥饿胁迫下的生存。本研究初步揭示了厚壳贻贝在饥饿胁迫下的生理生化响应和分子调控机制，为今后深入解析贻贝应对饥饿胁迫的分子策略提供重要的理论依据，同时为揭示其适应饥饿胁迫的能量利用和再分配以及生理对策提供新的思路。

关键词：厚壳贻贝长期饥饿存活率能量代谢酶活性腺转录组

基于环境DNA metabarcoding的中街山列岛鱼类物种多样性

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水产学报 2024年第9期48卷 126-137页

作者：钟兰萍高天翔张浩博陈治王晓艳浙江海洋大学国家海洋设施养殖工程技术研究中心浙江海洋大学水产学院海南热带海洋学院水产与生命学院

岛礁生境支撑着极高的水生生物多样性，而鱼类物种多样性是水生生物多样性的重要组成部分。为准确了解岛礁海域的鱼类时空分布格局和多样性特征，依靠传统的渔业资源调查方式存在诸多的困难与挑战，亟需建立灵敏、高效的生物多样性监测... 详细信息

岛礁生境支撑着极高的水生生物多样性，而鱼类物种多样性是水生生物多样性的重要组成部分。为准确了解岛礁海域的鱼类时空分布格局和多样性特征，依靠传统的渔业资源调查方式存在诸多的困难与挑战，亟需建立灵敏、高效的生物多样性监测方法。本研究于2019年在中街山列岛海域设置了4个采样站位，并在2、5、8和11月等4个时间采集海水表层样品，采用环境DNA metabarcoding技术进行高通量测序。结果显示，中街山列岛近岸海区共检测出鱼类37种，隶属于10目26科36属；鱼类种数呈现夏季>冬季>秋季>春季的趋势；四季共有种仅2种，约占鱼类总种数的5.41%；只在一个季节被检测出的鱼类约占总种数的54.05%。结合NMDS分析和ANOSIM检验的结果显示，鱼类群落在不同季节间有显著差异，而在不同站位间无显著差异。鱼类群落的均匀度较为稳定，多样性和丰富度指数在站位间无明显变化，但在季节间表现为夏季最高、春季最低。研究表明，中街山列岛近岸海区的鱼类分布受季节影响较大，而在不同采样站位的差异不大，可能受站位较为集中的影响。

关键词：鱼类环境DNA metabarcoding 物种多样性中街山列岛

基于eDNA技术的舟山近海中国团扇鳐定性与定量分析

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水产学报 2024年第3期48卷 118-127页

作者：高天翔张浩博王晓艳陈治浙江海洋大学水产学院浙江海洋大学国家海洋设施养殖工程技术研究中心海南热带海洋学院水产与生命学院

为探讨环境DNA (environmental DNA, eDNA)技术用于中国团扇鳐监测方面的可行性，同时开展基于eDNA技术的舟山近海中国团扇鳐定性与定量分析。本实验将中国团扇鳐与其同属汤氏团扇鳐COI基因片段序列进行比较分析，使用Primer Express 3.... 详细信息

为探讨环境DNA (environmental DNA, eDNA)技术用于中国团扇鳐监测方面的可行性，同时开展基于eDNA技术的舟山近海中国团扇鳐定性与定量分析。本实验将中国团扇鳐与其同属汤氏团扇鳐COI基因片段序列进行比较分析，使用Primer Express 3.0软件设计中国团扇鳐特异性引物与Taq Man探针。在舟山朱家尖近海设计了A、B、C共3个定置网调查站位，定期收集中国团扇鳐样品。于2017年12月19日、2018年4月13日和2018年7月14日分别采集水样(站位A、B1、B2、C1、C2、D)，开展eDNA微滴式数字PCR(droplet digital PCR, ddPCR)检测，并将检测结果与水温和采样点进行差异显著性分析。结果显示，不同站位、不同时间的中国团扇鳐eDNA浓度不同，水样采集点对中国团扇鳐eDNA浓度的影响极显著，不同采样点eDNA在不同季节存在极显著差异。研究表明，eDNA检测技术灵敏度高，水温、底质和水深对中国团扇鳐的分布皆有影响。研究结果为其他海域的中国团扇鳐e DNA追踪监测奠定了基础。

关键词：中国团扇鳐环境DNA,eDNA 细胞色素c氧化酶亚基I(COI)基因 TaqMan 微滴式数字PCR

Spar平台多自由度耦合的涡激运动数值模拟研究

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船舶力学 2024年第7期28卷 1040-1050页

作者：周阳李忠明张艺林王锋浙江海洋大学海洋工程装备学院浙江舟山316022 浙江海洋大学船舶与海运学院浙江舟山316022

为研究Spar平台在均匀流作用下多自由度耦合的涡激运动特性,本文基于STAR-CCM+求解器建立了考虑流固耦合的Spar平台涡激运动数值模型,探讨了纵荡、横荡、垂荡、纵摇和横摇五个自由度的耦合效应。结果表明:Spar平台在横荡、垂荡与横摇三... 详细信息

为研究Spar平台在均匀流作用下多自由度耦合的涡激运动特性,本文基于STAR-CCM+求解器建立了考虑流固耦合的Spar平台涡激运动数值模型,探讨了纵荡、横荡、垂荡、纵摇和横摇五个自由度的耦合效应。结果表明:Spar平台在横荡、垂荡与横摇三个自由度发生明显“涡激共振”现象,并且垂荡与横摇自由度“涡激共振”现象发生的速度区间基本一致;横荡与横摇自由度保持着较高的耦合性,横荡共振时横荡与横摇的运动主频保持1:1的关系,横摇共振时横荡运动频谱的次峰频率等于横摇运动主频;纵荡、垂荡与纵摇三个自由度存在复杂的非线性耦合运动关系,不仅纵荡、垂荡的运动主频始终存在于纵摇频谱中,而且纵摇与纵荡、纵摇与垂荡的耦合程度在不同的折合速度范围内存在差异。

关键词： Spar平台涡激运动流固耦合多自由度 STAR-CCM+

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遥感统计推断理论与应用初探

光谱学与光谱分析 2024年第3期44卷 891-900页

作者：朱渭宁浙江大学海洋学院东海实验室浙江舟山316021

提出一种新的介于遥感分类(定性分析)与遥感反演(定量分析)之间的遥感定性-定量分析方法,即遥感统计推断。遥感统计推断在理论上基于统计光学和概率分布变换,主要研究在一定区域范围内的地物参数的概率分布特征(如土壤的湿度、温度,水... 详细信息

提出一种新的介于遥感分类(定性分析)与遥感反演(定量分析)之间的遥感定性-定量分析方法,即遥感统计推断。遥感统计推断在理论上基于统计光学和概率分布变换,主要研究在一定区域范围内的地物参数的概率分布特征(如土壤的湿度、温度,水体盐度、叶绿素浓度等)如何改变和影响传感器所观测到的光学参数(如地表反射率、水体的遥感反射率等)的概率分布特征(称之为光谱概率分布),以及如何基于传感器观测到的光谱概率分布去反向推断地物参数在此区域内的统计分布特征,从而为刻画地物参数提供相应的定性与定量信息。相比于传统的遥感分类和反演,遥感统计推断的优点在于:(1)能够快速地获取地物参数的全局统计特征,如均值、方差、极值等等,而不需要反演分析每一个像素光谱,这一优点对于当前很多基于大数据、高分辨率的遥感应用尤为重要,因为有些应用部门的管理人员最感兴趣的往往是管理对象(如湖泊、水库、农田)的整体特征,他们并不需要知道在每一个像素处的地物参数的大小;(2)地物的光谱概率分布可以直接用于地物的分类研究,提供了一种有别于基于像素光谱签名特征的传统遥感分类的新分类方法,这种方法提供的是研究区域的整体分类(如一个湖泊的分类)而不是每个像素的分类(如水质的分类);(3)遥感统计推断可以为遥感反演建模提供辅助信息,基于这些信息调整反演模型的函数和/或参数,使得反演模型结果的统计特征与遥感统计推断的结果相匹配。该文简要介绍了遥感统计推断的一些基本概念、原理以及其相较于遥感分类和反演的优势、推断的适用对象和面向推断的遥感数据处理方法,分析了国内主要湖泊水体的光谱概率分布特征,并基于杭州西湖实地采测数据,提出了一种基于自展法(bootstrap-based)的用于推断关键统计分布参数(例如西湖悬浮颗粒浓度的平均值)的简易遥感统计推断方法。

关键词：遥感统计推断光谱概率分布统计光学水色遥感自展法

改进鱼类营养和饲料研究范式:从大口黑鲈和大黄鱼配合饲料在养殖生产中的应用谈起

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水产学报 2024年第4期48卷 222-240页

作者：王岩浙江大学海洋学院

鱼类营养和饲料研究起始于20世纪50年代，并借鉴对人类和畜、禽营养研究的经验建立了研究范式。在过去70年中，鱼类营养和饲料研究遵循已有的范式取得了大量的成果，这些研究成果推动了水产配合饲料技术的进步，为水产饲料产业从无到有... 详细信息

鱼类营养和饲料研究起始于20世纪50年代，并借鉴对人类和畜、禽营养研究的经验建立了研究范式。在过去70年中，鱼类营养和饲料研究遵循已有的范式取得了大量的成果，这些研究成果推动了水产配合饲料技术的进步，为水产饲料产业从无到有、从小到大做出了贡献。然而，随着全球水产养殖规模的不断扩大，水产养殖产业面临的资源和环境压力日益增加，对水产饲料也提出了更多和更高的要求。养殖生产实践表明，根据一些肉食性鱼类营养和饲料研究结果设计配方生产的饲料不能取得预期的应用效果，这意味着遵循已有研究范式所得到的结果难以完全满足现代鱼类养殖生产的需要。本文总结了两种具有重要经济价值的肉食性鱼类(大口黑鲈和大黄鱼)配合饲料在养殖生产中应用的曲折历程，指出早期研究明显低估了饲料蛋白水平是导致配合饲料长期无法在养殖生产中成功应用的主要原因。早期研究报道大口黑鲈的饲料蛋白需求为400～440 g/kg，大黄鱼的饲料蛋白需求为450～470 g/kg，但投喂配合饲料的鱼的生长明显比投喂冰鲜鱼的鱼慢。重新评估发现大口黑鲈和大黄鱼饲料蛋白需求分别为480～510 g/kg和490～520 g/kg，投喂含适量蛋白的配合饲料时鱼生长与投喂冰鲜鱼时接近。对大口黑鲈和大黄鱼饲料蛋白需求的明显低估反映出已有鱼类营养和饲料研究范式中存在不足，其表现为：(1)强调食物对鱼类生长的影响，但忽视了鱼类遗传背景和食物外的其他环境条件对鱼类生长和摄食的作用；(2)强调鱼类个体生长可反映其营养需求和饲料质量，但忽视了鱼类个体生长并不能完全反映养殖产量和效益；(3)强调生长和饲料利用效率在评价水产养殖效益方面的重要性，但忽视了投饵养殖对自然资源和环境所产生的负面影响是限制水产养殖可持续发展的瓶颈；(4)基础饲料配方对评价营养需求或饲料质量的影响没有得到足够重视，因基础饲料组成不合理导致一些研究结果缺乏实际意义。针对上述问题，作者建议对已有范式的概念、理论和研究方法做如下改进：(1)重视鱼类遗传背景和食物以外的其它环境条件对鱼类生长的影响，明确鱼类生长潜力决定营养需求，而食物营养是实现生长潜力的条件；(2)重视食物中各种营养素之间的相互作用，明确不同饲料原料在配方的营养平衡中发挥不同的作用；(3)进行饲养实验时重视实验鱼种质和种群结构，重视对照组和处理组个体生长的差异幅度在判断处理效应方面的指示意义，重视饲料配方对自然资源和环境等制约水产养殖可持续发展的因素的影响。改进后的研究范式更符合现代水产养殖生产实际，遵循其开展研究获得的结果能够更好地指导饲料配方设计，所生产的配合饲料也能更好地应用于水产养殖生产。

关键词：大口黑鲈大黄鱼配合饲料范式饲料蛋白需求饲料鱼粉替代生长

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波-流联合作用下弹性管振动响应研究

振动与冲击 2024年第20期43卷 128-139页

作者：王金诺陈正寿浙江海洋大学船舶与海运学院浙江舟山316022

由海流和波浪联合作用所引起的涡激振动是导致海洋立管等细长海洋结构物疲劳破坏的重要诱因,不过目前尚缺乏沿管轴向流致和波致振动特性分析的研究。采用流体体积法捕捉自由液面,建立数值波浪水池,基于双向流-固耦合技术开展了波-流联... 详细信息

由海流和波浪联合作用所引起的涡激振动是导致海洋立管等细长海洋结构物疲劳破坏的重要诱因,不过目前尚缺乏沿管轴向流致和波致振动特性分析的研究。采用流体体积法捕捉自由液面,建立数值波浪水池,基于双向流-固耦合技术开展了波-流联合作用下弹性管的数值仿真,对比分析了波-流荷载对弹性管振动特性的影响。在波浪作用下,管振幅随KC数增加呈逐步增大趋势,顺流向与横流向的振动频率为波频倍数;波浪力集中作用在自由液面附近,使沿管轴向的时均流体力系数在不同管段范围呈现不同的分布特性。在波-流联合作用下,振幅随外流速的变化趋势与单独外流的振动响应相一致,振动位移较波浪作用下的情况更为规则;顺流向的振动频率仍由波频主导,横流向激发出一个主频和两个显著次频,且主、次频的差值为波频倍数。最后,对比了波浪、波-流联合作用下4个典型波浪位置处沿管轴向的尾流涡街模式,外流的参与加快了旋涡的泄放,同时也是控制泄涡发放类型的主导因素。

关键词：弹性管波-流联合作用流-固耦合水动力分析