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水稻DMP1-3基因突变体的创制及其单倍体诱导能力鉴定

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中国水稻科学 2024年

作者：胡风越王健王春王克剑刘朝雷中国水稻研究所水稻生物育种全国重点实验室

【目的】探究水稻DMP家族基因的单倍体诱导能力，为单倍体育种提供新的基因资源。【方法】筛选与ZmDMP基因高同源和在花粉中高表达的水稻DMP家族同源基因作为候选基因；利用CRISPR/Cas9多基因编辑技术，在籼粳杂交稻“春优84”中对筛选... 详细信息

【目的】探究水稻DMP家族基因的单倍体诱导能力，为单倍体育种提供新的基因资源。【方法】筛选与ZmDMP基因高同源和在花粉中高表达的水稻DMP家族同源基因作为候选基因；利用CRISPR/Cas9多基因编辑技术，在籼粳杂交稻“春优84”中对筛选的DMP家族基因和单倍体诱导基因OsMTL创制单基因敲除以及多基因组合敲除突变体；对突变体进行形态学观察和花粉育性鉴定；调查统计转基因T0材料的结实率和单倍体诱导率。【结果】在水稻RAP-DB数据库中共检索到13个玉米单倍体诱导基因ZmDMP的同源基因。OsDMP1和OsDMP2与ZmDMP同源性最高，相似度分别为41.24% 和37.32%；OsDMP1和OsDMP3在花药中表达量最高。因此，选择OsDMP1、OsDMP2、OsDMP3基因为候选基因。通过CRISPR/Cas9基因编辑技术创制了OsDMP1、OsDMP2、OsDMP3的单基因敲除和组合敲除突变体(osdmp1、osdmp2、osdmp3、osdmp1-osdmp2、osdmp1-osdmp3、osdmp1-osdmp2-osdmp3)，OsMTL单基因敲除突变体(osmtl)，以及OsDMP1、OsDMP2、OsDMP3与OsMTL基因的组合敲除突变体(osmtl-osdmp1、osmtl-osdmp2、osmtl-osdmp3、osmtl- osdmp1-osdmp2、osmtl- osdmp1-osdmp3、osmtl- osdmp1-osdmp2-osdmp3)。表型考察发现，相比较野生型，所有突变体的植株形态和花粉育性均未发生显著变化，而仅在包含osmtl的单基因敲除和多基因组合敲除突变体中结实率发生显著下降。单倍体鉴定结果显示，OsDMP1、OsDMP2、OsDMP3和OsMTL组合突变的单倍体诱导效率分别为0.4% ± 0.6%、2.6% ± 2.8%、1.4% ± 0.6%、1.5% ±1.3%、2.1% ± 2.4%、2.2% ± 0.6%，与osmtl突变体(1.5% ± 0.5%)无显著差异。然而，当OsDMP家族基因单个突变或多个组合突变时均无单倍体产生。【结论】本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑技术成功创制了水稻OsDMP1、OsDMP2、OsDMP3、OsMTL单基因和多基因组合敲除突变体，发现了OsDMP1、OsDMP2和OsDMP3均无独立单倍体诱导能力，也不能提升OsMTL基因的单倍体诱导效率。本研究促进了对水稻中OsDMP同源基因的了解，为后续单倍体诱导基因研究提供参考。

关键词：水稻单倍体诱导 DMP1-3 OsMTL

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基于深度学习的塑性变形理论建模研究进展

塑性工程学报 2024年第4期31卷 92-116页

作者：王新云唐学峰余国卿龙锦川温红宁邓磊金俊松龚攀张茂华中科技大学材料成形与模具技术全国重点实验室湖北武汉430074

传统塑性理论模型由于引入了适当的假设和简化,面对复杂变形机制和复杂变形条件时具有局限性。基于深度学习的理论建模作为数据驱动的建模新范式,具有精度高、通用性强的特点,是塑性理论建模的重要方向。介绍了深度学习的建模方法,如传... 详细信息

传统塑性理论模型由于引入了适当的假设和简化,面对复杂变形机制和复杂变形条件时具有局限性。基于深度学习的理论建模作为数据驱动的建模新范式,具有精度高、通用性强的特点,是塑性理论建模的重要方向。介绍了深度学习的建模方法,如传统神经网络模型、物理启发式神经网络模型和神经算子网络,分析了各个模型的特点。总结了近年来基于深度学习的塑性理论建模方法在本构关系、损伤断裂模型、微观组织模型和多尺度模型等方面应用的研究进展,并分析了提高模型精度、泛化能力和可解释性的方法。最后提出了基于深度学习的塑性理论建模方法面临的挑战和未来发展方向。

关键词：深度学习塑性理论建模本构关系微观组织演变模型损伤断裂模型多尺度模型

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换流变内部短路电流计算及动态模拟技术

高电压技术 2024年第4期50卷 1621-1630,I0038-I0041页

作者：张坤俊詹荣荣杜丁香詹智华刘怀电网安全全国重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 北京100192

研究换流变压器内部故障下不同位置的短路电流分布特征可以加深故障机理认识为其保护研究提供重要参考。换流变压器内部短路后轴向安匝分布不均匀,从而引起辐向漏磁场分量显著增加。提出以辐向短路电抗修正内部故障后绕组电感参数的变化... 详细信息

研究换流变压器内部故障下不同位置的短路电流分布特征可以加深故障机理认识为其保护研究提供重要参考。换流变压器内部短路后轴向安匝分布不均匀,从而引起辐向漏磁场分量显著增加。提出以辐向短路电抗修正内部故障后绕组电感参数的变化,将短路绕组与剩余绕组进行等效处理,优化内部故障后的等效电路模型,并提出匝间短路电流的计算方法。所定义的空载运行匝间短路电抗比K可用于描述换流变匝间短路故障后,短路环内电流与网侧短路电流的比值。以工程产品为原型,提出了换流变压器物理模型的一致性技术指标。并通过与原型产品的仿真比对提出了匝间短路电流分布的规律,受故障发生位置影响,相同匝比的短路电流从线圈轴向上看呈现马鞍状分布特点,进一步研制了可以反映内部短路故障的换流变压器物理模型。最后,搭建全物理的换流变压器内部故障动态模拟试验平台,验证了所提出的内部短路电流计算方法的正确性,其K值计算误差控制在-1.70%~0.72%。

关键词：换流变压器匝间短路物理模型匝间短路电抗比动态模拟

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12级LTD脉冲源触发支路气体开关击穿特性

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强激光与粒子束 2024年

作者：降宏瑜姜晓峰王志国孙凤举魏浩楼成邱爱慈西安交通大学电工材料电气绝缘全国重点实验室西北核技术研究所强脉冲辐射模拟与效应全国重点实验室

12级串联太瓦级直线型变压器驱动源（LTD）采用内置时序触发新方法，对触发支路气体开关提出了低自放概率、低触发阈值、低抖动、触发延时可调的技术要求。介绍了自行研制的基于电阻均压/电晕辅助触发技术的气体开关结构和工作原理；建... 详细信息

12级串联太瓦级直线型变压器驱动源（LTD）采用内置时序触发新方法，对触发支路气体开关提出了低自放概率、低触发阈值、低抖动、触发延时可调的技术要求。介绍了自行研制的基于电阻均压/电晕辅助触发技术的气体开关结构和工作原理；建立了气体开关特性测试平台，完成了12只气体开关的老练和击穿特性测试；开关应用于12级LTD脉冲源级联触发实验，获得了不同工作电压、工作系数下的触发特性参数。实验结果表明：开关工作电压±60～±80 kV，工作系数60%～80%，抖动小于2 ns, 500余发实验未发生自放电，实现了12级LTD脉冲源触发支路按理想时序依次导通，触发时序系数0.83～1.17范围内可调。

关键词：直线型变压器驱动源触发支路低自放概率低触发阈值级联触发

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天文应用红外焦平面读出电路研究

红外与激光工程 2024年第1期53卷 55-67页

作者：梁清华魏彦峰陈洪雷郭晶丁瑞军中国科学院上海技术物理研究所红外探测全国重点实验室上海200083

成功设计了一款天文应用的640×512短波红外焦平面读出电路。由于红外天文观测具有极低背景辐射、光子通量低的特点,为了实现探测器的高信噪比,需要降低器件的暗电流和电路噪声。电路采用有效的功耗管理策略,在保证电路正常工作的前提... 详细信息

成功设计了一款天文应用的640×512短波红外焦平面读出电路。由于红外天文观测具有极低背景辐射、光子通量低的特点,为了实现探测器的高信噪比,需要降低器件的暗电流和电路噪声。电路采用有效的功耗管理策略,在保证电路正常工作的前提下尽可能地降低电路功耗以减小电路辉光对器件暗电流的影响。同时,研究非破坏性读出的数字功能,实现了超长的积分时间和信号的多帧累积,并作为一种斜坡采样的策略有效地降低读出噪声。短波HgCdTe焦平面的测试结果符合理论设计预期,开启电路非破坏性读出功能,设置6 000 s的积分时间,当电路功耗调低至14.04 mW时暗电流为0.9 e-·pixel^(-1)·s^(-1)。读出噪声在两档增益下分别为50 e-(10 fF)和27 e-(5 fF),非线性度低于0.1%。

关键词：红外天文观测红外焦平面读出电路低功耗非破坏性读出读出噪声

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微观几何设计制造的关键技术与工程应用

机械工程学报 2024年第13期60卷 268-280页

作者：刘振宇陈轲文裘辿李明张雨豪谭建荣彭群生浙江大学计算机辅助设计与图形系统全国重点实验室杭州310058

近年来,高端装备制造技术朝着极高精度、极高性能与极限尺度方向迅猛发展,对几何学提出了一系列新的问题和需求。微观几何学描述和刻画在表面或内部具有微小尺度细节的几何特征,为表征、设计、加工和测量微观特征提供了数学基础。本文... 详细信息

近年来,高端装备制造技术朝着极高精度、极高性能与极限尺度方向迅猛发展,对几何学提出了一系列新的问题和需求。微观几何学描述和刻画在表面或内部具有微小尺度细节的几何特征,为表征、设计、加工和测量微观特征提供了数学基础。本文阐述了微观几何的基本概念与内涵,分析了微观几何在微尺度建模、跨尺度关联和局部形状控制方面的特点。从微观几何的表示与建模、多物理场仿真、智能设计与优化、高精度制造、高效率测量等五个方面梳理了微观几何设计制造的关键技术,并凝练了微观几何设计制造亟需解决的宏观-微观耦合的几何表征、材料-结构-工艺-性能一体化设计、原子尺度的几何表征与测量等关键科学问题。最后介绍了作者团队在基于混合维的复杂零件真实表面建模、基于接触簇约束的复杂产品装配仿真与分析、复杂微孔结构建模与拓扑优化设计等方面的相关研究工作。

关键词：微观几何微观表面微观结构几何表征设计优化高精制造

考虑离子动力学的CFN放电模型及群参数研究

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中国电机工程学报 2024年

作者：郝迈张博雅刘沛琼李兴文电工材料电气绝缘全国重点实验室(西安交通大学)

目前针对C4F7N电子群参数的研究依赖于仅考虑电离和吸附过程的电子动力学模型，但有限的结果表明，当气压较高时，C4F7N存在电子解吸附等复杂的离子动力学过程，对气体放电与绝缘机制产生重要影响。该文首先在宽范围的约化场强和多个气... 详细信息

目前针对C4F7N电子群参数的研究依赖于仅考虑电离和吸附过程的电子动力学模型，但有限的结果表明，当气压较高时，C4F7N存在电子解吸附等复杂的离子动力学过程，对气体放电与绝缘机制产生重要影响。该文首先在宽范围的约化场强和多个气压条件下进行了C4F7N的脉冲汤逊实验，并通过对实验波形的详细分析，建立考虑离子动力学的C4F7N放电模型。接着，建立了考虑离子动力学的C4F7N电子崩时空发展理论模型，并结合遗传算法拟合电流波形，得到了C4F7N在60 Pa至5 kPa范围内的反应速率系数。最后，提出一种考虑离子动力学的有效电离速率系数计算方法，并重新评估了C4F7N的绝缘性能。

关键词：脉冲汤逊实验离子动力学电子群参数 C F N 临界击穿场强

基于数据驱动方法反演CFN气体完整自洽碰撞截面集的研究

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中国电机工程学报 2024年

作者：张博雅刘沛琼郝迈李兴文电工材料电气绝缘全国重点实验室(西安交通大学)

以C4F7N为代表的新型环保气体由于缺乏完整且物理自洽的电子-分子碰撞截面集，限制了对其微观放电机制的研究。该文应用数据驱动的方法，根据电子群参数与碰撞截面之间自洽的物理联系，基于LXCat数据库中大量碰撞截面数据，建立由电子... 详细信息

以C4F7N为代表的新型环保气体由于缺乏完整且物理自洽的电子-分子碰撞截面集，限制了对其微观放电机制的研究。该文应用数据驱动的方法，根据电子群参数与碰撞截面之间自洽的物理联系，基于LXCat数据库中大量碰撞截面数据，建立由电子群参数到碰撞截面的映射关系。在人工修正的C4F7N气体碰撞截面集和电子群参数实验数据的基础上，成功预测出一组新的完整且物理自洽碰撞截面集，并评价了预测的C4F7N碰撞截面集的准确性、完备性和自恰性。结果表明，新的碰撞截面集计算的C4F7N气体电子群参数与实验值更加吻合。所采用的数据驱动方法可提高获得碰撞截面过程的效率，减弱人工修正过程中的主观性，为获得新型环保气体的碰撞截面提供了新的思路。

关键词：数据驱动电子群参数碰撞截面自洽性新型环保气体

基于C-MOEA/D约束多目标优化算法的中频变压器绝缘结构全局优化设计方法

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高电压技术 2024年

作者：刘丰硕汲胜昌党永亮祝令瑜西安交通大学电工材料电气绝缘全国重点实验室

中频变压器是电力电子变压器的核心磁性元件，起电气隔离和电压变换的关键作用。对中频变压器绝缘结构进行优化设计可以有效提高变压器的绝缘可靠性和功率密度，得到了研究者的广泛关注。本文提出了一种基于C-MOEA/D约束多目标优化算法... 详细信息

中频变压器是电力电子变压器的核心磁性元件，起电气隔离和电压变换的关键作用。对中频变压器绝缘结构进行优化设计可以有效提高变压器的绝缘可靠性和功率密度，得到了研究者的广泛关注。本文提出了一种基于C-MOEA/D约束多目标优化算法的中频变压器绝缘结构全局优化设计方法。文章首先根据中频变压器绝缘结构特点给出优化总体流程并提出使用基于非支配排序和参考向量的遗传算法C-MOEA/D对绝缘结构参数优化。针对优化过程中存在的难题，首先构建了中频变压器二维电场分析参数化模型，以三维模型为基准，分析对比了其计算精度;其次通过拉丁超立方采样和基于方差的灵敏度分析方法确定影响最大场强的关键结构参数，固定灵敏度低的结构参数实现参数化模型决策变量降维；随后，根据中频变压器隔离电压波形搭建绝缘材料击穿场强测试平台，确定其常用绝缘材料的击穿场强并给出绝缘约束条件。最后本文以最大场强和体积为目标，对一台25kV中频变压器的11个绝缘结构参数进行优化设计应用。优化结果表明：与原设计相比，最大场强下降19.6%、体积减小23.9%。

关键词：中频变压器遗传算法灵敏度分析绝缘结构优化参数化模型降维