DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 4. 结论 2015年7.30 ~ 8.8日G314公路奥布段发生群发性水毁事件，公路沿线多处被洪水泥石流冲毁、掩埋，公路被阻断并造成巨大经济损失。公路水毁灾害具有类型多、群发性、规模大、破坏力强等特点，主要类型包括路基冲毁破坏、泥石流掩埋破坏、挡墙冲毁破坏、桥涵冲毁破坏、防护工程损坏等。本次公路水毁灾害不仅受水文气象等自然因素影响，还与勘察设计的时效性、合理性和前瞻性、以及施工过程中的施工管理、过程控制和外界工程干扰等因素有关，其中水文气象要素对本次公路水毁灾害具有决定性控制作用。在未来山区的公路建设中，应加强公路水毁灾害的监测预警，充分分析气象水文数据以获取诱发流量、降水等临界预警指标，并研发新型公路水毁防护结构和形式，同时，开展公路沿线地质灾害危险评价和风险识别，科学计算工程设计水力参数，合理确定公路及防护工程设计标准，加强公路工程的水毁风险预测和前瞻性设计，制定科学合理施工组织方案和施工进度计划，以最大程度降低或避免公路水毁灾害。
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user: 摘 要 目的：探讨诱导子对药用植物毛状根次生代谢产物生成的影响。方法：查阅了国内外近20年来相关文献，归纳分析了不同类型诱导子及其组合诱导子对药用植物毛状根次生代谢产物合成量的变化值。结果：诱导子及其组合诱导子可明显提高16种药用植物毛状根中酚酸类、醌类、黄酮类、萜类、三萜皂苷类、生物碱类等次生代谢产物的合成量。结论：诱导子对药用植物毛状根产生次生代谢产物的合成具有促进作用。 关键词 :药用植物，毛状根，诱导子，次生代谢物 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 1982年Chilton首次报道发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)在侵染植物的过程中，发现在感染部位上或附近能产生大量副产物——发状根(hairy root) [ 1 ] 。此后，毛状根培养(hairy root culture)发展成植物基因工程和细胞工程相结合的一项技术，并在药用植物次生代谢产物的生产、转基因研究、种质保存和良种繁育等方面得到广泛应用。进一步研究表明，毛状根具有生长迅速、激素自养、生长条件简单、次生代谢产物含量高且稳定、分化程度高、不易变异等特点，而且可把次生代谢物分泌至培养基中 [ 2 ] 。增加毛状根中次生代谢产物产量的方法可通过改变培养基成分及其浓度、生长调节剂的选择或基因克隆等手段来实现。为了获取更多具有天然生物活性的次生代谢物，药学工作者利用毛状根培养技术尝试各种途径和方法来提高药用植物活性次生代谢产物的产量，近年来，通过诱导子(elicitor)对药用植物毛状根定向诱导研究，表明其可促进多种生物活性次生代谢产物的合成量。本文以中国知网为主要数据库，以诱导子、毛状根、次生代谢产物为关键词，筛选出国内外近20年来的相关文献，综述了诱导子对人参、丹参、黄花蒿等16种药用植物毛状根及6种不同类型生物活性次生代谢产物定向诱导的影响，为同类药用植物毛状根培养生产次生代谢产物的研究提供一定的参考价值。
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user: 2. 诱导子与次生代谢产物 诱导子，从植物病理学的角度来讲，是指在抗病生理过程中诱发植物产生植保素(phytoalexin)和引起植物过敏反应(hypersensive reaction， HR)的因子。从细胞培养的角度来讲，是指能促进植物细胞产生目的产物的因子。根据其来源可分为生物诱导子(biotic elicitor)和非生物诱导子(abiotic elicitor)，生物诱导子主要包括真菌孢子、菌丝体、匀浆、真菌细胞壁成分、真菌培养物滤液等，而非生物诱导子是指不是细胞中天然成分，但又能触发形成植保素的信号因子，如紫外线、高温、低温、pH值、乙烯、重金属盐和高浓度盐等 [ 3 ] 。诱导子被认为是提高植物细胞培养中次生代谢产物最有效的途径之一 [ 4 ] 。 次生代谢产物(secondary metabolite)是以初生代谢产物为“原料”，在一系列酶的催化下，生成一些特殊的化学物质，包括脂肪酸及其酯类、酚酸类、苯丙素类、香豆素类、醌类、黄酮类、萜类、皂苷类、生物碱类、甾体类等类型化学成分，其中大多数具有药理活性。
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user: 4. 诱导子在毛状根培养生产次生代谢物中可能的调控机制 根据上述研究及国内外有关植物细胞培养中次生代谢产物调控的报道，可将诱导子对毛状根培养生产次生代谢产物的调控机制归纳为以下12个方面：1) 诱导子与质膜受体的结合；2) 促使植物细胞膜两侧离子流量的变化；3) 促使植物细胞内蛋白磷酸化模式的迅速改变和蛋白激酶被激活；4) 促使第二信使三磷酸肌醇(inositol 1， 4， 5-trisphosphate， IP3)和二酯酰甘油(diacylglycerol， DAG)的合成；5) 导致植物细胞外pH上升；6) 导致植物细胞骨架重排；7) 使植物细胞产生活性氧类物质；8) 促使植物细胞积累与防御相关的蛋白；9) 使植物细胞发生超敏反应，导致植物细胞的局部死亡；10) 使细胞壁结构发生变化；11) 激活植物细胞有关防卫基因的转录使植物细胞产生防御分子；12) 促使植物细胞合成信号分子水杨酸和茉莉酸。这些机制尚不能解释植物细胞培养中次生代谢物产生过程中所有的现象，目前有关生物活性成分代谢相关酶或关键酶的分子克隆和基因表达调控水平的研究已受到关注 [ 43 ] [ 44 ] [ 45 ] [ 46 ] 。
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user: 5. 展望 利用诱导子进行有目的的药用植物毛状根次生代谢产物调控及生物合成已受到越来越多国内外药学工作者的关注，并成为大幅度提高药用植物毛状根中生物活性代谢产物含量的重要方法之一。虽然距规模化生产应用还有较大差距，但其定向、高效的促进毛状根生物活性次生代谢产物(药物成分生产的原料或先导化合物)的生成量已显现出其具有潜在应用前景。加强诱导子的筛选与应用，不仅可大大提高药用植物毛状根次生代谢产物的产量，减少天然药物资源的消耗，还可降低生产、人力成本，获得客观的经济和社会效益。
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user: 摘 要 小麦三雌蕊突变品系(TP)具有3个正常的雄蕊和3个可育的雌蕊，由于TP品系中一朵小花可结3粒种子，显著地增加穗粒数，因而具有一定的育种学价值，然而TP小麦所结实的种子发芽率较低，它在农业生产和育种利用中具有一定的局限性。为了提高TP小麦的农业利用价值，采取有效的农业措施促进TP种子萌发和幼苗生长非常必要。本研究以TP种子为材料，采用GA 3 和EBR溶液浸泡法，开展激素处理对其种子萌发和幼苗生长效应的研究。结果表明，1 mg∙l −1 和10 mg∙l −1 GA 3 对TP种子萌发、幼苗根长、苗长有显著促进效应(P < 0.05)。0.0015 mg∙l −1 和0.015 mg∙l −1 的EBR显著增加TP种子萌发率和幼苗苗长(P < 0.05)，但对根长的影响不显著(P > 0.05)。GA 3 和EBR组合对TP 种子萌发和幼苗生长具有明显互作效应，配合后使用效果更好，综合考虑萌发率和种苗等因素，10 mg∙l −1 GA 3 + 0.0015 mg∙l −1 EBR组合较好，与对照相比，种子萌发率增加1.69倍，根长和苗长分别增加49.7%和118.1%，与单一GA 3 和EBR处理相比，TP种子萌发率分别增加13.0%和32.2%，根长分别增加15.2%和7.5%，苗长分别增加9.1%和34.3%。 关键词 :小麦三雌蕊突变品系(TP)，赤霉素，2，4-表油菜素内酯，种子萌发，幼苗生长 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 赤霉素(gibberellin)又称赤霉酸，是一类高效植物生长调节剂，能促进遗传矮化植株的生长，打破某些蔬菜的种子、块茎和鳞茎等器官休眠，提高发芽率 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] 。油菜素内酯(Brassinosteroids， BRs)是一种广泛存在于植物中的甾醇类新型植物激素，由于它的生理活性大大超过现有的五种激素，已被国际上誉为第六激素。油菜素内酯能促进细胞伸长、影响细胞分裂分化、促进植物进入生殖生长、影响花诱导及分化，同时在提高植物对逆境条件的抵御能力、增强植物净光合作用、增加作物产量等方面具有重要的意义 [ 4 ] 。无论是在逆境胁迫下还是在正常环境下，油菜素内酯都能够显著促进植物种子萌发和幼苗生长 [ 5 ] [ 6 ] 。 一朵小花结实三粒种子被称为“多子房”，它具有穗粒数多，稃片开张，角度大等特点，在杂交小麦制种中是可以利用的优良性状。彭正松等对“三粒小麦”进行了多年的改良，最终培育出“三雌蕊突变体(Three-pistil mutant， TP)”品系。TP的三雌蕊性状由一对显性核基因控制，与细胞质遗传无关 [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] 。TP品系与Murai等 [ 10 ] 发现的雄蕊雌蕊化品系不同，TP具有3个正常的雄蕊和3个可育的雌蕊，一朵小花能结3粒种子，显著的增加穗粒数，因而具有一定的育种学价值。 TP结实的3粒种子以背靠背的方式着生，由于受空间效应的影响，种子体积相对较小，有一定皱缩，种子的发芽率低。提高TP种子发芽率，促进幼苗生长对于TP植株的农业生产和育种利用等有重要意义。本研究拟以TP种子为材料，设置16组不同浓度组合的赤霉素(GA 3 )和2，4-表油菜素内酯(EBR)溶液处理TP种子，探讨其对TP种子萌发和幼苗生长的影响，旨在为TP小麦的种植推广提供理论基础。
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user: 2. 材料与方法 2.1. 试验材料 供试材料为TP小麦种子，在室温下晾干，装入种子袋，置于冷柜中保存备用。 2.2. 试验设计 激素处理试验采用双因素设计，其中双因素为赤霉素(GA 3 )和2，4－表油菜素内酯(EBR)，每种激素设4个水平，其中GA 3 为0、1、10、100 mg∙l −1 4个水平；EBR为0、0.0015、0.015、0.15 mg∙l −1 4个水平，两激素组合共16个处理(表1)。每处理设3次重复，每个重复选用50粒籽粒大小一致、无病虫害的TP种子。 2.3. 种子激素处理 根据试验设计浓度(表1)配置激素溶液。将TP种子浸泡在盛有不同浓度激素溶液的培养皿中，4℃冰箱中黑暗处理48小时后，将种子取出，用蒸馏水冲洗3~5次，接着用0.1% NaClO消毒10 min，再用蒸馏水冲洗2~3次，最后将种子置于培养皿内发芽。 2.4. 种子发芽 将浸种过的TP种子，放入铺有双层滤纸的直径为12 cm的培养皿中进行发芽实验。培养温度为25℃，光照时间16 h。每天称重补充水份，统计种子萌发数(种子突破种皮即视为萌发)，计算萌发率，萌发时间为9天。每处理随机选取30株幼苗，用游标卡尺测定其苗长和根长。 萌发率 = 发芽结束后发芽种子数/供试种子总粒数 × 100%。 2.5. 数据处理 用SPSS 20.0对所获取数据进行统计分析，用平均值和标准误表示测定结果。对GA 3 、EBR及其组合对TP种子萌发及幼苗生长的影响进行二因素方差分析，并用Duncan法进行多重比较。采用Excel 2003制图。
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user: 3. 结果与分析 3.1. GA 3 与EBR处理对TP种子发芽的影响 如表2所示，GA 3 对TP种子萌发率有显著影响(P < 0.05)。与对照相比，GA 3 处理后TP种子萌发率增加了0.07~1.38倍(图1)。随着GA 3 浓度的升高，TP种子萌发率呈先上升后下降的趋势，其中以10 mg∙l −1 Table 1 Combination of different concentrations of GA3 and EB 赤霉素(mg∙l −1 ) 2，4-表油菜素内酯(mg∙l −1 ) 0 0.0015 0.015 0.15 0 G 1 E 1 G 1 E 2 G 1 E 3 G 1 E 4 1 G 2 E 1 G 2 E 2 G 2 E 3 G 2 E 4 10 G 3 E 1 G 3 E 2 G 3 E 3 G 3 E 4 100 G 4 E 1 G 4 E 2 G 4 E 3 G 4 E 4 表1. 赤霉素与2，4-表油菜素内酯浓度组合 Table 2 Two way ANOVA for the interaction effect of GA3 and EBR on seed germinatio 变异来源 平方和 自由度 F P GA 3 8795.063 3 8.501 0.005 EBR 4217.063 3 4.076 0.044 GA 3 × EBR 3103.688 9 344.854 0.00 总 117，909.188 320 表2. GA 3 和EBR互作对TP种子萌发影响的方差分析 图1. GA 3 与EBR复合处理对TP种子萌芽率的影响 的GA 3 处理的种子萌发率最高，可达69% (图1)。EBR对TP种子萌发率也有显著影响(P < 0.05) (表2)。与对照相比，EBR处理后，TP种子萌发率增加了0.21~1.03倍(图1)。随着浓度的升高，TP种子萌发率呈先上升后下降的趋势，其中以0.015 mg∙l −1 的EBR处理后种子萌发率最高，可达59% (图1)。 GA 3 和EBR在促进TP种子萌发方面有显著互作效应(P<0.05) (表2)，其中以G 3 E 3 (GA 3 10 mg∙l −1 +EBR 0.015 mg∙l −1 )组合最佳，处理后可达89%，比对照增加2.07倍，比单一GA 3 处理增加28.9%，比单一EBR处理增加50.8%。其次为G 3 E 2 (GA 3 10 mg∙l −1 + EBR 0.0015 mg∙l −1 )，达到78%，比对照增加1.69倍，比单一GA 3 处理增加13.0%，比单一EBR处理增加32.2%，两组合间差异显著(P < 0.05) (图1)。 3.2. GA 3 与EBR处理对TP幼苗生长的影响 一定浓度的GA 3 能促进TP 幼苗根长和苗长。与对照相比，GA 3 处理后苗长增加了90.2%~100.0%，根长增加了6.9%~40.9%。10 mg∙l −1 的GA 3 处理的根长和苗长均达到最长，而100 mg∙l −1 的GA 3 则抑制根和苗的生长，使根长降低了46.5%，苗长降低了22.6%，差异显著(P < 0.05)。 适量浓度的EBR对TP幼苗根长和苗长也有促进作用。与对照相比，EBR处理后，幼苗根长增加了16.9%~50.9%，其中以EBR 0.015 mg∙l −1 的幼苗根长最长，0.15 mg∙l −1 的EBR使根长降低了10.1%，但未达到显著水平(P > 0.05) (表3)。EBR处理后，幼苗苗长增加了50.4%~62.4% (P < 0.05) (表3)，其中以EBR 0.015 mg∙l −1 的EBR处理的幼苗苗长最长，0.15 mg∙l −1 EBR显著抑制苗的生长，苗长降低了27.9% (P < 0.05) (表3)。 GA 3 和EBR组合在促进幼苗生长方面具有互作效应，优于单一GA 3 或EBR对幼苗生长的影响。对于根长，G 2 E 3 (GA 3 1 mg∙l −1 + EBR 0.015 mg∙l −1 )组合促进作用最为明显，使其根长增加了79.9%，比单一GA 3 处理增加27.7%，比单一EBR处理增加19.2% (图2)，其次为G 3 E 2 (GA 3 10 mg∙l −1 + EBR 0.0015 mg∙l −1 )组合，使根长增加了49.7%，比单一GA 3 处理增加15.2%，比单一EBR处理增加7.5%，两者间差异显著(P < 0.05)。对于苗长，G 3 E 2 (GA 3 10 mg∙l −1 + EBR 0.0015 mg∙l −1 )组合促进作用最为明显，该处理使苗长增加了118.1%，相比于单一GA 3 和EBR处理，分别增加9.1%和34.3%。G 2 E 3 (GA 3 1 mg∙l −1 + EBR 0.015 mg∙l −1 )和G 2 E 2 (GA 3 1 mg∙l −1 + EBR 0.0015 mg∙l −1 )组合处理也能增加苗长，使苗长分别增加111.7%和106.1% (图3)，但G 2 E 3 和G 2 E 2 组合间差异未达到显著水平(P > 0.05)。
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user: 4. 讨论 4.1. 赤霉素对植物种子萌发及幼苗生长的影响 种子经收藏后，由于生命活动，其内部激素会发生一系列生理变化，从而影响种子萌发。通过赤霉素处理打破种子休眠，提高萌发率，促进生长，已在许多作物中广泛采用 [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] 。本研究发现，赤霉素对TP种子萌发及幼苗生长有显著影响。当赤霉素浓度为10 mg∙l −1 时，与对照相比，幼苗的根长和苗长分别提高了40.9%、100.0%，当浓度超过100 mg∙l −1 时，TP幼苗的根长和苗长分别降低了46.5%、22.6%，这说明低浓度的赤霉素能促进TP幼苗根和苗的生长，高浓度的赤霉素能抑制其幼苗根和苗的生长。原因可能是适宜浓度的赤霉素处理可以提高TP种子的代谢水平，加快清除体内抑制萌发因素的速度，使种子尽快生根发芽。 Table 3 Two way ANOVA for the interaction effect of GA3 and EBR on seeding growt 分析因子 变异来源 平方和 自由度 F P 根长 EBR 2.126 3 2.394 0.136 GA 3 8.800 3 7.190 0.003 EBR×GA 3 2.664 9 13.730 0.000 总 128.609 320 EBR 62.536 3 9.512 0.004 苗长 GA 3 71.340 3 10.851 0.002 EBR×GA 3 19.724 9 9068.284 0.000 总 1086.803 320 表3. 赤霉素与2，4-表油菜素内酯互作对TP幼苗生长影响的方差分析 图2. GA 3 与EBR复合处理对TP幼苗根长的影响 图3. GA 3 与EBR复合处理对TP幼苗苗长的影响 4.2. 油菜素内酯对植物种子萌发及幼苗生长的影响 种子萌发是种子植物生命的开始，萌发的结果直接影响植物后期的生长、发育、成熟。种子萌发过程中，多种内源激素迅速合成，GA含量上升，ABA浓度降低，种子活性增强，胚根突破组织，胚轴不断伸长完成萌发。种子萌发后长出根、茎、叶，形成幼苗。在种子萌发的过程中，油菜素内酯对种子萌发后下胚轴和胚根的伸长具有重要调控作用。适宜浓度的BR能有效促进牧草种子下胚轴伸长和种子发芽率 [ 15 ] 。油菜素内酯能显著提高低温下种子的萌发率，有效解决生长发育迟缓的问题 [ 16 ] [ 17 ] 。低浓度的油菜素内酯使小麦、玉米发芽率、发芽势明显提高 [ 18 ] 。玉米根系试验中发现，油菜素内酯能促进ATPase活性，导致H + -ATPase释放H + 酸化非质体从而改变细胞的可塑性，促进细胞生长 [ 19 ] 。油菜素内酯促进水稻细胞伸长具有双重作用，低浓度能够水稻细胞伸长，高浓度则抑制伸长 [ 20 ] 。在大豆中，油菜素内酯不仅可以通过对细胞壁进行修饰来调节细胞的伸长，也可以通过对细胞壁合成基因进行调控影响细胞壁的合成，从而调控细胞的伸长 [ 21 ] 。油菜素内酯对黄豆种子萌发及下胚轴生长也有显著的促进作用，经0.05 ug∙g -1 的油菜素内酯处理后，黄豆种子发芽率提高14%~19%，下胚轴长度增加79% [ 22 ] 。李凯荣和韩刚 [ 23 ] 发现，油菜素内酯对柠条和紫穗槐种子萌发及下胚轴生长有显著影响，且随着浓度的增加，种子发芽率呈先升高后降低的趋势，其中以0.05 ug∙g −1 油菜素内酯处理效果最佳，与对照相比，种子发芽率可提高20%~23%。1.2 mg∙l − 1 的外源EBR使盐碱复合胁迫处理下大豆的株高、根长分别提高了6.45%和9.60% [ 24 ] 。经0.05 ug∙g −1 油菜素内酯处理后，茄子在NaCl盐胁迫下的种子发芽率提高8%，幼苗株高和根长分别增加了56.67%和23.83% [ 6 ] 。本研究中，EBR能显著促进TP种子萌发，对TP幼苗根和苗的生长即有促进作用，也有抑制作用，即低浓度促进幼苗生长，高浓度则抑制生长。然而与对照相比，不同浓度的EBR对幼苗根长影响的差异不显著(P > 0.05)，仅对苗长有显著影响(P < 0.05)，这表明不同器官对EBR 的敏感程度不同。 4.3. 油菜素内酯与赤霉素组合对植物种子萌发及幼苗生长的影响 种子由休眠到萌发受多种激素的调节，一切可以解除休眠的天然因子如光、冷、温度等都可能通过改变“激素控制者”之间的平衡而起到加速种子发芽的作用 [ 25 ] 。BR可以解除ABA对萌发的抑制作用，从而促进种子萌发 [ 26 ] 。BR与生长素促进生长的作用有协同作用 [ 27 ] 。油菜素内酯和赤霉素的相互作用关系报道很多，但观点不一，有协同作用，有叠加作用，也有拮抗作用。郭慧琴 [ 28 ] 认为油菜素内酯在促进种子萌发和幼苗生长时与GA具有协同作用，两者配合使用能更好的促进羊草种子萌发和幼苗生长。在促进拟南芥幼苗下胚轴伸长生长方面也具有协同作用，同时使用表油菜素内酯与赤霉素两种激素的下胚轴长度比单独使用一种激素高3~4倍 [ 29 ] 。表油菜素内酯与赤霉素在促进绿豆上胚轴和黄瓜下胚轴生长中有叠加效应 [ 30 ] 。当使用油菜素内酯处理BR生物合成突变体时，发现GA合成诱导基因的表达下降而对GA合成具有负反馈作用的基因的表达提高，这表明BR与赤霉素的作用相互拮抗 [ 31 ] 。本研究中，EBR和GA 3 组合在促进TP种子萌发和幼苗生长方面具有互作效应(P < 0.05)，种子萌发率和幼苗根长、苗长都明显优于单一EBR 或GA 3 的效应。对于种子萌发率，GA 3 10 mg∙l −1 + EBR 0.015 mg∙l −1 组合最佳，其次是GA 3 10 mg∙l −1 + EBR 0.0015 mg·l -1 组合。对于根长，GA 3 1 mg∙l −1 + EBR 0.015 mg∙l −1 组合最佳，其次是GA 3 10 mg∙l −1 + EBR 0.0015 mg·l -1 组合。而对于苗长，最佳组合是GA 3 10 mg∙l −1 + EBR 0.0015 mg∙l −1 ，其次是GA 3 1 mg∙l −1 + EBR 0.015 mg·l -1 和GA 3 1 mg∙l −1 + EBR 0.0015 mg∙l −1 的组合。不管是种子萌发率，幼苗根长还是苗长，使用单一一种激素GA 3 的最佳浓度是10 mg∙l −1 ，EBR的最佳浓度是0.015 mg∙l −1 。组合使用这两种激素时，除了种子萌发率外，最佳效应并不是两种单一激素最佳浓度的组合。GA 3 浓度稍低(1 mg∙l −1 )，EBR浓度稍高(0.015 mg∙l −1 )时，更有利于初生根的生长。GA 3 浓度稍高(10 mg∙l −1 )，EBR浓度稍低(0.0015 mg∙l −1 )时，更有利于苗的伸长，这表明GA 3 和EBR 的互作效应并不是简单的叠加效应。可能的原因在于，不同器官中GA 3 和EBR的生理浓度不同，互作机制也不完全相同。已有研究表明，水稻中油菜素内酯通过调节赤霉素的代谢来特异性地调控细胞伸长。生理浓度的油菜素内酯刺激赤霉素合成促进植物生长，而高浓度的油菜素内酯诱导活性赤霉素转化成非活性形式从而抑制植物生长。反过来，低浓度的赤霉素抑制油菜素内酯反应，而高浓度的赤霉素利用油菜素内酯促进植物生长 [ 32 ] 。EBR和GA 3 激素组合在TP种子萌发和幼苗生长过程中的互作作用机理还有待进一步研究。
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user: 摘 要 以辣椒(Capsicum annuum L.)幼嫩叶片为研究材料，利用3对显性SCAR标记和1对共显性CAPS标记对16份已知育性的辣椒材料进行引物可行性验证，再利用这4对引物对112份未知恢复基因资源的辣椒材料进行恢复基因鉴定。结果表明：SCAR和CAPS在16份辣椒材料中的结果完全一致，112份未知恢复基因辣椒资源鉴定中有104份材料在4对引物检测结果完全一致，其中51份具有恢复基因连锁的特异带型，占比49.04%，且22份具有纯合的恢复基因。本研究将SCAR和CAPS分子标记结合起来建立了与恢复基因Rf有关的PCR检测方法，可对辣椒恢复基因及其等位基因纯合状态进行分子标记辅助筛选。 关键词 :辣椒，恢复基因，SCAR，CAPS，分子标记 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 辣椒(Capsicum annuum L.)属于茄科辣椒属一年生或有限多年生草本作物，原产地墨西哥，明代末年传入我国。辣椒中维生素含量丰富，其果皮一般含有辣椒素而有辛辣，能增进食欲，深受消费者喜爱。1952年Martin等首次报道了辣椒细胞质雄性不育(CMS)现象，其后Peterson等在1958年发现CMS辣椒育性恢复主要1个主效恢复基因Rf的控制 [ 1 ] [ 2 ] 。辣椒具有明显的杂种优势，利用细胞质雄性不育系、保持系和恢复系三系配套制备杂交种可较好解决生产上花药去雄不彻底的问题，确保了杂交种子纯度，降低了制种风险 [ 3 ] 。自上个世纪90年代以来，辣椒CMS三系配套已被广泛应用于辣椒杂种一代的生产，并取得了较好的经济效益 [ 4 ] 。传统的辣椒育种技术主要根据杂交组合的育性来判断是否具有恢复基因，配组数较多，且耗时耗力，存在一定盲目性。 DNA分子标记辅助筛选通过对恢复基因紧密连锁的分子标记进行检测，可有效加快恢复系的筛选进程。徐小万等 [ 5 ] 利用已公布的SCAR标记引物CRF-SCAR对359份未知育性的辣椒进行恢复基因的鉴定，CRF-SCAR与Rf基因的遗传距离为5.3 cM，结果显示有35份材料有恢复基因特异条带，占比9.75%。杨娟等 [ 6 ] 利用175对均匀分布在辣椒染色体上的SSR引物对辣椒不育系113A、恢复系139及其F2代群体进行筛选，发现AF208834引物和Rf基因连锁，遗传距离为20.8 cM，并且利用CRF-SCAR标记对 36 份恢复系材料进行分子标记辅助选择验证，结果表明，30份恢复系有特异条带，正确率为83.33%，并从108份未知育性材料中，检测到41份有恢复基因的材料。先前报道的细胞质不育基因主要有两个 [ 7 ] [ 8 ] ，即线粒体嵌合基因orf507和假基因Ψatp6-2。最新报道，Jo等 [ 9 ] 利用DNA分子标记图位克隆和生物信息学方法将Rf基因确定在821 Kb区间，初步确定一个PPR基因CaPPR6为其主要候选基因，并且认为CaPPR6与嵌合基因orf507和假基因Ψatp6-2均存在较强的核质互作关系。 本研究利用CaPPR6候选基因定位的研究结果，选取与Rf基因遗传距离和物理距离接近的3对SCAR引物，对112份未知恢复基因资源的辣椒材料进行恢复基因鉴定，并利用1对CAPS标记引物来检测恢复基因等位位点的纯合度，可明显提高恢复系筛选效率，为育种中辣椒恢复系筛选提供了良好的理论指导。
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user: 2. 材料与方法 2.1. 供试材料 供试的128份辣椒材料由武汉市农科院蔬菜科学研究所茄果室团队提供，其中已知育性材料16份，包含6份CMS不育系材料、8份保持系材料和2份恢复系材料；其余112份辣椒为未知恢复基因材料。试验材料田间编号及其园艺学类型见表1。 Table 1 Selected pepper materials and horticulture typ 实验编号 材料编号 材料类型 实验编号 材料编号 材料类型 实验编号 材料编号 材料类型 1 C100 羊角椒 39 C158 牛角椒 76 C206 羊角椒 2 C103 甜椒 40 C160 甜椒 77 C207 羊角椒 3 C111 羊角椒 41 C161 羊角椒 78 C210 螺丝椒 4 C112 线椒 42 C162 羊角椒 79 C210-1 螺丝椒 5 C115 线椒 43 C163 羊角椒 80 C214 甜椒 6 C116 线椒 44 C164 羊角椒 81 C216 朝天椒 7 C117 线椒 45 C165 炮椒 82 C217 朝天椒 8 C118 线椒 46 C166 炮椒 83 C218 线椒 9 C119 线椒 47 C167 线椒 84 C219 炮椒 10 C120 线椒 48 C168 牛角椒 85 C220 羊角椒 11 C121 羊角椒 49 C170 螺丝椒 86 C221 羊角椒 12 C122 羊角椒 50 C171 炮椒 87 C212 牛角椒 13 C123 羊角椒 51 C172 牛角椒 88 C213 甜椒 14 C124 羊角椒 52 C174 牛角椒 89 C222 羊角椒 15 C125 羊角椒 53 C175 炮椒 90 C223 羊角椒 16 C217 朝天椒 54 C176 炮椒 91 C16 炮椒 17 C130 羊角椒 55 C177 炮椒 92 C69 炮椒 18 C131 羊角椒 56 C178 炮椒 93 C71 羊角椒 19 C132 羊角椒 57 C179 炮椒 94 C73 羊角椒 20 C133 羊角椒 58 C180 牛角椒 95 C84 牛角椒 21 C134 羊角椒 59 C182 炮椒 96 C93 羊角椒 22 C135 羊角椒 60 C183 炮椒 97 C94 羊角椒 23 C138 炮椒 61 C185 牛角椒 98 C95 羊角椒 24 C139 炮椒 62 C186 牛角椒 99 C96 羊角椒 25 C140 羊角椒 63 C187 牛角椒 100 C97 羊角椒 26 C141 羊角椒 64 C188 牛角椒 101 C212-2 牛角椒 27 C142 羊角椒 65 C189 线椒 102 C244 牛角椒 28 C143 羊角椒 66 C192 牛角椒 103 C414 牛角椒 29 C144 羊角椒 67 C193 牛角椒 104 C大有 牛角椒 30 C145 羊角椒 68 C195 线椒 105 C114 羊角椒 31 C146 羊角椒 69 C196 羊角椒 106 C173 炮椒 32 C147 羊角椒 70 C197 羊角椒 107 C190 牛角椒 33 C148 羊角椒 71 C198 羊角椒 108 C191 牛角椒 34 C151 炮椒 72 C202 羊角椒 109 C194 线椒 35 C153 羊角椒 73 C203 羊角椒 110 C208 炮椒 36 C155 羊角椒 74 C204 牛角椒 111 C209 炮椒 37 C156 炮椒 75 C205 羊角椒 112 C211 螺丝椒 38 C157 牛角椒 表1. 供试辣椒材料及其园艺学类型 4对检测引物委托南京金斯瑞公司合成，PCR mix试剂购于武汉擎科生物科技有限公司，DNA核酸染液购于北京天根公司，Bgl II限制性内切酶购于北京NEB公司。主要仪器有PCR仪(Bio-RAD公司)和凝胶成像系统(天根公司)。 2.2. 试验方法 选取辣椒幼嫩叶片，采用CTAB法提取DNA，4对检测引物信息见表2。先利用4对引物对16份已知恢复基因的辣椒材料进行PCR检测，验证检测是否具有一致性，然后再将这4对引物对112份未知恢复基因的材料进行PCR鉴定。 SCAR和CAPS引物的PCR扩增体系统一采用12 μL反应体系，包括6 μL 2 × PCR mix (含Taq酶、dNTP和溴酚蓝染液)、2.5 μM正向引物和反向引物各1.5 μL，1 μL DNA溶液(浓度50 ng/μL)和2 μL ddH 2 O。PCR扩增程序：94℃预变性5 min (分)；94℃，30 sec (秒)，60℃，60 sec，72℃延伸50 sec，30个循环； 72℃延伸5 min；12℃，hold (终止反应)。 CAPS引物PCR扩增后，向12 μL PCR反应体系中加入2 × Cutsmart buffer (NEB， USA) 2 μL，Bgl II限制性内切酶0.2 μL(5 U)，ddH2O补充至20 μL酶切反应体系。酶切反应条件：37℃孵育6 h或者过夜(无星火效应)。分别从PCR反应体系和酶切反应体系中取6 μL扩增产物用于1.5%琼脂糖电泳，最后进行紫外凝胶成像和拍照记录。
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user: 4. 讨论 CMS雄性不育恢复系筛选是辣椒“三系”配套的关键环节，使用恢复系可将恢复不育系子代育性，由于不用进行人工去雄，简化了制种程序、降低了人力成本，而且可以提高种子纯度，具有明显的优越性。有研究表明 [ 5 ] [ 11 ] ，在辣椒三系选育中不育系资源非常丰富，而恢复系资源相对较少，且核质互作的恢复系源多数是小果形辣椒。因此，筛选出恢复力强的恢复系对辣椒CMS“三系”配套及其应用推广具有重要意义。 本研究通过DNA分子标记技术及Rf恢复基因的精细定位结果，利用三对SCAR标记和一对CAPS标记对已知育性的12份辣椒材料进行引物适用性检测，并对112份辣椒材料进行恢复基因筛选。3对SCAR显性标记筛选出含有Rf基因的辣椒材料，再用共显性的特性CAPS标记来判断等位基因是否纯合。结果显示这4对引物在已知育性的辣椒材料中检测一致，采用这4对标记引物筛选出了104份检测一致的辣椒材料，其中恢复基因资源的辣椒材料51份，22份含有纯合位点的恢复基因。恢复基因主要分布于长果形的羊角椒和小果形炮椒中，随着辣椒的近缘种杂交及人工选育，不育恢复基因出现了向多种类型分布扩大的趋势。 结合这4对辣椒恢复基因紧密连锁的分子标记，可快速地对苗期含恢复基因辣椒的材料进行检测，提高了恢复系筛选的正确率，可防止恢复基因流失，减少育种上盲目的测交工作，对育种实践具有较强的理论参考价值。
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user: 摘 要 飞艇是人类发明的第一种可以自由控制的航空飞行器。经过一百多年的发展，飞艇技术已趋成熟，在广告、通讯中继、高空侦察等方面得到广泛应用。在认真调研了飞艇的技术现状后，发现当前没有适用于封闭环境的小型飞艇的设计。一般飞艇体积过大无法在封闭环境下飞行；或是体积虽小，但其操控性不佳，无法出色得完成任务。如何设计出一款可控的、安全性较高的的飞行器来完成封闭空间内的任务，成了一个亟待解决的问题。本文将对一种室内飞艇的设计和模型的建立作介绍，尤其涉及飞艇设计中最重要的推进器结构设计。推进器的设计要满足能够使飞艇在较小范围内实现前飞、退飞、左右侧飞和上升下降等动作。为此本文提供了一种可三维度变化的推进器，为飞艇提供三维度矢量动力，来实现飞艇的高机动性。 关键词 :无舵面飞艇，推进器，三维 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 1.1. 传统飞艇简介 飞艇是人类发明的第一种可以自由控制的航空飞行器。如今飞艇作为一种重要的飞行平台在多个领域发挥着重要作用。为了发挥飞艇的优势，要求飞艇能够长时间稳定的滞空，但由于高空作业环境常常会出现风向和风速不定期的改变，加上由于飞艇体积大、惯量大、操控性较差，易受外界扰动，所以要求飞艇的工作环境相对空旷，须在较大空间内实现飞艇的控制。 1.2. 传统飞艇结构 飞艇从机械结构上来说，一般由艇体、尾面、吊舱和推进装置等部分构成，如图1所示。 图1. 推进系统结构图 艇体在飞艇中是最大且最重要的部分，内装有储存工作气体，一般呈流线型，以减小前行阻力，降低迎面来凤影响。飞艇一般分为硬式和软式和半硬式三种主要区别在于艇体的外壳材料 [ 1 ] 。硬式飞艇代表为德国齐柏林飞艇，半硬式飞艇代表有俄罗斯的“MD-900”飞艇，软式飞艇代表有美国的sentinel 1000飞艇。 飞艇的尾面分为水平尾面和垂直尾面，各尾面又分为安定面和控制舵面，用来控制飞艇姿态和改变飞行状态 [ 2 ] 。 吊舱为载人、载物平台，载人飞艇中为人类提供舒适的乘坐环境，货运飞艇或无人飞艇中主要提供载物仓。 推进装置为飞艇的动力来源，一般载人飞艇使用燃油动力引擎，小型无人飞艇一般使用“锂电池 +电机”的形式。 1.3. 室内飞艇设计的起源 近些年随着大疆、零度、极飞等一批无人机公司的出现，影视航拍、监控、农药喷洒、航磁探矿等诸多领域引入了无人机元素。但市面上的无人机大部分都是螺旋桨外露设计，高速旋转的螺旋桨在遇到人或其他物体时会造成严重的伤害，所以现有无人机的作业环境限于空旷无人的环境。但随着对技术要求的逐渐提高，已有在室内环境、人群上方飞行的需求，但现有无人机不能够满足此场景的应用。若能够设计出来一种安全、静音、长时间稳定续航的飞行器，就能够填补市场空白。在这样的前提下，提出了将飞艇引入这样的环境中，代替现有的多旋翼飞行器，来安全、高效的完成航拍、转播、监控的功能。
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user: 2. 无舵面飞艇的设计 推进系统结构如图2所示。 图2. 推进系统结构图 2.1. 三维推进装置的设计 2.1.1. 动力系统选择 动力系统包含螺旋桨、电机、电机调速器、电池等组成，为飞艇姿态调整、运动状态改变提供动力。 在飞艇设计中，动力系统的选择具有一定技术难度，要考虑到飞艇的推重比、电机和螺旋桨的效率、续航时间等参数。在传统飞艇设计中，巡航推重比达到0.1 [ 3 ] ，则飞艇有较好的可操控性。在本方案中，类似地将推重比设置为0.1。本方案中飞艇重量为10 kg，则两个推进装置需分别提供500 g左右的推力。4010无刷直流电机可以满足推力需求，且力效高达10.8 g/W (500 g推力下)，单个电机重量较轻，在170 g左右。无刷电机驱动器的选择根据电机的参数而定，在这里选择4s (耐压18 V) 30 A (180 s)的无刷电机驱动器。螺旋桨使用1448碳纤维螺旋桨。电池使用4s锂电池，标准电压为14.8 V。为满足动力和安全两个要求，使用松下18650GA电芯进行电池组焊接，整块电池的能量密度能够达到200 wh/kg以上 [ 4 ] ，同时能够满足大功率放电(3c)。综上，可以估计整套推进系统的重量约为1500 g。 2.1.2. 支撑结构设计 飞艇整体的支撑结构由碳纤维管材和铝加工件连接构成。根据需求，在除推进系统的支撑杆外，其他均采用直径15 mm壁厚0.8 mm的碳纤维管材，推进系统的支撑杆选用直径15 mm壁厚1.0 mm的管材。通过管材围成飞艇吊舱的外形骨架。碳纤维的特点是结构强度高，重量轻，尤其是管材，这两方面优势更为突出。能够有效的承受拉力、压力以及传到扭矩 [ 5 ] 。支撑系统重量约为800 g。 2.1.3. 转动系统 转动系统负责将电机的朝向改变，从而向飞艇提供矢量动力 [ 6 ] 。在本方案中，通过转动系统的设计，可以使电机在半球面任意转动，为飞艇提供多方向的推力。 转动系统中，因为在飞艇的控制中，不需要有特别快的响应速率，更需要的是大扭矩和动作的精准性。所以这里采用了无刷电机伺服器，配有1:400的减速器，扭矩在15 kg/cm左右，足以应对转动系统的需求。而且这种伺服器的重要要较其他伺服器轻许多。单个重量只有15 g左右。 2.2. 飞艇整机设计 材料选择：艇囊材料选择pvc，结构强度大，气密性好，韧性好，不易破损，密度小，耐高温。机身结构支撑件材料为碳纤维和铝合金。碳纤维管强度高，重量轻。铝合金易加工，成本较低。 气动布局：三个安定面，安定面上无舵面。为避免推进系统的推力产生力矩改变飞艇姿态，推进系统安装在飞艇靠近重心的位置(由于无人飞艇吊舱重量较轻，所以中心位置靠近艇囊中心位置)。艇囊成流线型，安定面为对称翼形(图3)。 吊舱内装有载荷，种类包含云台相机、图传发射机、灯光设备、条幅等。 2.3. 运动设计 由于这种飞艇要实现前飞、退飞、左右转弯、侧飞等动作，要求飞艇的结构有高度的对称性。所以我设计的飞艇的尾面并不在尾部，而是将尾面前移至飞艇中部。尾面为对称翼形，并无向某方向偏向 [ 7 ] 。 2.4. 室内环境特征 室内环境与室外环境有着很大的不同处，尤其像国家体育馆等带有屋顶的密闭空间。一般这种环境中，气温的变化范围较小，一般在0℃~30℃。气流一般为固定方向气流，不会有很大变化。但由于一般屋顶有空调出风口，人为的造成了室内流向固定的气流。而且有着较多的风切变。这种空调出风口造成的现象是每个出风口向下垂直方向会有5 m左右的向下气流。 图3. 无舵面飞艇结构示意图
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user: 3. 无舵面飞艇运动模型的研究 3.1. 坐标系 3.1.1. 地面坐标系 地面坐标系是与地球表面相对固定的的一种坐标系。地面坐标系的原点 ，位于地面任意固定点， 轴指向地平面某任意方向(本文选取飞行器初始航向在地面投影方向)； 轴铅垂向下； 轴垂直 平面，由右手定则确定 [ 8 ] 。 3.1.2. 气流坐标系 气流坐标系的原点 位于飞行器质心(本文中将风轴系原点与体轴系重合，便于计算)， 轴始终指向飞行器空速方向； 轴位于飞行器对称平面内，垂直于 轴，指向下； 垂直于 平面，指向右。后文中用到的气动力三个分量(升力 ，阻力 ，侧力 )是沿气流坐标系三轴定义的。 3.1.3. 机体坐标系 机体坐标系是固联于飞行器并与其共同运动的动坐标系。其原点位于飞行器质心处。 轴取在飞行器对称平面内，并平行于机身轴线，指向前； 轴也取在对称平面内，垂直于 轴，指向下； 轴垂直于对称平面，指向右。后文中用到的气动力矩三个分量(滚转力矩 ，偏航力矩 ，俯仰力矩 )即以机体坐标系下的三轴定义。 3.2. 任意两个三维坐标轴系的转换 对于任意两个原点重合的三维笛卡尔坐标系，两者关系可以用三个欧拉角 确定，即按顺序通过三次旋转就可以重合(图4)。 由此坐标系 中的坐标可通过如下关系转换至坐标系 下 (3.1) 其中： 图4. 机体坐标系示意图 (3.2) 3.3. 质心运动学方程 质心运动学方程可以对飞机的空间运动轨迹进行求解，从而对飞机的运动状态进行分析，因而需要将动力学方程求解出来的飞行速度投影到地轴系上 [ 9 ] ，得到质心运动学方程如下： (3.3) 其中 为体轴系下的飞艇速度分量， 为体轴系向地轴系转换的转换矩阵，与 互为转置。 考虑风的影响 [ 10 ] ，飞艇对地速度失量 、空速失量 以及当时当地(飞行器质心处)的风速失量 构成下面的三角形关系式： (3.4) 于是有风的情况下就变成了如下形式： (3.5) 变形后即得到如下形式： (3.6) 式中 为风速在地轴系下的三个分量。得到了飞艇的机体轴下的速度 ，就可以由下式得到飞艇的空速 ，迎角 和侧滑角 [ 11 ] 。 (3.7) 3.4. 绕质心转动运动学方程 飞机的姿态角是通过机体轴系相对于地面坐标系的三个欧拉角 来表示的。其变化规律与飞机的旋转角速度 密切相关(图5)。有两种方法可以建立他们之间的相互关系，分别为欧拉角表示法和四元数表示法。由于欧拉角表示法没法表示出俯仰角 超过90度的运动，因此本文在进行仿真计算时选用了四元数表示的办法。 首先定义四元数，考虑的是空间两个同原点的坐标系 和 ， 和 总有一个固定的轴OR存在，可以使坐标轴 绕其转动一个角度 与 重合，该转轴OR与空间坐标形成三个角度 ，于是四元数可以被表示成为： (3.8) 对于四元数有如下约束： (3.9) 可以证明，四元数与欧拉角速率之间存在如下微分方程式(证明过程从略) [ 12 ] ： (3.10) 图5. 旋转示意图 通过对上式求积分，就可以得到四元数的时间响应，再由下面的公式反算三个欧拉角为： (3.11) 其中 函数的含义是：当自变量为正时，函数值取+1；当自变量为负值时，函数值取−1。利用四元数求三个欧拉角在时 不会出现奇异情况，这样就能避免优化过程中出现极端情况的时候优化程序 的报错，减小了优化出错的可能性。
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user: 摘 要 非晶薄带横向均匀性是影响非晶软磁器件性能的关键因素。本文通过分析单辊快淬法制备铁基非晶合金薄带过程中冷却铜辊热膨胀、表面弯曲程度等影响单辊快淬法制备铁基非晶合金薄带横向均匀性的关键因素，采用调节喷嘴弧度来补偿冷却铜辊在制带过程的受热膨胀，消除因铜辊膨胀而引起的薄带横向非均匀性。通过不同宽度薄带所需喷嘴弧度的工艺参量总结，揭示了非晶薄带宽度与喷嘴弧度的一般性关系式，该关系式对于非晶薄带生产实际的工艺设计具有重要的指导意义。 关键词 :非晶合金薄带，横向均匀性，单辊快淬法，径向膨胀，喷嘴，弧度 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 非晶薄带具有高磁导率，高电阻率，低矫顽力等优异的软磁性能，具有广阔的应用前景。利用铁基非晶薄带替代硅钢片制作的配电变压器的空载损耗只有硅钢变压器的1/5，具有显著的节能优势。利用非晶软磁薄带替代硅钢的电机，损耗可以降低30%以上，效能有望提升15%~25%，非晶电机的应用前景十分诱人 [ 1 ] [ 2 ] 。我国从七五计划开始就将非晶合金列为重点课题，国家耗费了大量人力物力支持广大科技工作者开展了大量研究，解决了很多重要的科学技术问题 [ 3 ] [ 4 ] 。但是，国产的软磁非晶薄带在性能指标方面仍存在不少不尽人意的地方，与进口同类产品的质量仍有一定差距 [ 5 ] 。例如，采用国产非晶薄带制作铁芯的叠片系数往往难以达到进口非晶薄带所能达到的水平，导致采用国产带制作的器件性能不如进口带制作器件的性能。使得不少非晶软磁器件生产厂商不得不支付更昂贵的费用去购买价格更高的进口带材。目前，国产非晶薄带在国内市场的占有率只有37% [ 5 ] ，存在很大的提升空间。由于非晶薄带厚度仅20~35 μm，在软磁铁芯制作过程中需要多层叠绕，薄带的横向均匀性不但是非晶磁芯叠片系数的决定因素，同时还是决定磁芯内部应力分布的关键因素，因此，非晶薄带的横向均匀性是影响非晶器件性能的关键因素。在国产非晶薄带的实际生产中，关于非晶薄带横向均匀性的控制技术还不成熟，甩带技术工人师傅主要凭经验进行调节，生产的非晶薄带的横向均匀性往往较差。市售国产非晶薄带的横向厚度最大偏差往往大于±2 μm，而进口薄带的横向厚度最大偏差一般小于±1 μm [ 6 ] 。业界对于非晶薄带的制备技术都采用保密措施，非但国外技术先进国家对于我国实行技术保密，就是国内安泰公司也是对同行实行保密。因此，关于非晶薄带横向均匀性的控制技术很难见诸报道。为了推动非晶薄带制备技术的进步，本文将非晶薄带横向均匀性控制技术的研究结果与业界同行共享，希望为同行研发先进非晶薄带制备工艺提供参考。
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user: 2. 实验 按需要的成分进行原材料配比，用真空熔炼炉熔炼成母合金，再采用单辊快淬法制备Fe 91.7 Si 5.3 B 3.0 非晶薄带，如图1所示，将熔融状态下的金属在一定液位下从中间包1流入喷嘴2，再经喷嘴上的狭缝流出到高速旋转的水冷铜辊4上，形成非晶薄带。图2是喷嘴的示意图。5为喷嘴上的狭缝；p为狭缝长 图1. 单辊快淬法示意图 图2. 喷嘴示意图 度，狭缝长度与制备得到的带材宽度近似相等；q为狭缝宽度。 实验时通过调控喷嘴弧度来制备Fe 91.7 Si 5.3 B 3.0 非晶薄带，截取制备过程中稳定阶段的薄带作为样品，定义薄带横向方向的中心点为原点，其余各测试点距离原点的距离为中心距，用千分尺对薄带进行横向厚度检测。
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user: 3. 结果与讨论 3.1. 冷却铜辊表面受热形变对薄带横向均匀性的影响 图3为制备的薄带的横向厚度分布曲线。横坐标l表示的中心距，纵坐标d为薄带厚度。I曲线为在喷嘴长度p等于50 mm、弧对应的圆心角等于0.037rad时，制得宽度等于50 mm的非晶薄带在横向方向上的厚度分布曲线。将曲线进行拟合，获得d-l关系式： (1) II曲线为在喷嘴长度p等于70 mm、弧对应的圆心角等于0.037 rad时，制得宽度等于70 mm的非晶 薄带在横向方向上的厚度分布曲线。将曲线进行拟合，获得d-2关系式： (2) 根据关系式(1)、(2)可写成一般关系式 (3) 由图3中可见，I曲线表示的50 mm薄带中心处厚度是32 μm，边缘处的厚度为41 μm，边心厚度差9 μm，II曲线表示的70 mm薄带中心处厚度是26 μm，边缘处的厚度为40 μm，边心厚度差14 μm。两条曲线的边缘处厚度基本相等，但中心处的差距达到5 μm。(3)式中的系数a、b、c与喷嘴的狭缝长度p、铜辊与喷嘴间距、铜辊转速以及熔体的粘滞系数有关。I、II曲线都是在铜辊转速为19 m/s，熔体温度为1653 K。铜辊与喷嘴间距为0.4 mm时制得的非晶薄带，所以(3)式中的系数主要与喷嘴的狭缝长度p有关。 如图4所示，将薄带横向方向分为左、中、右三个部分来看，中心处只向铜辊的径向方向c以及前 图3. 薄带横向厚度分布曲线 图4. 铜辊散热示意图 后方向a、b传热，而左边部分除了向铜辊的径向方向c与圆周方向a、b传热，还向轴向向左方向d传热；同样，右边部分比中心部分多了轴向向右方向e的传热。由于冷却速率不同，铜辊在薄带横向方向上出现温度差，薄带中心的铜辊受热膨胀量大于边缘处。在李晓雨等人的专利中表明用电磁式位移传感器测得的沿轴向方向膨胀量基本在几百微米 [ 7 ] [ 8 ] 。 在孙海波等人的文献中表明铜辊的径向温度除了接近外表面不到1 mm的厚度温度是急剧上升，剩余的几十毫米的温度分布沿径向向内成线性分布 [ 9 ] ，这里忽略靠近表面的温度，认为铜辊沿径向线性分布 (4) 式中x为铜辊从内径到外径的坐标 (5) 系数k为 (6) 式中T 1 为外表面温度，T 0 为内表面的温度，近似可以认为与冷却铜辊内的水温一致为300 K；R 1 为铜辊外径，R 0 为铜辊内径，R x 为从铜辊圆心处开始的坐标。 铜辊的径向膨胀量ΔR为 (7) 为铜辊的厚度，本实验使用的铜辊厚度为35 mm。紫铜的热膨胀系数 。将各数值代入上式可得： (8) 孙海波等人通过模拟得到铜辊在喷嘴弧面的中心处所对应外表面的温度为350 K，边缘处温度为330 K [ 9 ] [ 10 ] ，将铜辊在喷嘴的弧面的中心处所对应外表面的温度代入式(8)可得喷嘴狭缝横向中心处对应的铜辊的径向膨胀量m为146 μm，边缘处的径向膨胀量n为87 μm。中心处的膨胀量比边缘处多了59 μm。 图5冷却铜辊与喷嘴之间间隙示意图。喷嘴弧面的中心处的高度h可以由式(9)计算得到： (9) 式中s为弦的长度，θ为弧对应的圆心角。式中的第一项为弧所对应的圆的半径，第二项为圆心距弦的垂直距离。通过计算得到喷嘴弧面中心点距弦的距离h为231 μm。假设要制得横向均匀的薄带需要保持横向各点的辊嘴间距相等，又因为在弧的圆心角为0.037 rad时制备的50 mm宽的薄带的中心处比边缘处薄9 μm，所以对应薄带中心处的铜辊膨胀量比应边缘处多240 μm。但实际上中心处的膨胀量比边缘处只多了59 μm。这里有两个原因，一是由于边界层效应导致喷嘴边缘处熔体比中心处熔体流动速度慢；二是由于表面张力的影响导致边缘处熔体表面张力比中心部熔体表面张力大 [ 6 ] 。 3.2. 喷嘴弧度与薄带宽度的关系 图6是弧对应的圆心角为0.05 rad时，制备得到的宽度为50 mm的薄带在横向方向上的厚度分布。图7是弧对应的圆心角为0.07 rad时，制备得到的宽度为70 mm的薄带在横向方向上的厚度分 图5. 冷却铜辊与喷嘴间隙 图6. 50 mm宽度薄带在弧为0.05 rad时的横向厚度分布 图7. 70 mm宽度薄带在弧为0.07 rad时的横向厚度分布 布。图8是弧对应的圆心角为0.1 rad时，制备得到的宽度为100 mm的薄带在横向方向上的厚度分布。图9是在上海光源对制备的薄带测得的XRD图谱，射线波长为0.0688 nm。在2θ为20˚左右的峰为(110)峰，在2θ为37˚左右的峰为(211)峰。两者的强度都不大，是漫散峰，说明制备的薄带为非晶态结构[ 11 ]。 在制备50 mm宽的薄带时，保持弦长不变，将弧对应的圆心角从0.037 rad变为0.05 rad时，弧面的弯曲程度发生变化，弧面中心处的距弦的距离h由式(3)计算得到，变为312 μm，相比于弧为0.037 rad时增大了81 μm。实际上对薄带的补偿仅仅是10 μm左右，这是因为在弦长保持不变时，弧的圆心角变大，弧面弯曲程度也就变大，中心处的辊嘴间距也变大，导致中心处的熔潭变窄，从而使得中心处薄带变薄。 图10是在薄带横向均匀性较好时制备的薄带宽度与喷嘴弧度的关系曲线。随着制备薄带的宽度增加，所需的弧度也变大。在其他制备参数相同的条件下，喷嘴弧度θ与薄带宽度w的关系为： (10) 图8. 100 mm宽度薄带在弧为0.1 rad时的横向厚度分布 图9. 非晶薄带的XRD图谱 图10. 薄带宽度与喷嘴弧度的关系曲线
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user: 4. 结论 在非晶薄带的制备过程中，因为铜辊需要传导热量，铜辊表面与内部存在温度差，导致辊面变形，径向膨胀满足关系式： 由于铜辊的冷却速率不同，导致对应薄带中心处的铜辊表面的膨胀量比边缘大，所以制得的薄带容易中间薄，两边厚。为了提高薄带横向均匀性，可以将喷嘴改造成弧形面。喷嘴弧度与需要制备的薄带宽度的关系为θ = 0.001w。 由于非晶薄带制备过程涉及高速旋转的冷却铜辊、高温熔液以及狭小的辊嘴间距等恶劣的制备环境，所以制备薄带时横向均匀性难以得到保证。因此必须开发稳定可靠的辊嘴间距检测方法和装置，从而实现非晶薄带的厚度的闭环控制。同时要注重对长时间制带后冷却铜辊膨胀量的变化规律的研究。非晶薄带横向均匀性的控制涉及材料学、传热学、流体力学等多门学科知识，这就需要相关科研工作人员相互合作，发挥团队合作精神，对生产过程中的非晶薄带的横向均匀性的规律进行系统的研究，提高薄带的横向均匀性。
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user: 摘 要 采用熔融共混法制备了硅橡胶/氢氧化铝/铁蒙脱土阻燃高温硫化硅橡胶。利用垂直燃烧实验、硬度和拉伸实验分别研究了硅橡胶的阻燃性能和机械性能。结果表明氢氧化铝和铁蒙脱土之间存在协同作用，随着铁蒙脱土用量的增加，硅橡胶的垂直燃烧时间减小，阻燃性能明显提高，3.0 wt.%的铁蒙脱土和50.0 wt.%的氢氧化铝并用时，硅橡胶的综合性能较佳。 关键词 :硅橡胶，阻燃，协同作用，铁蒙脱土 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/