2013年, 第49卷, 第1期　
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  • The 9th International Symposium on Modern Acoustics(continued)
    Zhang Shu一Yi**，Qiu Xiao一Jun，Liu Xiao- Zhou
    南京大学学报(自然科学版). 2013, 49(1): 1-4.
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    The 9th International Symposium on Modern Acoustics was held in Nanjing,China,on May 19-22,2012,which has been introduced in an article published in Journal of Nanjing University(Natural Sciences),2012[1].As described previously,after peer reviewing,a part of the original papers were selected to be published in Journal of Nanjing University(Natural Sciences),

  •  实时脉冲光声法用于分子弛豫时间的测定
     Markushev Dragan1，Rabasovic Mihailo1，Lukic Mladena2
    Cojbasic Zarko3，Todorovic Dragan4
    南京大学学报(自然科学版). 2013, 49(1): 5-12.
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    脉冲光声光谱法一个重要的应用是确定气体分子的振动一平动弛橡时间τv-T.因激光光束
    的空间分布R(r)对光声测量有显著影响，我们发展了同时测定R(r)和τv一T的方法.本方法基于光声
    脉冲的实时信号和一种用于光声成像的数学运算法则.本文讨论了智能计算用于多原子气体分子的R
    (r)和τv一T同时和实时测定的可能性.进一步利用前馈多层神经网络的离线批训练法，结合一个理论光
    声信号对R(r)和τv一T进行了同时和实时分析.木方法可明显缩短确定上述参数所需时间.
  •  石油钻杆裂纹型缺陷的超声波探伤方法研究
     巨西民1，张建勋1，贾鹏军2，巨佳3
    南京大学学报(自然科学版). 2013, 49(1): 13-19.
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     石油钻杆裂纹型缺陷是石油钻杆服役中的主要缺陷类型.钻杆的适用性评价和安全使用需要
    进行裂纹型缺陷的探伤和评价.木文开发研究的超声波探伤方法、理论和装置是为了石油钻杆裂纹型缺
    陷的探伤和评价.经探伤评价表明，钻杆裂纹型缺陷高度的探伤评价方法误差小于1 mm.同时，这种超
    声波探伤评价方法是一种在油田现场使用的有效钻杆裂纹型缺陷探伤方法和技术，可为油田钻杆裂纹
    型缺陷检测和适用性评价提供良好的技术支持.

  •  颗粒两相流超声过程层析成像系统研究
     田昌，苏明旭，陈孝震，蔡小舒
    南京大学学报(自然科学版). 2013, 49(1): 20-26.
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     本文主要介绍了一种基于透射模式的超声波层析成像系统的设计与研究.针对Radon变换与
    Radon反变换对获得精确重建图像所提出的无限多的投影数据要求，系统在以下几个方面做了改进:系
    统换能器阵列由16个换能器组成，每个换能器均可以作为发射端和接收端，可发射的扇形波束角度为
    15%;基于LabVIFW软件和2块高速同步数据采集卡，设计了16通道的数据同步采集和信号处理装
    置;利用单片机89S52设计了切换电路，可以实现16换能器的激励和接收功能的自动切换.经实验验
    证，系统结构简单，实时性好，获得了足够多有效的信号数据，通过二值化逻辑反投影图像重建算法实现
    了研究物体横断而的图像重建.
  •  水一颗粒混悬液中微粒对惯性空化活动的影响
     莫润阳，王公正
    南京大学学报(自然科学版). 2013, 49(1): 27-31.
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     在水一微粒混悬液中控制空化效应，对超声治疗和一些诸如药物输送和细胞标记的新应用中
    是非常关键的.本文通过实验研究了微粒大小、表面微结构对空化剂量的影响.首先将葡聚糖包覆的、直
    径分别为68 nm,346 nm,1234nm三种氧化铁磁性微粒悬浮在超纯水中形成混悬液，研究了在聚焦超
    声作用下微粒大小对惯性空化的影响;然后又研究了直径均为25µm的P(NIPAM-co-AA)-Alq3-SiO2;
    P(N7PAM-co-20%AA)-Fe3O4-FITC-SiO2和P(NIPANMco-20%AA)三种表而性质不同的微粒在
    水悬浮液中的空化剂量.实验中，所用聚焦换能器中心频率为1. 37 MHz，连续波模式工作.当微粒浓度
    为0. 5 mg/mL，直径从68 nm增加到25?m时，对液体的空化阂值进行检测，并与声学相同条件下超纯
    水空化剂量进行比较.结果表明:当超纯水中加入微粒后，空化剂量增大，空化剂量与微粒性质如大小、
    表而微结构等有关.
  •  用于压电微机电系统的高性能压电薄膜
     和佐清孝
    南京大学学报(自然科学版). 2013, 49(1): 32-39.
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     压电基(PZT)-ABO3型钙钦矿陶瓷体材料可用于制作各种压电微机电系统(MEMS).通常
    PZT一基陶瓷显示多晶结构，而单晶PZT一基薄膜材料吸取PZT一基陶瓷优良的铁电性，可用于制作薄
    膜压电MFMS.在PZT一基材料中，三元钙钦矿，即由二元钙钦矿PZT固溶体掺入添加物(如:Pb(Mg,
    Nb) O3 (PMN)和Pb(Mn, Nb) O3)(PMnN))，可用于制作薄膜MEMS，因为掺入的添加物扩展了原二元
    钙钦矿PZT的介电和铁电响应.木文研究由射频溅射法外延生长在具有SrRuO3 /Pt过渡层的(001)
    MgO单晶基片上的PZT一基三元配合物(PMnN-PZT)单晶薄膜，发现溅射的PZT一基三元配合物
    xPMnN-(1一x)PZT,x=0. 06，显示高密度单晶、而无体单晶的晶粒和界面层结构.溅射的薄膜显示奇
    异的铁电性质，即:非常高自极化Pr(Pr=80-100?C，体陶瓷:Pr=20-30?C)，高居里点TC (TC=500-600 ?C，体陶瓷;TC=350-380 ?C)，小介电常数ε *(ε* =100-150，体陶瓷: ε*=800~1300).
    这些奇异的铁电性质是所溅射的薄膜结构所固有的，不可能由传统的PZT一基陶瓷得到.最后，对这些
    奇异的铁电性质可能应用于压电薄膜MEMS进行了讨论.
  •  利用时域差分法对薄膜体声波谐振进行二维分析
     曹明，于小利，罗中涌，公勋，章德
    南京大学学报(自然科学版). 2013, 49(1): 40-45.
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     和表面波器件相比，薄膜体声波谐振(FEAR)器件重量轻、尺寸小、成木低而且能够处理的功
    率大.因此，FBAR技术被认为是能够满足现代移动通信系统滤波要求的最有竞争力的技术.对FBAR
    器件进行模拟的方案中，Butterworth-van Dyke(BVD)模型被广泛应用，但是它不可能被用于分析FBAR
    的复杂结构.为了准确模拟FBAR器件，必须用到数值方法，如有限元法(FEM)或者时域有限差分
    (FDTD)法.木文中，FI}’I}I}法被用于对薄膜体声波谐振进行二维分析.压电方程和牛顿方程在时间域和
    空间域中通过中间有限差分进行离散化.完全匹配层(PMI.)边界条件被用于实现两侧的吸收边界.在空
    气一铝和空气一氮化铝界面上，自由边界条件在FDTD方案中得以实现.另外，在铝一氮化铝内部边界
    附近，通过对材料常数取两侧的平均值的方式，实现了连续边界条件，保证了数值计算的稳定性.一款静
    电场模拟软件ANSOFT Maxwell 2D被用于计算电场强度的分布.当FBAR被外加电压驱动，而电压为
    时间的正弦函数时，FBAR的输出电流可以表示为一系列正弦函数之和.这些正弦函数中包含了顺态解
    和稳态解.找出稳态解，就可以计算响应工作频率时的FBAR阻抗特性.文中给出了在不同电极厚度如
    0. 2 ?m,0. 3 ?m,0. 4 ?m,0. 5 ?m和0. 6 ?m情况卜阻抗特性的计算结果.由于能陷效应，基频谐振强度
    随着电极厚度从0. 2 ?m增加到0. 4 ?m逐渐增强.可是，当电极厚度增加到0. 5?m谐振强度又开始减
    弱.这个现象可以归因于电极的质量负载效应.质量负载会降低谐振强度.通过模拟结果，当氮化铝膜厚
    度在3?m时，最佳电极厚度应该在0. 4 ?m.我们利用FDTD法对FBAR进行了二维分析.模拟结果显
    示，FDTD法是分析各种FBAR结构的有力工具.
  •  基于声表面波反射延迟线无线传感器的理论分析与设计
     徐方迁1，王艳清1，王文2
    南京大学学报(自然科学版). 2013, 49(1): 46-51.
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     给出了一个新的关于声表面波反射延迟线理论分析方法，基于波动方程和Chen-H aus理论、
    利用变分方法研究了压电基底上金属短路栅阵中声表面波传输特性，得到其精确反射系数.之后，实验
    研制了一个用41º YX LiNb03、单相单向换能器和三个短路反射栅构成的434MHz声表面波反射延迟
    线，测量值与理论分析基木一致，器件具有尖锐反射峰、高信噪比等特性.
  •  利用形变媒质上小振幅声波理论研究石英基板上
    声表面波温度特性
      罗中涌，曹明，公勋，章德
    南京大学学报(自然科学版). 2013, 49(1): 52-57.
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     对于声表而波而言温度特性是非常重要的一个指标.而石英基板在表而波器件中应用广泛
    当环境温度改变时，基板尺寸会发生变化，弹性系数和压电系数值也会发生变化，在考虑这些变化的基
    础上就可以考察声表面波器件的温度特性.这是通常的方法.但是，弹性系数和压电系数的温度系数其
    实参考了随温度变化的中间状态，而并非定义弹性系数和压电系数的参考温度时的状态.在某些场合
    下，由于温度变化会产生一个非均匀分布的形变，比如带电极的体波谐振器以及多层声表面波基板，上
    述方法就会失效.在其它的一些场合，如力和加速度传感器的情况，初始形变可能是由于外力或者加速
    度造成的.为了得到这些在形变媒质上小振幅声波的传播特性，一些学者从非线性方程发展出一套理
    论.按照这种理论，可以得到参考同一参考状态的弹性常数以及它们的温度系数.P. C. Y. Lee和Y. K.
    Yong[Journal of Applied Physics,1986,60;.2327]给出了一套完整的热形变媒质中小振幅振动的理论，
    并推导出了石英晶体弹性常数的一阶、二阶和三阶温度系数.他们成功地考察了石英体波谐振器的温度
    特性.在木文中，我们对Lee and Yong的理论加以推广’一，引入了压电性.这样，该方法也可以用来分析具
    有强压电性的基板了.我们分析了石英基板上声表面波的温度特性.文中给出了ST一切，MD一切和K
    一切石英基板的计算结果.计算结果证明了该方法的有效性.当然新方法比传统的方法要复杂的多.因
    为该方法在理论上具有一般性，如果先计算出器件结构中初始应变的分布，它就可以顺利地来分析多层
    基板上声表面波或者是一些传感器的工作特性.
    关键词:石英基板，声表而波，温度特性
  •  侧面周期嵌入空气柱薄板中兰姆波带隙研究
      丁红星1·2，沈中华1，戴丽莉2,陆建1，倪晓武1
    南京大学学报(自然科学版). 2013, 49(1): 58-63.
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     提出一种在薄板侧面周期嵌入空气柱的一维声子晶体模型，数值计算了兰姆波在该周期结构声
    子晶体中的传播特性.结果表明:由布拉格散射引起的第一完全禁带只在一定的占空比范围内存在，分别
    改变空气柱半径和晶格常数，禁带宽度可调且达到最大值时的占空比值基木相同.将占空比匹配的该一维
    声子晶体接合构成复合结构，低阶兰姆波完全禁带宽度因各组分兰姆波完全禁带交叠相加而显著增大.

  •  舰船辐射噪声的非线性特征提取和识别
     曹红丽，方世良，罗听炜
    南京大学学报(自然科学版). 2013, 49(1): 64-71.
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     本文研究了一种集相空间重构的几何特征和盒数维为一体的计算复杂度较低的非线性特征
    提取方案.首先利用基于统计学方法的C-C方法提取嵌入维和时延，根据舰船辐射噪声的嵌入维确定
    维数范围，在维数范围内采用时延法进行相空间重构，将舰船辐射噪声时间序列扩展到高维空间，在高
    维空间中计算时间子序列的相关系数，并从相关系数中寻找阂值范围提取具有区分性相似性重复度，将
    相似性重复度进行升序重排画相似性重复度曲线，提取相似性重复度平均值这一几何特征，然后从盒子
    维的数学分析出发研究盒子维数的简化工程计算模型，三类舰船辐射噪声的盒子维分布图验证盒子维
    特征具有一定的区分性，最后设计后传播(BP)神经网络分类器,YP神经网络采用两层结构的批处理模
    式.推导特征的类间距离和类内距离，并通过实际海上数据仿真，计算结果表明结合特征的类间距离较
    大，类内距离较小，验证结合特征提取方法的有效性，三类目标的识别率表明该方法具有一定的水声目
    标识别能力.
  •  分布式多跳水声通信网络的媒质控制协议研究
     李霞，杨文，苏阳
    南京大学学报(自然科学版). 2013, 49(1): 72-77.
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     水声通信网络由于可以弥补传统海洋探测技术的不足，在海洋信息采集、环境监测、灾难预
    报、辅助导航、水声反潜等民用、军事领域有诸多重要应用.因此，组网技术也成为近年来水声通信领域
    的研究热点之一其中数据链路层的媒质控制协议关系到信道资源的有效分配及网络性能.结合能量及
    网络吞吐量效率因素，木文设计了一种用于分布式远距离多跳水声通信网络的媒质控制协议协议.己有
    的的新性能的水声调制解调器并没有开发相应的低功耗网络媒质控制协议.有人提出了一类分布式能
    量有效的竞争媒质控制协议，称为Tone-Lohi ( T-Lohi)协议，该协议采用了信道预约机制，共有三个类
    型:时间同步的T-Lohi协议、保守非时间同步T-Lohi协议及主动非时间同步T-Lohi协议.木文在分析
    该类协议的基础上讨论了分布式多跳水声通信网络的竞争型媒质控制协议.设计了多跳式的T-Lohi协
    议，通过采用动态竞争回合、优先权及新的竞争者计数方式等策略，将T-Lohi协议从单跳方式扩展为多
    跳方式，该协议不需要时间同步.为了充分结合原协议的优点，平衡网络信道利用效率和数据包丢失概
    率，木文还对竞争回合周期进行了改进.在OPNET仿真平台下对该协议的网络吞吐量性能、丢报率和
    公平性进行了仿真，验证了所设计协议的有效性.

  •  基于海底采集多路访问一清除发送协议的
    水声通信介质访问控制协议
     陶文凤1，包永强2，赵力1，邹采荣1，左加阔1
    南京大学学报(自然科学版). 2013, 49(1): 78-85.
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     介质访问控制(MAC)协议是水声通信网络中的关键技术，由于水声信道的可用带宽有限、多
    径效应严重、长延迟等特性，使得水声通信网络中的MAC设计存在诸多难题.无线通信网络中的MAC
    协议设计通常没有考虑延迟效应，而采用这种方法来设计水声通信网络的MAC协议，其性能将大大降
    低.为了克服上述问题，基于MAC协议中的海底采集多路访问(FAMA)协议，提出了适用于水声通信
    网络的时隙FAMA一清除发送(CTS)协议，该协议为CTS包分配了单独的时隙.同时，还提出了一种能
    量优化方法来传输数据.该算法不仅能够增加水声通信网络的吞吐量，减少数据包的碰撞而且能够降低
    能量消耗，并且该算法能够有效的将载波侦听与发射和接收数据前的协商结合在一起.实验结果表明，
    与时隙碰撞避免多址接入(MACA)协议和FAMA一非持久请求发送(FAMA-NTR)协议相比，本文提出的算法更有效.
  •  用于水声信道均衡的双参可调最小均方算法
     伍飞云，李芳兰，周跃海，童峰
    南京大学学报(自然科学版). 2013, 49(1): 86-94.
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     作为一种降低因水声多途引起的码间干扰的有效手段，水声信道均衡技术正引起广泛关注.
    现有的算法中，最小均方算法及其变型因其计算量低而被广为应用.而采用平行滤波器组的变步长法可
    提高该算法在时变环境中的性能，却未出现该类算法在水声信道动态阶数下的性能研究.本文提出将滤
    波器步长和长度双参数进行调节的平行滤波器组用于时变水声信道均衡.双参数调整机制能有效增强
    算法对时变水声信道的容忍度.仿真和真实数据的实验验证了新算法的优越性.

  •  太赫兹高斯脉冲球体雷达散射截面研究*
     赵帅**
    南京大学学报(自然科学版). 2013, 49(1): 95-100.
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     选择作为表征散射体对入射波散射能力重要参数的需达散射截而(RCS)为研究对象，应用时
    域有限差分法(FDTD)仿真计算了太赫兹高斯脉冲波对亚mm至?m量级尺度的金属铜和三聚氰胺甲
    醛树脂(MF)微粒的电磁散射.散射目标尺寸取为300 ?m至3 ?m，该尺寸与太赫兹波长范围3 mm至
    30 ?m大致重叠.由于太赫兹带宽很大，该量级大小的微粒散射区间很大部分处在瑞利散射向Mie散射
    的过渡区，解析解会受到应用范围的限制，所以选择数值计算方法FDTD.即把入射平面波设为宽频带
    脉冲，其频带宽度覆盖了求解的频率范围，计算散射体对脉冲波的响应并进行傅里叶变换就可以得到散
    射体的宽频响应.通过选取不同尺寸大小(半径300 ?m至3 ?m)、材质(金属铜和三聚氰胺甲醛树脂)、
    几何构成(实心、空心、双层)，对散射目标进行分类和对比，得出了球形微粒的太赫兹波需达散射截面特
    性.由于目标的宽频带特性中包含了大量信息，其低频区包含了目标的体积信息，谐振区包含了目标的
    轮廓信息，为该量级尺寸微粒的检测识别以及太赫兹波段屏蔽材料的选择提供了依据.
  •  基于视觉注意和模糊区域生长的图像检索*
    吴梦麟1**，孙权森2
    南京大学学报(自然科学版). 2013, 49(1): 101-108.
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     视觉注意能够反映用户对图像场景中主要目标的理解，在此基础上提出一种基于视觉注意和
    模糊区域生长的图像检索算法.首先，由改进的视’觉注意模型得到显著图;然后，根据分割的结果，提出一种根据显著区域隶属度进行模糊区域生长的算法，合并相似区域以获得查询目标，并提取颜色和纹理特征;最后设计结合隶属度和区域邻接图的相似性度量准则.实验结果表明，该算法能够有效表达用户查询的语义，具有较好的检索性能.
  •  胞质和核定位a-突触核蛋白过表达对人神经母细胞瘤细胞的影响*
     夏娟1，高静1，熊御云2，邱晶1，马瑞3，钱进军4**
    南京大学学报(自然科学版). 2013, 49(1): 109-115.
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     探讨α一突触核蛋白在人神经母细胞瘤(SH-SY5Y)细胞中定位过表达的影响.研究应用
    PLVU-SNCA-NES(NLS)-2A EGFP重组慢病毒载体感染SH-SY5Y细胞，通过观察绿色荧光蛋白(EG-
    FP)检测目的基因在细胞中的表达情况.形态观察与MTT检测相结合，分析胞质和核定位α-突角虫核蛋
    白过表达对SH-SY5Y细胞增殖的影响，同时测定鱼藤酮、H2O2对胞质和核定位a突角虫核蛋白过表达
    SH-SY5Y细胞活性的影响.MitoTrackcr染色法测定胞质和核定位a突角虫核蛋白过表达的SH-SY5Y
    细胞中线粒体数目的变化.结果发现，α一突触核蛋白胞质定位过表达使得SH-SY5Y细胞培养96 h时活
    性显著增强，24 h,48 h,96 h时细胞中线粒体的数目显著增加，增长比率分别为91.18%,41.15%,50.
    21%;a一突触核蛋白核定位过表达的SH-SY5Y细胞相对正常细胞表现出较低的细胞活性，在培养48 h,
    72 h后细胞存活率显著下降.400 nmol/L鱼藤酮损伤24h后，α-突触核蛋白核定位过表达的SH-SY5Y
    细胞活性显著高于正常细胞角藤酮损伤组.50-800?mol/L H2O2处理条件下，α一突触核蛋白的定位过
    表达对SH-SY5Y细胞活性的影响并不显著.研究结果表明α一突触核蛋白胞质定位过表达表现出一定
    的神经保护作用，α一突触核蛋白核定位过表达也能使SH-SY5Y细胞的活性发生改变.
  •  多不饱和脂肪酸不同组分抑制肺腺癌干细胞作用研究*
      胡振东1·2，尹荣2，武雅琴2，张治2，李明2，贾辉2，许林2，李宁1**
    南京大学学报(自然科学版). 2013, 49(1): 116-122.
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    比较多不饱和脂肪酸(PUFA)各有效成分抑制肺腺癌干细胞增殖及迁移能力，筛选出最强组 分，并探讨其量效关系.对肺腺癌细胞株A549及SPC-A-1进行无血清培养，待肿瘤干细胞(CSC)微球形成 后，每口分别加入50 umol/L的α-麻酸((LA)、二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳六烯酸(DHA),c9,t11一共 轭亚油酸(c9, t11-CLA)和tl0,cl2一共轭亚油酸(t1 0, c1 2-CLA)，连续3d.分别行干细胞微球形成观察、干细 胞微球定量分析，筛选出最强组分.加入不同浓度最强组分进行侵袭试验.干细胞微球定量分析显示:除 LA外，EPA,DHA,c9,t11-CLA和t10, c12-CLA都可不同程度地抑制A549及SPC-A-1干细胞微球的形 成.在两种细胞株中，与EPA及DHA组相比，同等浓度CLA组平均干细胞微球个数及单个微球干细胞密 度均显著卜降，表明两种CLA为抑制作用最强组分.选取最强组分CLA行侵袭试验，c9 , t11-CLA, t10 , c12-CLA均能不同程度地抑制肺癌干细胞的迁移及浸润能力，随着浓度的增加，抑制作用增加，两者混合 物的抑制作用最强.结果说明，PUFA组分EPA,DHA,c9,t11-CLA和t10, c12-CLA对A549及SPC-A-1干 细胞微球都有不同程度的抑制作用，其中c9, t11-CLA和t10, c12-CLA为最强组分.c9 , t11-CLA和t10, c12-CLA体外试验能够不同程度的抑制肺腺癌干细胞的浸润和迁移能力，并具有剂量依赖性.
  •  “全鱼”转生长激素基因黄颗鱼首建者的建立*
     葛家春1·2，宋伟3董张及3，许志强1,2，鲍洁3，周国勤4，潘建林2，杨家新1，赵庆顺3**
    南京大学学报(自然科学版). 2013, 49(1): 123-131.
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    黄颡鱼（Pelteobagrus fulvidraco)是一种重要的淡水名优经济角鱼类，然而较小的体型和较慢
    的生长速率极大地降低了它的经济价值.为获得大规格且快速生长的黄颖角，开展了转生长激素基因黄
    颖角的研究.运用RT-PCR和RACE-PCR技术，克降了黄颖角生长激素基因的603 bp(碱基对)的编码
    序列和485 bp，的3’-UTR(非翻译区)序列.通过重叠PCR和限制性内切酶酶切连接，组建了一个长为
    2105 bp的“全鱼”转生长激素基因构件，该构件含1017 bp的黄颡鱼β-肌动蛋白近端启动子、603 bp的
    生长激素基因编码序列和485 bp，的3’-UTR序列.采用显微注射将转生长激素基因构件导入黄颖角受
    精卵，从301尾由注射肛胎发育而来的黄颖角中共筛选获得40尾转生长激素基因黄颖角首建者.成功
    地建立了黄颡鱼基因组改造的技术平台，为黄颡鱼的基因工程育种奠定了基础.
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