First-passage time of Duffing oscillator under combined harmonic and white-noise excitations

The first-passage time of Duffing oscillator under combined harmonic and white-noise excitations is studied. The equation of motion of the system is first reduced to a set of averaged Ito stochastic differential equations by using the stochastic averaging method. Then, a backward Kolmogorov equation governing the conditional reliability function and a set of generalized Pontryagin equations governing the conditional moments of first-passage time are established. Finally, the conditional reliability function, and the conditional probability density and moments of first-passage time are obtained by solving the backward Kolmogorov equation and generalized Pontryagin equations with suitable initial and boundary conditions. Numerical results for two resonant cases with several sets of parameter values are obtained and the analytical results are verified by using those from digital simulation.

Optimal bounded control of first-passage failure of strongly non-linear oscillators under combined harmonic and white-noise excitations

A procedure for designing the optimal bounded control of strongly non-linear oscillators under combined harmonic and white-noise excitations for minimizing their first-passage failure is proposed. First, a stochastic averaging method for strongly non-linear oscillators under combined harmonic and white-noise excitations using generalized harmonic functions is introduced. Then, the dynamical programming equations and their boundary and final time conditions for the control problems of maximizing reliability and of maximizing mean first-passage time are formulated from the averaged Ito equations by using the dynamical programming principle. The optimal control law is derived from the dynamical programming equations and control constraint. Finally, the conditional reliability function, the conditional probability density and mean of the first-passage time of the optimally controlled system are obtained from solving the backward Kolmogorov equation and Pontryagin equation. An example is given to illustrate the proposed procedure and the results obtained are verified by using those from digital simulation. (C) 2003 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Characterization of birefringence dispersion in polarization-maintaining fibers by use of white-light interferometry

A new method for measuring the birefringence dispersion in polarization-maintaining fibers (PMFs) with high sensitivity and accuracy is presented. The method employs white-light interferences between two orthogonally polarized modes of PMFs. The group birefringence of the fiber is calibrated first. Then the birefringence dispersion and its variation along different fiber sections are acquired by analyzing the broadening of interferograms at different fiber lengths. The main sources of error are investigated. Bireffingence dispersions of two PANDA fibers at their operation wavelength are measured to be 0.011 ps/(km nm) and 0.018 ps/(km nm). A measurement repeatability of 0.001 ps/(km nm) is achieved. (C) 2007 Optical Society of America.

Group delay dispersion measurement of Yb : Gd2SiO5, Yb : GdYSiO5 and Yb : LuYSiO5 crystal with white-light interferometry

We report the measured group delay dispersion (GDD) of new crystals Yb:Gd2SiO5 (Yb:GSO), Yb:GdYSiO5 (Yb:GYSO) and Yb:LuYSiO5 (Yb:LYSO) over wavelengths from 1000nm to 1200nm, with a white-light interferometer. Those GDD data should be useful for the dispersion compensation for femtosecond pulse generation in the lasers with these new crystals as the gain media. (C) 2007 Optical Society of America

毛鳞菊属和细莴苣属的系统学研究

毛鳞菊属和细莴苣属为菊科菊苣族植物，属于中国-喜马拉雅分布类型。该两属植物性状变异较大，并与莴苣属等近缘属之间性状严重交叉，构成了菊苣族中极为混杂的类群“Lactuca-Prenanthes”复合群，是菊科植物系统学研究中的疑难点之一。本文通过对毛鳞菊属和细莴苣属及部分近缘属植物的形态性状、叶表皮特征、瘦果解剖特征和表面微形态特征以及细胞学等的研究及对该两属植物的生境和地理分布的分析，确认了毛鳞菊属和细莴苣属的独立地位，阐明它们与近缘属间的系统学关系，并对该两属进行了系统的分类学修订。 1. 形态性状分析 　　我们在检查大量国内外馆藏标本和野外居群观察的基础上，对毛鳞菊属和细莴苣属及部分近缘属植物的形态性状及其变异式样进行了详细地比较分析，重新评价了各性状的分类学价值，认为冠毛、瘦果特征和总苞片层数及排列方式等对于毛鳞菊属和细莴苣属与近缘属的划分具有重要的系统学意义;而小花的颜色、总苞片毛被的位置，小花的舌片与花冠管的长度比及瘦果的形态等特征对属下分类具有重要的意义。而传统上作为种间划分依据的叶片形状、毛被多少等特征在种内变化较大，不宜作为种的划分依据，至少不能作为主要的或唯一的依据。 2. 叶表皮特征 　　首次在光镜下观察了毛鳞菊属和细莴苣属14种植物的叶表皮，发现其共同的特征为：上、下表皮细胞的形状均为无规则型，垂周壁式样为波状;气孔器类型均为无规则型，在气孔的两极，角质侵入呈棒状或者“T” 型加厚或者不加厚;并认为上、下叶表皮细胞的波状程度、表皮细胞的大小、气孔指数、气孔密度，角质加厚情况等特征对种的划分具有一定的意义。 3. 瘦果解剖特征观察 　　通过对毛鳞菊属和细莴苣属及近缘属植物的瘦果解剖研究发现有两种类型：翅型和肋型。翅型瘦果的特征是在横切面上不仅有肋，而且在两侧具有明显突起的翅，中果皮由薄壁细胞和纤维细胞组成，且纤维细胞局限于翅和肋上，而不见于肋间，莴苣属，岩参属，翅果菊属，毛鳞菊属和细莴苣属具有这种类型的瘦果解剖结构;肋型瘦果的特征是在横切面上仅有肋而无翅，中果皮全部由纤维细胞组成，在肋和肋间连续，紫菊属和假福王草属具有这种果壁解剖结构。而中果皮的薄壁细胞和纤维细胞的数目和位置等特征在两种类型内的属间表现出很大的差异。瘦果的解剖特征对于属间划分具有分类学意义。 4. 瘦果表面微特征的观察 　　我们对毛鳞菊属和细莴苣属及近缘属共20种植物的瘦果表面进行了电镜扫描微形态特征的观察。结果表明：瘦果表面性状具有属级的特征，在表皮细胞形状，细胞外壁纹饰类型等方面存在较大的属间差异，可应用在属间界定及关系判别上。毛鳞菊属和细莴苣属植物由于具有短急尖端壁的椭圆形和钝端壁的长纺锤形的表皮细胞和疣状乳突的外壁纹饰等特征而区别于莴苣属等其他属。瘦果表面微特征在所观察的属内种间有着较高的一致性，但表皮细胞的大小，端壁形状及蜡质的发育程度等性状在毛鳞菊属内存在种间差异，为种间的划分提供了一定的依据。 5. 细胞学研究 　　我们研究了2种莴苣属，1种毛鳞菊属和1种翅果菊属植物的染色体数目，其中毛鳞菊属1种为首次报道，并对它们全部进行了核型分析。毛鳞菊属植物的染色体数目为2n=16 （x=8），为二倍体，染色体核型为“3B”型，不对称性较强。根据文献资料，细莴苣属的染色体数目也为2n=16 （x=8），为二倍体，染色体核型为“3A”型，不对称性也较强。毛鳞菊属和细莴苣属植物的染色体数目较莴苣属等近缘属（2n=18）减少了两条， 核型对称性下降。染色体核型资料可以说明毛鳞菊属和细莴苣属植物在Lactuca-Prenanthes复合群中处于较进化的位置。 6. 分支系统学研究 　　对30个广义形态学性状进行了分支系统学分析，得到53棵同等简约树。在简约树中，内类群形成两大支，一支为所有具有翅型瘦果的类群，另一支是具有肋型瘦果的类群，前者包括毛鳞菊属、细莴苣属、莴苣属和翅果菊属，它们的成员分别各自聚在一起，并获得很高的支持率;后者包括假福王草属和紫菊属等，它们的成员也分别聚在一起，并获得很高的支持率。分析结果支持石铸将它们分别独立成属的分类处理。 通过对毛鳞菊属和细莴苣属及近缘属植物的广义形态学性状的分支分析研究，认为毛鳞菊属和细莴苣属的关系最近，获得了66%的支持率，而二者与翅果菊属的关系较为接近。毛鳞菊属和细莴苣属的多数性状都是衍生的和进化的，显然它们在Lactuca-Prenanthes复合群中处于比较进化的地位。 7. 分类学修订 　　在应用上述性状分析结果及查阅国内外大量标本的基础上，重新界定了毛鳞菊属和细莴苣属的概念，包括新性状的补充，对该两属植物进行了系统的分类学修订。确定了毛鳞菊属目前包括13种1变种，归并了8种，作出一个改级新组合，确认一名称不属于该属，另有一种的分类学地位有待进一步研究;细莴苣属目前包括3种，归并了3种。“分类处理”部分还描述了每个种的性状特征、变异情况、相关的分类学处理及其与近缘种的关系，最后列出所研究的标本。

向日葵幼胚培养及胚胎发生的研究

对向日葵幼胚进行了培养试验，不同品种表现出了明显的差异，其中三道眉和白葵杂一号反应较为良好。所用培养基MS(Murashige和SKoog)、White(1963)、B5(1968)和Nitsoh(1969)中，B5培养基最为适宜幼胚培养。对各种植物激素进行了单项和综合作用的实验。在单项实验中，激素奈乙酸和脱落酸主要促进幼胚胚性生长。在激动素和乙烯利中培养20天，赤霉素培养30天，胚均产生了愈伤组织。激动素和赤霉素在低浓度(0.5ppm，1.0ppm)时，并可促进叶绿素的产生。培养40天后激动素还可促进愈伤组织分化芽。脱落酸在浓度为0.5-10.0ppm时使向日葵心形胚进行胚性生长，但长到2毫米长度后，即停止，这时用椰乳处理能打破这种抑制状况，重新使胚继续发育形成实生苗。高浓度乙烯利(5.0-10.0ppm)不仅使幼胚产生愈伤组织，而且使其产生根，高浓度乙烯利似乎表现出了类似于生长素对向日葵幼胚的生理作用。在综合实验中，吲哚乙酸IAA与激动素Kt的配合使用对幼胚的分化起到明显的调节作用，当Kt/IAA比例低时，幼胚只有根伸长;当Kt/IAA比例高时，幼胚只有芽伸长。天然提取物同样对幼胚有较明显的促进作用。利用胚胎培养技术培养杂种胚可以避免杂种胚的败育。向日葵属的野生种与向日葵栽培种的杂种幼胚培养在B5培养基成份再加上氨基酸、蔗糖和激素配制成的胚胎生长培养基上，获得充分发育的杂种胚，把杂种胚转入只含无机盐和蔗糖的萌发培养基，发育成实生苗，最后移入土壤直至开花。 在Nitsch培养基补加玉米素(0.5-15.0ppm)或2.4-D(0.5-4.0ppm)能诱导向日葵幼胚进行胚胎发生，在高浓度玉米素(15.0ppm)的作用下，出现了较高的发生频率;市浓度蔗糖(20％)加玉米素(1.0ppm)相对于低浓度的蔗糖(15％)，胚胎发生的频率较高。围绕着这一工作进行了光镜与电镜的观察。胚状体大量产生可以解决杂种胚在育种中的数量问题，为向日葵杂种胚的应用可能提供一种有用的方法。

萱草花粉发育

本实验应用光学显微镜、电子显微镜和荧光显微镜，对萱草（Hemerocallis fulva L.）小孢子的形态发育过程进行了研究。并运用组织化学染色方法对花粉粒中淀粉的变化，花粉壁中多糖的成份作了初步观察。 ①小孢子母细胞时期：小孢子母细胞最初为一团紧密排列的多角形细胞，其细胞体积大，细胞核也较大，细胞质浓。接着小孢子进行减数分裂。小孢子母细胞在减数分裂工开始在小孢子母细胞相接触的一端形成胼胝质。 ②四分体时期：小孢子母细胞以连续型的方式减数分裂产生四个小孢子。接着四个小孢子周围被胼胝质所包围将其分成四个单核小孢子，进入四分体时期。此时小孢子细胞质中存有许多线粒体、质体、高尔基体。 ③单核小孢子时期：单核小孢子初期细胞质中存有高尔基体、内质网、线粒体、脂体。此时小孢子最明显的一个特征就是，细胞质中造粉体含量特别丰富，而且特别发达。接着小孢子细胞质液泡化，中央出现一大液泡，此时细胞质中造粉体几乎消失，只是还含有许多原质体，在细胞核对面的一端又出现一Myelin-like结构。 ④二细胞花粉时期：萱草属于二细胞花粉。在生殖细胞与营养细胞之间有一简单单层细胞壁。此细胞壁不均匀增厚，有的地方特别厚，有的地方特别薄。在壁周围，生殖细胞内含有许多高尔基体小泡，它直接参与壁的构建。此时生殖细胞中含有高尔基体、线粒体。营养细胞中含有许多造粉体、高尔基体、线粒体、内质网。草此阶段一特殊特性就是生殖细胞在形成初期会有质体，到后期此质体解体。 ⑤萱草花粉壁的建成：在四分体阶段，质膜开始内陷，在质膜与胼胝质壁之间出现纤维状初生原外壁。接着在初生原外壁上形成原基粒棒、原覆盖层、原基足层。在原基足层与质膜之间留有一 "White-line"。小孢子从四分体中释放出来后，花粉外壁内层（endexine）和内壁层开始形成。同时，在花粉沟外还形成一中层。

青蒿的遗传转化及青蒿素生物合成的调控

利用发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)1601，1000，1500，15834，A4，均成功地转化了中药青蒿(Artemisia annua L.)并且建立了pRi1601，pRi15834，pRiA4诱导的发根培养。pRi1601，pRi15834的发根诱导率比其它质粒高。太老或太幼的叶片不利子发根的诱导;发根主要从叶脉的伤口处萌发;带顶芽或带侧芽的叶片容易诱导根，但不一定是发根。光照有利于发根的诱导和发根的生长。以每个发根的“绝对生长速率”(Gtowth Ratio，GR)和绝对“侧根”数量(Number of Side Roots，NSR），通过大量的发根系的筛选，建立了8个发根系，1601-L-1, 1601-L-2, 1601-L-3, 1601-L-4, 15834-L-1, 1601-P-I, 16 01-P-2，15834-L-2。Southern分子检测表明，160l-1-1，1801-L-2, 1601-L-3，1601-L-4，1601-P-1，1601-P-2均为转化子。8个建立的发根系之间无论生长或者QHS的合成存在明显的差异。比较光／暗(16/8hrs)，25℃条件下培养的16 01-L-1，1601-L-2，1601-L-3，1601-L-4，1601-P-l，和1601-P-2，其中16 01-L-3的生长最快，160l-L-1的生长最慢;但是，1601-L-1的QHS的含量最高（可达1. 048%），1601-1-3的QHS的含量最低。160Z-L-3，15834 -L-1和2583:1-L-2的生长速率相差不大。用盛有l000mLMS液体培养基的3000mL的锥形瓶扩大培养1601-L -3，15834-L-1和15834-L-2，转速为ll0rlpm，培养过程中发根容易形成发根球（Hairy Root Balis，HRB），HRB的形成严重影响发根的生长和QHs的合成，HpLC分析表明扩大培养发根中QHS的含量比较低。 改变MS基本培养基中的无机离子的浓度，研究不同无机离子对发根生长和QHS的合成的影响。 l、KN03为18.79×10-3M时有利于1601- L-1生长，为14. 84×10-3M时有利于QHS的合成。NH-4N0-3浓度在10.93-12. 49×10—3M范围内有利于1601-L-1生长，在0-20.62×10-3M范围内对QHS的合成影响不大，大于20. 62×lO-3M不利QHS的合成。培养基中NH-4+／N0-3-比值为0. 37-0. 4-0.52:1时有利于发根的生长，比值为0.52 - 0.58:1时有利于QHS的合成。 2、H-2P0-4-浓度为2.498×10-3M时有利于发根的生长在0-2. 498×l0-3M范围内，随着浓度的提高，促进发根的生长。培养基中的H2P4 -的浓度在0-1.249×lO-3M的范围内，随着浓度的提高，促进QHS的合成，为1.249×10-3M时QHS的含量最高。 3、培养基中最适16 01-L-1生长的Ca-2+浓度为0.198- 0.766×10-3M，大于或小于该浓度范围，显著地抑制发根的生长。但是，在0-3.695×10-3M范围内，随着培养基中Ca-2+浓度提高，促进QHS的合成，最适Ca-2+浓度为3.695×l0-3M。 4、培养基中不加Mg-2+时，完全抑制发根生长，在0. 142×10-3M-7.506×l0-3M浓度范围内，对发根生长影响没有明显的差别。但是，HPLC和UV分析发根中QHS含量，培养基中不加Mg-2+时，发根中QHS含量最高。 5、培养基中的Fe-2+浓度在0. 25 -1．0×10-3M范围内，同时有利于16 01- L-1的生长和QHS的形成。 6、培养基中最适合予16 01- L-3生长的KI浓度为2.5ppm，大于或小予该浓度均显著地抑制发根的生长，培养基中加入KI明显地降低发根中的QHS的含量。 7、H2BO3对l601-L-l生长影响不大，HPLC分析QHS的含量，培养基中的H3BO3浓度为100ppm和400ppm，QHS的含量分别为1.69mg/g和1.80mg/g(DW)。 8、Cu-2+对1601-L-3的生长影响显著，最适合1601-L-3生长的Cu-2+浓度为1.00ppm，在0 -1.00ppm的浓度范围内，随着培养基中的Cu+浓度的提高，发根的生物量不断增加。培养基中QHS合成的最适Cu2+浓度为0.05ppm，大于或小于该浓度均显著地抑制发根中QHS的合成。 比较光培养和暗培养对发根生长的影响，结果表明光照明显地促进1601-L-l的生长，暗培养明显不利于发根的生长。最适合于发根生长的温度为25℃，大于35℃显著地抑制发根的生长，影响发根的根尖细胞的正常分裂。 改变培养基中的蔗糖浓度和在发根培养的不同时期给培养基中添加蔗糖，试验结果表明蔗糖作为碳源对1601-L-3和1601-L-1的生长具有显著的影响。 (1)培养基中缺少蔗糖显著地抑制发根的生长。 (2)发根培养的前5天时间内，蔗糖浓度为30- 60glL昀培养基最有利于发根的生长，50glL的培养基中的发根生长最快，培养基中的蔗糖浓度大于60g/L小于30g／L时，发根的生物量增加较少。 (3)发根培养至第15天时，蔗糖浓度为60g/L的培养基最有利予发根的生物量的增加。发根培养至30天时，蔗糖浓度为60-90g/L的培养基，发根的生物量的增加相差不大，但是为蔗糖浓度为30-40g/L的培养基中的发根生物量一倍。 (4)发根培养过程中，分别于第5和15天给蔗糖浓度为30g/L的培养基中添加一次或二次蔗糖，使培养基中的蔗糖终浓度相当于60g/L或90g/L，培养至30天时，添加蔗糖的培养基中的发根的干重生物量相当于不添加蔗糖培养基中的发根生物量一倍，相当于初始蔗糖浓度为60g/L和90g/L培养基中发根的生物量。 (5)随着培养基中蔗糖浓度的提高，发根干重/鲜重比显著增加。培养基中的蔗糖的消耗量与发根生物量的增加呈正相关，蔗糖消耗越多，发根生物量的增加越大。 比较pH值对发根生长和QHS合成的影响表明，灭菌前pH值在5.O-6.5范围内的培养基适合予1601-L-1的生长，小于5.O不利于发根的生长，pH5.8有利于1601-1-1生长和QHS的生物合成。发根收获时培养基中的pH值一般为4.5-5.2. pH7.O抑制发根的生长，pHl0.O对发根具有强烈的致死作用。发根在培养过程中，对培养基中的pH值具有显著的调节作用，发根能在很短的时间内(24- 48hrs)使pl:l值为5.8、6.4、7.0培养基降低到pH4. 5-5.2，pH为5.8的培养基有利于QHS合成。 比较不同基本培养基对发根生长和QHS合成的影响，试验结果表明N6、DCR、Litvay培养基有利于1601-L-1的生长，WS、White、B5培养基不利于发根的生长。DCR培养基中的QHS含量最高。 根据三水平试验选用三水平正交表来安排试验的原则，选用三水平正交表L7(3-)，研究多因子效应对发根生长和QHS合成的影响，试验结果表明，Mg2+，Fe2+，Mn-2+，NH4NO3，KN03 ,KI,Ca-2+为发根生长的主要因子，NH4N03，KNOs，Mg2+，Ca2+，肌醇为QHS合成的主要因子。 通过TLC分析发根中QHS和其它化学成分，同时比较发根和无菌苗及野生植株的化学成分，发根和无菌苗均能合成包括QHS在内的野生青蒿叶片中的大部分非挥发性的化台 物。 研究青蒿植株在发育过程中QHS的含量的变化以及发根、无菌苗和野生青蒿中QHS的合成，HP分析结果表明，l、不同的单株青蒿之间的QHS量相差很大。2、同一植株幼 叶的QHS含量比老叶的QHS含量高。3、不同单株青蒿之间达到最高QHS含量的时间不一样，开花期或开花之前。4、无菌苗（带根）或者不带根丛生芽均能合成QHS，但是带根的无菌蕾的QHS量比丛生芽中的QIS的含量高。5、不同发根农杆菌转化的发根系1601-L-1和15834-L-1都能合成ＱＨＳ。