Standard cell automated layout for a CMOS 50 MHz 8 × 8 bit pipelined parallel dadda multiplier

An 8 × 8 pipelined parallel multiplier which uses the Dadda scheme is presented. The multiplier has been implemented in a 3-μm n-well CMOS process with two layers of metal using a standard cell automatic placement and routing program. The design uses a form of pipelined carry look-ahead adder in the final stage of summation, thus providing a significant contribution to the high performance of the multiplier. The design is expected to operate at a clock frequency of at least 50 MHz and has a flush time of seven clock cycles. The design illustrates a possible method of implementing an irregular architecture in VLSI using multiple levels of low-resistance, low-capacitance interconnect and automated layout techniques.

沿阶草族的染色体研究及系统学问题的探讨

本论文对沿阶草族Ophiopogoneae(Endl.)Kunth的研究历史作了回顾，从染色体、形态学和解剖学角度对此族作了研究，并作了数值分类和分支 系统学分析的尝试，在此基础上探讨了这个族的系统学问题． 1)本论文对此族三属37种123居群的染色体数目、基数及核型不对称性作了研究，其中19种的染色体为首次报道．它们是：P．macrostegiaHance， P.yunnanensis Wang et Tang，P.ophiopogonoides Wang et Tang,O. sarmentosus Wang et Dai,O.tienensis Wang et Tang, O.sylvicola Wang et Tang, O.fooningensis Wang et Dai, O.mairei L6vl.，O.szechuanensis Wang et Tang, O.angustiatus (Wang et Tang) S.C.Chen, O.amblyphyllus Wang et Dai,O.clavatus Wright ex Oliver,O.clivioidesD.M.Zhang et Hong, O.longiscaposus D.M.Zhang et Hong,O.umbraticola Hance,O.fuiD.M.Zhang ntHong,O.zingiberaceus Wang et Dai,O.gangxiensisd.M.Zhang et Hong,O. lo fouense L6vl. 2)在此族中首次报道了2n = 2x = 34的异基数二倍体，同时在O.umbraticola，O.japonicus,O.cLarkei中报道了2n=68的异基数二倍体，过核型和减数分裂等证明异基数是在二倍体水平上形成，并发展成倍性系列的． 3)在此族中首次报道了B染色体的存在，已确证了两种(P.macrostegia和D.tienensis)．一种尚需进一步确证(O.Larkei)． 4)通过对随体位置的系统研究，发现在此族中随体位置具有分类价值． 5)通过对8个种内多倍体、4个多倍体种的研究，表明多倍体分布于较北、海拔较高的地方，而亚洲热带地区的种，则无多倍体，同时在具异基数种类和核型较不对称种类上亦有这种分布特征;在确定了分布的多度中心的基础上，提出喜马拉雅_横断山脉到川西、川南一带是沿阶草属和山麦冬属的近代分化中心． 6)通过染色体结构和数目几个角度的研究，表明球子草属与其他两属在。染色体水平上已发生很大分化，但其属内的分化则不表现在染色体上．其他二属内部则有基数、倍性和核型不对称方面的分化．综观此族，染色体具有由核 型对称向不对称、由二倍体向多倍体、由种内多倍体向多倍体种，由单一基数向种内异基数几个方向进化的趋势． 7)通过对此族的形态观察和分析，提出茎或根状茎分枝方式是属下分类的重要依据;认为本族植物的花序是由圆锥花序简化而来，但残留着圆锥花序特征;并提出了本族花、茎、叶、根几个方面的形态演化趋势． 8)通过对此族二属21种的子房解剖，发现三属均有半下位子房，因而认为子房半下位作为分属检索性状是不合适的．此外还观察到子房着生位置在种内亦有变异，对这种变异的意义进行了探讨． 9)通过此族三属46种2变种的数值分类处理，表明本族由球子草群和沿阶草一山麦冬群两大类群组成，山麦冬属仅是与沿阶草属一个组（葶花组）并列的分类单元，其内部分化较小，而沿阶草属则较大． 10)通过46个性状计算了山麦冬属和沿阶草属共6个广布的“群内总体相 似度”(IOS)，表明山麦冬属3个种种内个体之间、种间个体之间的分化很小，且可能有杂交现象，结合染色体资料和分布特征，认为这个属的发生是个相当晚近的事件． 11)本文从形态和染色体角度，认为沿阶草族是一个自然类群;由分支系 统学分析表明，此族由二个单系类群（球子草属和沿阶草属）组成，沿阶草属含两个单系的组，其中各含3个系，山麦冬属为其中一个系．这一结果与数值 分类结果和染色体资料相符． 12)为避免单一分类方法可能导致的不合理结果，本文以自拟的一种综合分类方法，把谱系、进化、分化诸因素均予考虑，得出一个三维图象，以图象 上相对等径的球作为分类依据，得出的结果与分支系统学和数值分类结果基本一致．因此，山麦冬属作为与沿阶草属等阶的分类地位，应予重新考虑． 13）本文最后对这个族的全面修订提出几点建议. 14）此外，本文还描述了沿阶草属4个新种.

Characterization of the temperature sensitivity of gain and recombination mechanisms in 1.3-μm AlGaInAs MQW lasers

The potential of 1.3-μm AlGaInAs multiple quantum-well (MQW) laser diodes for uncooled operation in high-speed optical communication systems is experimentally evaluated by characterizing the temperature dependence of key parameters such as the threshold current, transparency current density, optical gain and carrier lifetime. Detailed measurements performed in the 20°C-100°C temperature range indicate a localized T0 value of 68 K at 98°C for a device with a 2.8μm ridge width and 700-μm cavity length. The transparency current density is measured for temperatures from 20°C to 60°C and found to increase at a rate of 7.7 A·cm -2 · °C-1. Optical gain characterizations show that the peak modal gain at threshold is independent of temperature, whereas the differential gain decreases linearly with temperature at a rate of 3 × 10-4 A-1·°C-1. The differential carrier lifetime is determined from electrical impedance measurements and found to decrease with temperature. From the measured carrier lifetime we derive the monomolecular (A), radiative (B), and nonradiative Auger (C) recombination coefficients and determine their temperature dependence in the 20 °C-80 °C range. Our study shows that A is temperature independent, B decreases with temperature, and C exhibits a less pronounced increase with temperature. The experimental observations are discussed and compared with theoretical predictions and measurements performed on other material systems. © 2005 IEEE.

银杉的遗传多样性及系统位置的研究一兼论松科的分子系统学

银杉属Cathaya是我国著名植物学家陈焕镛和匡可任建立的松科单型属，该属是否成立及该属在松科中的系统位置至今仍众说不一。银杉Cathazyaargyro phylla是银杉属的唯一幸存种，被誉为第三纪的活化石，并被列为我国一级保护的濒危植物，也是世界植物红皮书所列少数几种濒危裸子植物之一，保护区虽已设立数个，但该物种的濒危原因仍为未解之谜。本文针对上述问题开展了松科植物的分子系统学研究，探讨了银杉属的系统位置及松科的属间关系，并通过遗传多样性的研究探讨了银杉的濒危机制及保护策略。 1．松科的分子系统学研究 为选取合适的分子标记，本文先探讨了ITS-1在松科等裸子植物中的系统学价值。对1 6种裸子植物（其中含松科10属12种）的ITS-1的扩增结果如下：ITS-1在裸子植物属闻存在极大的长度变异(约600-2600bp)，因而不适用于属级以上的系统学研究;在同属种中，ITs-1的长度虽较一致，但与被子植物的ITS-1相比，裸子植物的ITS-1太长(如在松属中超过2600bp)，难以进行大规模研究。银杉属ITS-1的扩增产物中，一个片段的长度与松属ITS-1的长度相当，另一个片段的长度与云杉属ITS-l的长度相当，这三属间的关系值得进一步研究。此外，在松科植物ITS-1的研究中必须注意真菌“污染”这一问题。 由于ITS不适用于裸子植物属间关系的研究，因而本文运用rbcL-accD基因片段及trnK基因的PCR-RFLP分析探讨银杉属的系统位置及松科的属间关系。rbcL和trnK虽然都是叶绿体基因，但位于trnK内含子区的natK基因与rbcL基因在所受的选择压及进化速率上相差甚远，通过这两个基因研究结果的比较有助于评价系统树的可靠性。此外，考虑到松科的10个属中有9个属的rbcL基因序列已被测定，我们补测了银杉属的rbcL基因序列，进而对松科10个属的rbcL基因序列进行了全面分析。PCR -RFLP分析及rbcL基因的序列分析结果如下： A. PCR扩增的松科rbcL-accD基因片段均长约2550bp，属间没有明显的长度变异，1 8种限制性内切酶的单酶切及7种组合双酶切共获得86个酶切位点，其中54个为变异位点。PAUP和MEGA软件分析均表明：银杉属、松属、黄杉属和落叶松属构成一个单系群，且银杉属与松属的关系似乎近于它与另外二属的关系，但这一结果来得到bootstrap分析的较强支持;黄杉属近缘于落叶松属;冷杉属近缘于油杉属。 B．PCR扩增出的松科trnK基因均长约2557bp，在属间也没有明显的长度变异。16种限制性内切酶的单酶切及7种组合双酶切共获得92个酶切位点，其中68个为变异位点。变异位点中的35个具有系统发育信息，其中28个位于matK基因上。分布于整个trnK基因上的informative位点和仅分布于matK基因上的informative位点分别用于PAUP(version 3.1.1)分析，且PAUP分析中分别用Wagner简约法和Dollo筒约法构建系统树。总体看来，Wager简约树和Dono简约树的结构基本一致（Cedrus的位置除外）：Abies、Keteleeria、Tsuga和Pseudolarix分为一支，且这一支在所有的简约树中均得到分辨;Pseudotsuga近缘于Larix,而Abkes相对近缘于Keteleeria; Cathaya与Ables-Keteleeria-Pseudolarix-Tsuga这一支的关系较远，它与松科的其它属聚在一起，但b∞tstrap分析也不支持它与任何一个属有很近的关 系，说明Cathaya是比较孤立的一个属。Cedrus的位置较特殊，在Wagner简约树中它位于松属以外的其它8个属的基部（因松属为外类群），而在Dollo筒约树中它位于Al}ies-Kete~eer uz-Pseudo/zr/x- Tsuga达一支的基部，并且它与这一支的关系得到了bootstrap分析的较强支持。 C．银杉的rbeL基因长1425bp，其序列与松科其它9个属的rbcL基因序列均有较大差异，从遗传距离(Mega软件中的P-distance)上看，银杉属作为一个属是无可非议的。PAUp和Mega软件分析均表现：Abies、Keteleeria、Pseudolter和Tsuga分为一支，且Cathaya与这一支的关系较远;Pseuaiotsuga近缘于Larix,且这二属间的关系得到了bootstrap分析的强烈支持;Abies近缘于Keteleeria，Pseudolarix近缘于Tsuga，且这两支也得到了bootstrap分析的较强支持;Cathaya与Pinus聚为一支，但支持强度不高。Cetirus的位置与trnK基因的PCR-RFLP分析结果极为相似。 根据rbcL-accD基因片段及trnK基因的PCR-RFLP分析以及rbcL基因的序列分析可以得出如下结论：<1> Cathaya作为一个属不仅是成立的，而且是一个较为孤立的属，将它置于其它任何属内都是不正确的，该属与Abies-Keteleer ia-Pseudolarx-Tsuga这一支的关系较远，相对而言Cathaya与Pinus的关系可能稍近一些。<2>松科主要分为两大支：一支含Abies、KeteZeera、Pseudolarx和Tsuga，该支中Abies近缘于KetelaeriaPseudolarix近缘于Tsuga;另一支含Pseudotsuga、Larix、Cathaya、Pinus和Picete，该支中Pseudotsuga明显近缘于Larix;Cedrus可能更近于Abies-Keteleeria-Pseudolarix-Tsuga这一支。 2．银杉的遗传多样性研究 本研究运用随机扩增多态DNA(RAPD)方法对银杉的1 1 3个个体（分别采自现存全部4个居群：金佛山、花坪、大瑶山和八西山)进行了遗传多样性检测。21个1O-mer的寡核苷酸引物共检测11个位点，其中42个位点是多态的，占37%，这一多态位点百分率仅为裸子植物多态位点百分率平均值的一半左右，说明银杉的遗传多样性水平很低。对多态位点的分析发现银杉屠群内发生了十分严重的遗传漂变，因而导致屠群间的强烈分化。AMOVA分析表明：银杉的遗传变异中，34.7%的变异存在于居群闻，这一数值是裸子植物GST平均值(6。8%)的5倍多;在金佛山屠群中，17%的遗传变异存在于亚居群间，这一数值也是裸子植物GsT平均值的两倍多。银杉的这一居群遗传结构与其它裸子植物的居群遗传结构截然不同。此外，我们提出了度量遗传多样性水平的分化指数概念及其计算方法，并发现遗传多样性水平的高低与生境的复杂程度有一定的相关性。 银杉的遗传多样性水平很低，其适应幅必然很窄，且由于严重的遗传漂变导致居群间的强烈分化，使基因流受阻，进而产生严重的近交，近交又使银杉的适应能力进一步下降，并使极为有限的遗传多样性进一步丧失，这种恶性循环会导致银杉濒危程度的加剧，甚至绝灭。 鉴于银杉独特的居群遗传结构，即有相当大一部分遗传变异存在于居群之间，取样保护时，不仅要在每个居群中取足够多的个体，而且要在尽可能多的居群中取样。就原地保护而言，由于每个居群和亚居群都有独特的基因型，因而都具有保护价值。另外，人工加强居群间的基因流（如人工授粉）对提高银杉各居群的适应能力肯定是有益的。

稻属C染色体组物种的群体遗传学和物种形成研究

植物近缘物种系统发育和物种形成过程一直以来都是植物进化生物学研究中最基本的问题之一，是人们理解自然界物种多样性产生和变化的前提。近缘物种间通常形态相似，遗传和分子水平的分化很小且常受诸如渐渗杂交、谱系分选、种内重组等微观进化事件的影响，导致植物近缘物种间系统发育和物种形成过程研究极为困难。在过去十多年中，生物技术的革新和理论方法的发展极大地推动了进化生物学研究，促进了人们对一些重要模式生物与其近缘种间的系统发育关系和物种分化过程的认识，如人、果蝇、线虫、拟南芥和玉米等。然而，迄今在植物中，许多重要类群及其近缘种的系统发育和物种形成过程研究仍不多见，包括在具有特殊重要性的栽培作物中，如稻属（Oryza L.）。由于属内包含有重要粮食作物水稻，稻属向来都是禾本科内备受关注的一个类群。本研究中，我们通过多基因序列的方法，探讨了稻属C染色体组三个近缘二倍体物种的系统发育和物种形成过程，主要研究结果如下。 为选择适宜的实验策略和保证序列数据的真实性，我们利用不同聚合酶扩增自交的栽培稻Oryza sativa ssp. japonica和异交的O. longistaminata不同类型的基因片段，采用克隆测序的方法，评估聚合酶链式扩增反应（PCR）中产生的非真实变异的状况。我们使用exTaq、exTaq和Pfu混和酶和PfuUltraTM酶三种不同聚合酶扩增了Adh1、GPA1和Waxy三个基因片段。在检测到的非真实变异中，PCR 错误的类型主要为单碱基变异和不同等位基因间重组，其中以单碱基变异为主，且突变类型以转换占绝大多数。比较不同酶扩增错误的结果表明，高保真PfuUltraTM酶对PCR反应错误有显著的改善，在扩增产物的单克隆中几乎检测不到PCR噪音，错误率仅为0.0001%，而exTaq和混和酶的错误率分别为0.096%和0.073%。从不同物种比较结果来看，exTaq酶和Pfu酶混用时在自交的O. sativa ssp. japonica内对PCR错误也表现明显的改善，但在异交的O. longistaminata中改善效应不太明显。在三个不同基因位点上，PCR扩增错误出现频率随扩增区域增长而变大。在PfuUltraTM酶的扩增产物中发现重组最少，exTaq和混和酶重组较多，且混和酶对重组改善效果不明显。基于不同聚合酶扩增错误对比研究结果，我们认为，由于能保证序列变异的真实性且不遗漏等位基因，核基因的克隆测序较宜于分离杂合个体中不同的等位基因。 基于随机挑取4个叶绿体和10个核基因位点，利用12份Oryza officinalis、8份O. eichingeri和4份O. rhizomatis材料，对稻属C染色体组三个近缘二倍体物种的系统发育关系作了深入分析。利用不同的系统发育分析方法对单基因位点序列和合并序列数据作了分析，结果表明，稻属C染色体组三个近缘种间呈多歧分支。因此，三个二倍体C染色体组物种可能经快速辐射分化形成。在不同核基因和叶绿体基因的系统发育树中各分支枝长均很短，也表明C染色体组的三个物种可能在较短时期内分化出。不同基因间拓扑结构不一致主要受谱系随机分选的影响。此外，C染色体组不同物种间的种间渐渗和不同等位基因重组对系统发育树的冲突也有影响。值得注意的是，C染色体组三个物种的辐射分化不排除由于相邻两次物种形成事件间隔时间太近、目前数据量不够而无法分辨的可能。在本研究中，我们发现，对于系统发育重建困难的类群，利用等位基因构建物种谱系树有助于挖掘不同基因间结果不一致的因素。 基于10个随机选取的核基因序列数据，利用物种水平的取样方式和群体遗传学分析方法，我们研究了稻属C染色体组三个近缘物种O. officinalis、O. eichingeri和O. rhizomatis的核苷酸多态性，并根据多态性水平和式样，推测了三个近缘种分化的历史。结果表明，在C染色体组的三个近缘种中，仅分布于斯里兰卡的O. rhizomatis的核苷酸多态性水平相对最低（θsil = 0.0038），而间断分布于非洲和斯里兰卡的O. eichingeri最高（θsil = 0.0057）。与被子植物其他类群相比，稻属C染色体组三个物种的核苷酸多态性水平显得较低，O. eichingeri的核苷酸多态性仅约为玉米及其近缘野生种的23-46%和拟南芥的35%。C染色体组内三个野生种相对较低的核苷酸多态性水平可能起因于其较小的祖先有效群体。物种形成模型分析表明，O. officinalis和其近缘种从最近共同祖先分化开后可能经历了居群缩减的历史，且自最近共同祖先分开后，三个物种彼此间并无显著的基因交流。基于分子钟粗略估算了C染色体三个物种分化时间，结果表明，三个物种彼此在很短的时期内分开，约0.63-0.68 Myr。同时，O. eichingeri在非洲和斯里兰卡两个地理宗的分异时间约为0.37 Myr，且推测斯里兰卡的O. eichingeri主要由西非经长距离扩散传播到斯里兰卡。

Cruise report: regional assessment of ecosystem condition and stressor impacts along the northwestern Gulf of Mexico Shelf. NOAA Ship 'Nancy Foster' NF-11-07-RACOW (August 8-16, 2011)

This cruise report is a summary of a field survey conducted along a portion of the U.S. continental shelf in northwestern Gulf of Mexico (GOM), at navigable depths along the coastline seaward to the shelf break (~100m) from about 89°30' W to 95°28' W longitude, August 8 – 16, 2011 on NOAA Ship Nancy Foster Cruise NF-11-07-RACOW. Synoptic sampling of multiple ecological indicators was conducted at each of 34 stations throughout these waters using a random probabilistic sampling design. The original study design consisted of 50 stations extending from the Mississippi delta all the way to the U.S./Mexican border, but vessel failures precluded sampling at 16 stations within the western-most portion of the study area. At each station samples were collected for the analysis of benthic community structure and composition; concentrations of chemical contaminants in sediments and target demersal biota; sediment toxicity; nutrient and chlorophyll levels in the water column; and other basic habitat characteristics such as salinity, temperature, dissolved oxygen, turbidity, pH, sediment grain size, and organic carbon content. Other indicators, from a human-dimension perspective, were also recorded, including presence of vessels, oil rigs, surface trash, visual oil sheens in sediments or water, marine mammals, or noxious/oily sediment odors. The overall purpose of the survey was to collect data to assess the status of ecosystem condition and potential stressor impacts throughout the region, based on these various indicators and corresponding management thresholds, and to provide this information as a baseline for determining how such conditions may be changing with time. While sample analysis is still ongoing, some preliminary results and observations are reported here. A final report will be completed once all data have been processed.

通过体细胞杂交由大黍向水稻转移无融合生殖基因的研究

本论文以无融合生殖的大黍(Panicum maximum Jacp.)作为无融合生殖基因的供体，试图通过体细胞杂交方法向水稻(Oryza sativa L．)导入无融合生殖基因。结果如下：采用PEG融合法，诱导水稻原生质体与大黍原生质体融合，经过融合体筛选、培养，成功地获得了再生水稻植株。在融合前，水稻原生质体经过2.5 mM碘乙酰胺(IOA)在室温(22～25℃)条件下处理15分钟，大黍原生质体经过60Kr软x射线照射或不做任何处理。经双亲处理选择系统获得移栽成活的25株再生植株;经水稻单亲处理选择系统获得移栽成活再生植株3株。这两类融合再生植株（经双亲处理选择系统获得的25株和经单亲处理选择系统的3株）在花器官形态、结构及生殖特性上与对照亲本水稻植株有显著的差异，出现多花药（一朵颖花具7至11枚，甚至13枚花药）、多胚珠（一个子房内2～3个胚珠）及多胚囊（一个胚珠中2个以上胚囊）等现象;雌、雄性育性显著降低或完全消失，仅有5株能够少量结实，I-KI溶液着色的花粉从0至68%不等;胚胎学检查表明不能结实的植株雌性均不育，即不能分化出正常的胚囊结构。进一步的检查正在进行中。