本文目录一览:
- 1、【楼宇自动化技术论文】 智能楼宇自动化技术
- 2、华为智能家居小魔方怎么样
- 3、戴姆勒宣布投资850亿美元加速电气化和数字化转型
- 4、请问世界第一,第二连接器生产商叫什么名字,中国呢?
- 5、我国的转基因学是什么概念?
- 6、重载连接器由哪些材料组成?
【楼宇自动化技术论文】 智能楼宇自动化技术
伴随着我国经济的快速发展和科学技术的不断进步,近些年来我国的楼宇自动化技术得到了长足的提升。下面是我精心推荐的一些楼宇自动化技术论文,希望你能有所感触!
楼宇自动化技术论文篇一
楼宇自动化控制网络技术研究
【摘 要】高层建筑、超大面积建筑越来越多的现代社会,如何实现对楼宇内零散分布的大型设备进行集中管理控制是影响楼宇运行是否良性运行的重要因素。这种分散式的控制需求也决定了全新自动化控制系统的诞生,它需要实现分散楼宇设备的监控、控制和测量。本文对比了楼宇自动化控制系统的发展历程中各种系统的优缺点,阐述了以太网对于楼宇自动化控制系统构建的意义,在遵循相关标准、原则和依据的基础上,讨论了楼宇自动化控制网络的组成、既定目标最后以以太网技术为基础,集成现场总线控制系统,创建OPC服务器实现通信接口数据高效传输和自动化控制系统设计。
【关键词】楼宇;自动化控制;网络;以太网森段;OPC
伴随着我国经济的快速发展和科学技术的不断进步,近些年来我国的楼宇自动化控制技术得到了长足的提升。所谓楼宇自动化控制系统是一种基于科学技术进行高度自动化管理和控制的系统机制,通过这样一个网络控制平台实现对楼宇内各种设备的一键管理。这里的科学技术包含了计算机网络技术、自动化控制以及网络通信技术等,能够统一管理的设备则包括空调系统、温度系统、电梯、消防系统、照明设备等等。楼宇自动化控制系统可以大大减轻管理难度和人工成本,具有高效率性和环保节能性。可以说自动化控制网络系统的发展在一定程度上决定了智能楼宇未来的发展方向。
1 楼宇自动化控制系统的发展历程
1.1 楼宇自动化系统的发展历程
楼宇自动化控制系统紧握科学信息技术的发展潮流,在三四十余年时间里一共经历了四个阶段的发展历程。第一阶段是始于1970年代的CCMS中央监控系统。其原理为通过设置信息采集站于建筑物各处,然后将总线与中央站连接起来,创建CCMS中央监控系统。系统的枢纽是中央计算机,通过接收处理信息采集站的信息,做出相应的决策并发出命令,调节楼宇内设备的各项参数。第二阶段是1980年代的DCS集散控制系统。其实年代的信息采集器进化成了80年代的科技产物:数字控制器。通过为每一个数字控制器配置集散式控制系统计算机,每一个销贺独立的数字控制器都可以显示、处理采集到的信息,只需要在其上布设一个起到监视作用的中央电脑,就可以实现分站完全自主处理信息的功能。第三阶段是1990年代的开放式集散系统。通过应用ON现场总线,布设三层结构的BAS控制网络系统,形成中央站、DDC分站、现场网络层的输入输出结构,这就使得整个系统更加具有开放性,对于系统的配置和管理也更加灵活。第四阶段是进入21世纪之后的网络集成系统。网络系统中具有一个中央主控站,将子系统进行优化组合,诸如消防、安全、照明、温度等亏春派,然后统一集成管理,更加方便快捷。
在跨越四十年的发展历程中,楼宇自动控制系统最大的变化就是现场总线控制系统(FCS)取代了分布式控制系统(DCS)。虽然DCS拥有较好的模拟、操作和管理性能,但是费用高、可靠性差、系统开放性差是制约其发展的瓶颈。而现场总线控制系统随着科学技术的发展而兴起,其上烙印了典型的现代科技,具有更高更强的可控性和科学性。它最大的优点就是简单了系统布线方法,提高了操作性和维护性,优化了实时性,并且降低了成本。
1.2 以太网开始进入楼宇自控领域
以太网一直都是局域网构建中的核心技术网络,而随着科技的进一步发展,以太网中的站点完成了单独收发数据信息的进化,这就减少了物理层数据的碰撞、拥塞和缓存,为楼宇自动化系统的开发设计提供了独特的思路。而在IEEE802.3af标准颁布之后,基于以太网的工业交换机产品大幅增加,基于现场总线的开放式以太网标准也纷纷涌现。比如ODVA、CI、HSE、Profinet等。以太网和现场总线控制系统的结合,弥补了各方的缺点,使得工业自控系统的设计逐渐成形,而其在工业控制领域的成功应用直接促成了其在楼宇控制系统中的快速发展,从最初的信息层道控制层,以太网被越来越多的应用。
太网的优点很明显,那就是实现了从信息网到控制层的完美过渡,实现了各层统一,对这样系统的开发和管理也就更加便捷,也实现了和智能楼宇中其他系统的快速完美融合。但是同时需要认识到时,以太网技术和现场总线控制系统的集成研究还处于起步阶段,因为科研成本较高,产品较少,就会导致用户选择不多同时推广性也会受到阻碍,还有就是以太网的维护性、实时性还需要时间的考证。
2 楼宇自动化系统的组成与基本功能
2.1 楼宇自动化系统的组成
楼宇自动化控制系统通常包括空调、消防、供电、电梯、安全管理、给排水等子系统。可以通过以太网技术,建立通讯网络,集成现场总线控制系统,建立控制层、管理层和设备层,实现操作站和网络控制单元之间的连接。采用传送控制协议/协议,建立用户数据协议,构建OPC服务器,既集中完成控制端对所有设备的管理,也可以实现用户对客户端的自由访问,而避免了亲自查看设备的繁冗过程。通过增加网络控制单元可以实现楼宇内每一个子系统的监控、共享和管理,通过相应的多种统计计算功能,可以在一定的情况下可以代替操作站功能,完成手提式应急信息处理和指令控制。
2.2 楼宇自动化系统的功能
楼宇自动化控制系统的基本功能有以下几点:
(1)实现对众多子系统启动和停止的控制、设备运行状态的监控。
(2)收集设备运行的历史数据,完成设备一生运行的技术性数据分析;
(3)根据外界环境的变化,自动调整设备运行参数;
(4)监视楼宇各系统运行中可能出现的故障及突发事件,并配置一整套处理方案;
(5)实现对水电、煤气等科学管理,节能高效自动;
(6)针对各子系统中的设备,保存一份包含运行档案、历史、维修情况的设备管理报表,以供参阅。
3 楼宇自动化控制网络系统设计方案
3.1 自动化控制系统设计总则 楼宇自动化系统的最主要功能还是实现对楼宇内各个子系统的监控,采集运行数据,对比分析运算,保证在任何情况下设备都能正常运行,并且实现快捷简单的远程监控。最显著的优点就是大大减少了事故发生的概率,也就相应地延长了设备的使用寿命。通过这样集约化的控制和管理,实现对各子系统统一而有序的管理,使其健康运行,充分发挥各个系统的功能,为智能楼宇的建设打下坚实基础。这里以最具有代表性的高层、现代化智能大楼作为设计对象,就自动化控制网络系统的创设关键技术作简要阐述。
如同前文所述,楼宇自动化控制系统必须要首先保证子系统的高效运行,实现子系统有序运转和灵活自动运转,从而减轻人员管理,节约劳动力资源和资金成本。这里设计的系统主要是基于一般业主的要求和极高的性价比,采用最优化的方案设计出一套可以同时实现集中管理和分散管理的自控系统。比如著名的BACTalk楼宇管理系统,它是一种基于BMS的自控系统,可以将消防系统、保安系统、照明系统、电梯等集中在一个平台上进行控制,并且具有先进的现场控制器以及和其他系统设备的开放性接口。根据现代高层大楼的特点,设计一下需要主要监控的子系统:电梯系统、中央空调系统、照明共点系统、给排水系统等。
3.2 楼宇自动化控制网络系统设计的原则和依据
在设计一个楼宇自动系统时,必须遵循以下的原则。首先是可靠性。可靠性是检验一个自控系统是否合格的第一标准,优先采用分布式的控制系统,将自动控制的任务交给很多现场处理器完成,这样可以避免因为单独的处理器出现故障而影响整个系统健康运行的情况。可靠性的另一个表现就是系统数据采集和记录的准确性,不能误报,也不能有故障而不报,所以对于系统硬件和软件的要求极为严格。其次是灵活扩展性。楼宇自动系统和其他的网络系统一样,都会伴随着科学技术的发展而进行进化和升级。我们在建立了初始系统之后,应该考虑到伴随着科学信息技术的发展,原始系统势必要进行优化和升级,所以这对系统的可扩展性提出了一个新的要求。当然灵活性也很重要,主要表现在现场控制器的增减不能影响整个系统的性能,系统的组成和功能应用都必须具备灵活性,便于随着外界环境的改变而改变系统。第三是实用性。设计的系统总归是要应用的,这要求设计人员从高深的科学信息技术中提取出便于应用的普通知识,系统可以根据楼宇的多功能性实现不同需求的给予和完成。是否方便快捷是实用性是否合格的另一个标志。管理方式是否合理简约是检验一个系统是否成熟的重要标志,一个好的楼宇控制系统可以实现楼宇各子系统资料内容的完美综合,并且统一呈现在中央层,减小了管理难度。最后是经济性。我们要求系统的设计采取最为精准和尖端的技术,但是也要考虑到实际需求高度。采用现场处理器应该可以满足相当长时间之内的系统运转,所以要合理规划,切不可盲目投资。
楼宇自动化控制系统的设计首先要以相应的电气图纸和标准规范作为基础,然后需要满足国家及其他国际标准。比如建设设计防火系统、照明设计标准、电梯设计标准、空调安装及采风设计标准、工民建供电系统设计标准等等,对于需要设计的每一个子系统都应该按照国家相应的规范指导系统设计。
3.3 系统功能设计
设计的系统方案以以太网技术为基础,以此来实现各总线的集成。包含网络层、控制层和设备层三层结构。其中设备层网络技术依托CAN总线和Lonworks等,用以太网技术来实现管理层和控制层之间的通信。
依据前文所述,现场总线控制系统(FCS)更加开放、集散,同时便于维护、成本低,所以更加适合楼宇自动化控制系统的设计,辅以以太网技术,实现楼宇自动化控制。详细设计图见图1。
图1 以太网构成的楼宇自动化控制系统简图
3.3.1 自控系统的网络结构
设计的系统主要包括管理层、控制层和设备层。现场控制器之间的点对点通信构成的智能监控区域层就是控制层,CAN总线、Lonworks总线上都布设有监控节点;管理层则包括中央主控机和分系统的计算机系统,以太网技术构建管理层,管理层中的操作站可以控制中央计算机,对各子系统进行集成统一指令管理,并对系统中所有的数据进行分析和处理;设备层就是楼宇内的各机电设备,在控制层的管理下按照预设程序运转。
3.3.2 自控系统集成技术
OPC技术可以标准化控制层和管理层之间的设备数据信息交换,并且加快数据传输速度和可靠性,同时降低成本。在楼宇自动系统中选择OPC,需要根据不同的子系统以及需要实现的功能来开发相应的OPC服务器,完成设备层的独立数据采集。
一个完整的OPC服务器包括标准接口和用于通讯的接口两部分。利用ASP.NET2005对两个接口进行开发,也就实现了OPC服务器的开发。标准接口的开发因为数据库而变得简单,用于通讯的接口开发需要特定的通信协议和数据采集模式来编写特定的动态链接库。以此来构建的OPC服务器结构如图2。
图2 OPC服务器总体结构简图
通过该结构调用API函数,记录、注销服务器数据信息,并且按照特定的接口模块,读写交换数据,随即封装读写的信息来满足客户端的需求。该设计的关键是函数的调用来建立动态链接库,通过ASP.NET2005的DLL调用来构建API函数原型。常用的通信协议一般为TCP/IP协议,通过通信接口来读写封装的信息可以实现计算机端和客户端的数据共同访问,操作者在进行数据管理控制的时候不需要到每一个硬件设备中进行采集,只需要查看子系统相应的OPC服务器就可以实现数据的自主收集。有了这些数据也就有了自控各子系统的基础资料,通过一定的分析和处理,就可以实现子系统运行数据和运行状态的统一呈现,极大方便了后续的自动化控制管理。这就是一个完整的楼宇自动控制过程。
4 结论
智能建筑正在成为未来建筑的发展方向,实现楼宇设备系统的集中有序管理是实现社会节能理念和劳动力节约的关键环节。科学信息技术的发展为设计一个可靠实时成本低的楼宇自动控制系统提供了可能。利用现场总线控制系统、以太网技术可以实现系统设计,本着可靠灵活使用的目标,以以太网技术为基础,集成CAN和Lonworks总线技术,利用OPC技术创设服务器,可以快速且准确的实现诸如消防、照明、电梯、空调、温度、供电等系统的信息数据集成,同时也可以集散控制楼宇中的子系统,实时监控设备运行状态,及时调整故障,减少人员管理成本,保证楼宇健康安全高效运行。在建筑面积越来越大、高度越来越高的现代社会,自动化控制网络系统必定可以大大完善楼宇内部功能,提供安全舒适的生活工作环境。
【参考文献】
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华为智能家居小魔方怎么样
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戴姆勒宣布投资850亿美元加速电气化和数字化转型
?1,戴姆勒宣布投资850亿美元加速电气化和数字化转型
【盖世汽车】12月3日,戴姆勒宣布了未来五年投资规划,投资总额达700亿欧元(约850亿亏塌美元),主要用于“加速向电气化和数字化转型”。
(图片来源:戴姆勒)
戴姆勒表示,大部分资金将用于梅赛德斯奔驰的电气化计划;该计划也将资助戴姆勒卡车部门,加速其零碳排放交通计划。该公司已经在电动卡车上取得进步,例如8级电动半挂卡车eCascadia和短程城市电动卡车eActros。最近,该公司还推出了长续航版卡车eActros LongHaul。
此外,戴姆勒管理层还纳空雀与劳资委员会达成一致,建立一笔到2025年价值10亿欧元的转型资金,这笔资金将主要用于进一步推动未来技术的发展,确保转型期间德国工厂的就业问题,具体细节将于2021年第一季度敲定。
戴姆勒首席执行官Ola K?llenius表示:“有了监事会对我们战略事业的支持,我们将能够在未来五年投资700亿欧元,大部分将用于电气化和数字化方面。我们还与劳资委员会达成了一项转型资金,我们正共同承担公司积极转型的责任。提高公司盈利能力和戴姆勒未来的定向投资是携手并进的。”
梅赛德斯奔驰在推动纯电动车上市方面慢于其他竞争者。该公司还推迟了电动SUV EQC在北美的上市。不过,梅赛德斯奔驰明年将推出EQS和EQA两款电动车,最近还宣布了EQE和EQS SUV。
12月2日,奥迪也公布了投资计划,2021至2025年间,将在研发和固定资产投资上支出大约350亿欧元,其中在汽车项目和创新性汽车技术方面投入近170亿欧元,五年内将上市30款电动车,其中包括20款纯电动车。(来源:盖世汽车?谷姣姣)
2,梅赛德斯-奔驰(中国)召回部分进口 A 级、GLE SUV、C级、GLC SUV汽车
日前,梅赛德斯-奔驰(中国)汽车销售有限公司根据《缺陷汽车产品召回管理条例》和《缺陷汽车产品召回管理条例实施办法》的要求,向国家市场监督管理总局备案了召回计划,召回部分进口A 级、GLE SUV、C级、GLC SUV车辆。
(一)自2020年12月4日起,召回生产日期在2019年5月20日至2019年6月6日期间的部分进口 A级车辆,共计19辆。
本次召回范围内车辆发动机舱保险丝盒的螺纹连接因可能不符合规范而逐渐松动。由此,车辆行驶中的振动可能会造成发动机舱保险丝盒中的保险丝损坏,极端情况下会影响车辆的部分功能,包括发动机运行、转向助力、ESP系统和主动式制动辅助系统等,存在安全隐患。
梅赛德斯-奔驰(中国)汽车销售有限公司将通过授权经销商,为召回范围内的车辆免费检查发动机舱保险丝盒的螺纹连接情况,如不正确则予以校正,以消除安全隐患。
(二)自2020年12月4日起,召回生产日期在2019年12月18日至2020年7月24日期间的部分进口GLE SUV车辆,共计314辆。
本次召回范围内车辆的第二排座椅中间乘坐位置安全带采用双锁扣配置,双锁扣可能会在乘客系安全带时被推入车身与座垫之间的缝隙中,如果乘客无法取出锁扣则无法正常使用该安全带,存在安全隐患。
梅赛德斯-奔驰(中国)汽车销售有限公司将通过授权经销商,为召回范围内的车辆免费对双锁扣位置进行调节,以消除安全隐患。
(三)自2020年12月29日起,召回生产日期在2019年12月13日至2020年2月21日期间的部分进口C级、GLC SUV车辆,共计275辆。
由于供应商生产偏差,可能造成本次召回范围内部分车辆的转向控制单元线束绝缘层受损,存在水汽进入线束甚至转向控制单元的可能性,这可能会导致车辆失去转向助力,增加车辆发生碰撞风险;此外,如果线束发生短路,则不能完全排除潜在的起火风险,存在安全隐患。
梅赛德斯-奔驰(中国)汽车销售有限公司将通过授权经销商,为召回范围内的车辆免费检查转向控制单元线束的情况,如已破损则更换线束,以消除安全隐患。
梅赛德斯-奔驰授权服务中心将通过挂号信等方式,通知有关用户此次召回事宜。用户可以通过座机或手机,拨打服务热线:400-818-1188 咨询(服务时间为周一至周日,全天 24 小时)洞早。此外,也可登录网站dpac.samr.gov.cn、,关注微信公众号(SAMRDPAC),了解更多信息,反映缺陷线索。(来源:质检总局网站)
3,博世减持Nikola股份持股比例从6.4%降至4.9%
【盖世汽车】据外媒报道,博世将其在电动卡车初创公司Nikola的持股比例降至5%以下。此前,通用汽车也重新修改了与Nikola的合作协议,缩小了合作范围。
博世是Nikola最大股东之一,根据12月3日公开的证券文件,博世已将其在Nikola的持股比例从之前的6.4%降至4.9%。博世在美国的发言人Tim Wieland表示,该公司在11月30日Nikola股票锁定期结束后削减了对Nikola的持股。“我们最初对Nikola的投资主要是为了支持氢技术的发展。根据证券交易所的规定,我们减持股份是在持股一段时间以后。”
2017年,Nikola与博世就“开发、制造、测试和支持”用于原型车的各种组件(包括燃料电池系统)达成协议。今年9月,Nikola还表示,博世将为其计划在欧洲生产的燃料电池卡车提供燃料电池。
Nikola发言人并未立即置评。
Badger皮卡(图片来源:Nikola)
在针对公司内部人士和早期投资者的股票禁售期结束后,市面上释放了大量的Nikola流通股供公开交易,12月1日上午9点30分,该公司在纽约开盘交易的大量股票相当于该公司上市股票的1.9%。
在通用汽车宣布缩减与Nikola的合作关系后,Nikola股价本已低迷,上述情况又给公司带来了进一步的压力。(来源:盖世汽车?占亚娥)
4,戴姆勒提议前宝马和大众高管Pischetsrieder担任监事会主席
【盖世汽车】?戴姆勒集团监事会正面临重大的人员变动。到2021年3月31日该公司年度股东大会结束时,长期担任戴姆勒监事会主席的Manfred Bischoff的任期将届满,届时其将会从监事会卸任。
2003年之前,Bischoff曾是当时的戴姆勒-克莱斯勒股份公司管理委员会成员;2006年,他成为戴姆勒-克莱斯勒股份公司监事会成员,并于2007年成为监事会主席。
与Bischoff一起退出监事会的还有PetraeaHeynike和Jürgen Hambrecht。ManfredBischoff在戴姆勒12月3日的监事会会议后表示,“我代表整个监事会,特别感谢 Petraea Heynike和 Jürgen Hambrecht为监事会做出的贡献。”
(图片来源:戴姆勒)
监事会将向2021年的年度股东大会提名三位具有丰富国际管理经验的新人,这三位候选人当前正专注于把各自公司的业务领域集中在以数字化和可持续性为特征的动态社会的要求上。
Elizabeth Centoni,思科战略和新兴技术高级副总裁,曾在这家总部位于加州的IT公司担任高级管理职位多年。
Ben van Beurden,荷兰皇家壳牌公司首席执行官,自2014年以来一直领导这家跨国公司。
Martin Brudermüller,自2018年以来一直担任巴斯夫执行董事会主席,他同时也是巴斯夫的首席技术官。
此外,戴姆勒集团监事会还同意,在2021年3月31日公司年度股东大会后举行的会议上,将向新组建的监事会提议,选举Bernd Pischetsrieder为新一任监事会主席。
Bernd Pischetsrieder曾担任宝马公司管理委员会成员多年,之后于1993年至2000年担任宝马管理委员会主席。2002至2006年,他还曾担任大众管理委员会主席。2013至2019年间,他曾担任再保险公司Münchener Rückversicherungsgesellschaft AG的监事会主席。2014年以来,其一直是戴姆勒监事会成员。
关于提名Bernd Pischetsrieder作为继任者,Manfred Bischoff表示,“Bernd Pischetsrieder是最受国际认可的汽车专家之一,他的专业知识和丰富的经验对戴姆勒来说非常重要。他密切参与了集团数字化和电气化的决策,从而重新调整了产品组合。无论是在个人方面还是在专业方面,我都非常尊敬他,我期待他成为我的继任者,担任戴姆勒集团监事会主席。”(来源:盖世汽车?占亚娥)
5,知名空头缩减特斯拉空头资金规模 称赞马斯克工作出色
【盖世汽车】据外媒报道,12月3日,从 2016年就开始做空特斯拉股票的对冲基金经理Jim Chanos 表示,已缩减特斯拉空头规模。
Model Y(图片来源:特斯拉)
Chanos表示,他从未与特斯拉首席执行官埃隆·马斯克(Elon Musk)见面或交谈过,但如果他们会面,他将会对马斯克说“目前为止,您的工作完成得很出色”。
这位看跌投资者的口风转变之际,正值特斯拉将在12月21日被纳入标普500。Chanos并未立即回应置评。
据金融分析公司S3 Partners的数据,12月3日,特斯拉股价上涨近5%,按市值计算,这给看跌者造成了13.3亿美元的损失。今年,特斯拉的股价近乎上涨至原来的7倍。
2017年,Chanos曾表示:“很明显,这不是以一家汽车公司估值,而是以马斯克估值……他是人们购买这家股票的原因。”
卖空是指先借入大批的股票在市场上高价售出;待将来股票价格下跌以后,再低价买回并归还所借股票,进而从中获利的一种证券投机交易。据S3的数据,特斯拉目前的卖空股份为273.7亿美元,或占其已发行股票的6.35%。
S3的预测分析总经理Ihor Dusaniwsky表示:“我们发现,卖空者想要弥补一些损失,希望特斯拉股价在年底出现暴跌。到2021年初,我们应该就能判断特斯拉看涨者还是看跌者会获利了。”(来源:盖世汽车?谷姣姣)
6,德国今年电动车销量将首超加州
【盖世汽车】据外媒报道,得益于德国政府出台的一系列激励措施,今年德国电动车销量将首次超过加州,促使这个欧洲最大汽车市场超过了特斯拉的所在地。
大众德国茨维考工厂正在生产ID.3(图片来源:大众)
据德国研究机构Schmidt Automotive Research的一份报告,今年前九个月,德国消费者购买了98,370辆纯电动车,较加州电动车销量约多出三分之一。
虽然德国11月整体车市同比下降3%,但纯电动车销量同比上涨523%,至28,965辆。其中,特斯拉汽车销量同比上涨500%,至1,680辆,占据了0.6%的市场份额。
德国政府为每辆电动汽车提供了高达9,000欧元(约10,900美元)的补贴,促使德国电动车数量是挪威的两倍。不过,挪威仍是人均电动汽车普及率最高的国家。
德国超越加州对于大众、戴姆勒和宝马等本土汽车制造商来说是一个好消息,这些车企正在努力赶上特斯拉。作为曾经汽车创新领域的全球领导者,德国三大巨头加起来的市值还不到特斯拉的一半,现在,特斯拉正在德国建设其柏林超级工厂,以挑战德国本土汽车制造商。
欧洲正采取史无前例的举措淘汰汽油和柴油汽车。英国首相鲍里斯·约翰逊(Boris Johnson)宣布2030年起禁售燃油车。德国上月表示将购买电动车的现金奖励延长至2030年,同时扩建该国的充电网络,简化充电支付流程,使为汽车电池充电更方便。
加州州长Gavin Newsom在9月宣布,将在2035年禁售汽油汽车,旨在抗击气候变化。(来源:盖世汽车?谷姣姣)
7,现代坦迪斯投2.4亿美元在美建变速器厂
【盖世汽车】据外媒报道,12月1日,现代坦迪斯(HyundaiTransys)宣布将投资逾2.4亿美元在美国乔治亚州建设一家新变速器工厂,毗邻该公司在西点(West Point)的一家工厂和起亚的一家工厂。
(图片来源:现代汽车)
现代坦迪斯表示,新厂位于起亚园区内,占地58,000平方米,将生产8速变速器,预计将创造165个岗位。该厂建设完工后,该公司在乔治亚州的员工将增多到1,700多名。
西点市长Steve Tramell在一份声明中表示:“我非常高兴现代坦迪斯做出这项长期投资,更重要的是,这将为当地创造很多就业机会。”
许多供应商工厂都聚集在现代蒙哥马利工厂和西点的起亚工厂附近。据县财务文件表明,起亚及其子公司和供应商在乔治亚州特鲁普县(Troup County)雇佣了超过4,300名员工。现代坦迪斯新厂是乔治亚州今年以来最大的一笔工业投资。
现代坦迪斯乔治亚州动力系统总裁Sangkil Jung在一份声明中表示:“多年来乔治亚州资本投资、就业和对员工培训的支持所建立起的信任,以及其他州没有的新机会,使得乔治亚州是一个恰当的选择。”
该公司有资格申请乔治亚州的所得税抵免,允许五年内该公司每个职位减少3,500美元的收入所得税。如果坦迪斯每年收入所得税不足237万美元,还可以利用所得税抵免,从员工工资中扣缴州所得税的钱中提取现金,转到公司手中,因为该地区属于欠发达地区。工人年薪至少要达到28,000美元才有资格申请所得税抵免。
乔治亚经济开发部门发言人Marie Hodge Gordon表示,州政府将会支付培训坦迪斯员工的费用,现代将有资格申请税务减免,为其省去上百万美元的机器销售和使用费。
当地官员也会减少房产税。2018年,起亚及其子公司和供应商仅从该城市就接受了285万美元的房产税减免。2009年,起亚在西点开设工厂,收到了逾4.5亿美元的补贴和税收减免。(来源:盖世汽车?谷姣姣)
8,LuminarTechnologies正式开始上市交易 激光雷达领域竞争加剧
【盖世汽车】据外媒报道,12月3日,Luminar Technologies Inc.正式开始上市交易,其股票代码为LAZR,成为了第二家完成上市的致力于为自动驾驶汽车提供关键传感器的硅谷企业。当日收盘时,Luminar的股价收于22.98美元,当日涨幅高达28%。在与Gores Metropoulos的合并交易中,Luminar获得了5.9亿美元,对于Luminar这样的企业来说,SPAC已经取代传统IPO成为进入公开市场的另一条道路。
(图片来源:Automotive News)
Luminar生产激光雷达传感器,该仪器可以为车辆提供道路的三维视图。该公司通过与Gores Metropoulos Inc.合并完成上市,后者是一家特殊目的收购企业,简称SPAC,即利用首次公开募股(IPO)的收益收购私营企业的空壳公司。
截止到目前,已经有三家激光雷达制造商选择通过SPAC上市。第一家为在9月合并上市的Velodyne Lidar Inc.,上个月Aeva也表示计划通过与InterPrivate Acquisition Corp.合并上市。
Luminar与中国汽车制造商吉利旗下的沃尔沃达成了协议,为消费类汽车提供激光雷达装置,带有该传感器的车辆将于2022年投产。此外,该公司还与戴姆勒卡车和英特尔旗下的Mobileye有合作关系。
Luminar首席执行官AustinRussell在接受采访时表示,该公司与车企达成了9项“高级开发”协议,这意味着有汽车制造商已经开始定制他们的软件,以配合Luminar的传感器。Russell表示:“现在最重要的是规模、执行和坚持。已经有企业开始排队等待我们的产品了。”
Luminar预计,从长期来看,其年收入将达到数十亿美元,但是这取决于该公司能否将研究关系转换为生产协议。2019年,Luminar收入为1260万美元,净亏损9470万美元。该公司估计,2020年年底的收入将达到1500万美元,经营亏损7200万美元。(来源:盖世汽车?星云)
9,欧盟2030年电动车保有量或达3,000万辆
【盖世汽车】据外媒报道,欧盟委员会提出了一项计划,要求汽车行业大规模加速转型,在2030年底之前,使欧洲道路上的电动汽车数量提升到至少3000万辆。
ID.4(图片来源:大众)
彭博新闻社获得的一份战略文件草案中包含了零排放汽车的目标,该文件计划于下周正式公布。彭博新能源财经(BloombergNEF)报道称,考虑到欧洲现在大约只有140万辆电动汽车,因此欧盟的这个目标可谓雄心勃勃。研究机构预计,到2028年,将有2800万辆插电式混合动力汽车和纯电动汽车在欧洲道路上行驶。
该计划还为更大范围的运输部门制定了目标,呼吁到2030年将高速铁路运输量提升一倍,并在300公里以下城市之间的定期通勤实现碳中和。该计划规定,2035年之前市场要准备好零排放的大型飞机和船只。
欧盟未来的目标包括,到本世纪中叶,将铁路货运量增加一倍,将高速铁路运量增加两倍。预计该路线图将在未来几个月内演变成立法草案。
当前,欧盟各成员国正就2030年的减排目标存在不同意见,此前的计划规定2030年的排放量要在1990年的基础上减少至少55%。在此背景下,欧盟对运输业提出了最新的建议。
提高现有的40%的目标,是欧洲绿色协议(European Green Deal)的关键要素,需要增加能源生产和基础设施的支出。文件草案显示,“我们需要使所有运输模式具有可持续性”,从而实现气候目标,并使欧洲公司能够保持工业领先地位。文件还指出,当前零排放和低排放车辆在车队中的占比依然太小。
委员会将在2021年6月前修订轿车和货车的二氧化碳排放标准,在2022年修订重型车辆的二氧化碳标准,委员会呼吁制定政策从而“刺激市场对零排放车辆的需求”。(来源:盖世汽车?星云)
10,本田2022年在欧洲将停售内燃机车辆
【盖世汽车】据外媒报道,距离本田在欧洲停止销售内燃机车辆的日期已经不远了。当前这家日本汽车制造商正在推进电动化,汽油和柴油车型或将逐步被淘汰。
本田汽车欧洲公司高级副总裁Ian Howells表示,2022年起,该公司将停止在欧洲销售内燃机车型。考虑到该公司2020年平均二氧化碳排放量未能达到欧洲制定的目标,导致其不得不向特斯拉购买排放积分以避免高额罚款,本田的这一决定并不会令人感到惊讶。
Honda e(图片来源:本田)
继续销售传统内燃机汽车,然后用赚来的钱支付罚款或购买积分,这样做没有任何意义。在欧盟市场上,汽车制造商销售的汽车必须在欧盟排放要求范围内。就本田而言,该公司将通过转向混合动力和纯电动汽车来实现这一目标。在欧洲市场上,新款Jazz车型已经只提供混动版本,而Honda e则只有纯电版本。
而这只是一个开始,因为从长远来看,本田最终也将抛弃混合动力车型:“本田的产品阵容将是纯电动和混动车型的混合。很明显,如果2035年之前立法开始转变,或者要求车企也抛弃混合动力,那我们的技术也会随之改变。”
本田指出,该公司当前之所以难以做到只销售纯电动车型,只是出于简单的经济原因。与“传统内燃机或混合动力车型相比”,纯电动车型的成本高三分之一到50%。而另一方面,混合动力车型却“并不能带我们走完全程”。(来源:盖世汽车?星云)
11,Grab:公司有能力收购Gojek
【盖世汽车】据外媒报道,12月3日,新加坡企业Grab的首席执行官在一份内部文件中对员工表示,该公司有能力进行收购,此前有报道称Grab将与其区域竞争对手Gojek合并。
(图片来源:Grab )
他表示,Grab在刨除开销前已经实现盈利,当前其业务已经完全恢复至疫情前水平。Grab从一家东南亚打车服务运营商,发展成了提供外卖配送和保险等多种服务的综合性企业。
12月2日,彭博社报道称,Grab与印度尼西亚企业Gojek的合并谈判取得了实质性进展,它们是东南亚两家最具价值的初创企业。
Grab联合创始人AnthonyTan在一份报告中对员工表示:“外界又出现了关于收购Gojek的猜测。我们的业务势头良好,正如市场传闻一样,我们是有能力进行收购的企业。”Grab拒绝对Tan的说明和媒体报道置评,Gojek也拒绝置评。
知情人士此前曾透露,在过去几年中,两家公司的大型投资方都支持合并。然而,Tan并没有给出与Gojek潜在交易的具体信息。他对员工表示:“外界总会有流言蜚语,不要让它们分散了我们的注意力。”
他还说道:“即使在2020这样艰难的年份,我们在刨除开销前都实现了盈利,我们已经实现100%的恢复”。他补充说,按照营收计算,Grab在印尼也成为了第一大外卖配送商,该公司与Gojek正展开激烈的竞争。
这场疫情成为了东南亚十年以来创业潮的首次危机,而Grab从中脱颖而出,成为了一个家喻户晓的品牌,也成为了估值最高的企业,当前其估值超过了150亿美元,Gojek的估值也达到了100亿美元。(来源:盖世汽车?星云)
12,东风汽车股份有限公司召回部分凯普特货车
日前,东风汽车股份有限公司依据《缺陷汽车产品召回管理条例》和《缺陷汽车产品召回管理条例实施方法》的要求,向国家市场监督管理总局备案了召回计划。自2020年12月7日起,召回2019年8月29日至2019年12月22日生产的部分东风品牌凯普特货车,共计6辆。
本次召回范围内车辆由于生产过程管控不严,造成后防护支架强度余量偏低,不符合国家相关标准的要求。当车辆发生碰撞时,可能导致后防护支架变形或开裂,存在后防护失效风险,可能给后车驾乘人员造成伤害,存在安全隐患。东风汽车股份有限公司将为召回范围内车辆免费更换改进后的后防护总成,以消除安全隐患。
本次召回活动是在国家市场监督管理总局启动缺陷调查情况下开展的。受调查影响,东风汽车股份有限公司决定采取召回措施,消除安全隐患。
东风汽车股份有限公司将以挂号信、电话、短信等方式通知相关车主,安排免费检修事宜。用户可以拨打客户服务热线:800-880-0899(座机拨打)、400-6234308(手机拨打)进行咨询。此外,也可登录网站dpac.samr.gov.cn、,关注微信公众号(SAMRDPAC),了解更多信息,反映缺陷线索。(来源:质检总局网站)
13,三菱召回部分进口和国产欧蓝德系列汽车
日前,三菱汽车销售(中国)有限公司、广汽三菱汽车有限公司根据《缺陷汽车产品召回管理条例》和《缺陷汽车产品召回管理条例实施办法》的要求,向国家市场监督管理总局备案了召回计划。决定自2020年12月10日起,召回2016年1月29日至2016年5月24日期间生产的部分进口欧蓝德汽车,共计3662台;召回2016年8月8日至2016年8月19日期间生产的部分国产欧蓝德汽车,共计30台。
本次召回范围内部分车辆,由于后轮驻车卡钳的驱动用的轴安装时可能造成防止生锈的涂层脱落,当水从密封部侵入到轴部时轴会生锈,造成轴部活动困难,导致驻车制动力下降,极端情况下驻车中的车辆有移动的可能,存在安全隐患。
三菱汽车销售(中国)有限公司、广汽三菱汽车有限公司将为召回范围内的车辆免费更换改进后的左右后驻车卡钳,以消除安全隐患。
三菱汽车销售(中国)有限公司、广汽三菱汽车有限公司将通过经销商以挂号信、短信、电话等方式通知相关车主。用户可直接与就近的经销商联系或拨打客服热线:400-977-3030进行咨询。此外,也可登录网站dpac.samr.gov.cn、,关注微信公众号(SAMRDPAC),了解更多信息,反映缺陷线索。?(来源:质检总局网站)
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日本厂:JAE,HRS,JST,JAM,SMK,ELCO,NTK,IRISO,
韩国:KET,YEONHO,LG,UJU,JY,HANLIN
台湾稿态罩键闹:FOXCONN,JWT,STM
中国大陆:HUAFENG
我国的转基因学是什么概念?
一、植物的遗传转化
20世纪70年代末80年代初,人们用野生型Ri和Ti质粒转化烟草和马铃薯细胞获得再生植株拆友后,以Ti质粒为载体的植物遗传转化技术随之被建立。近年来植物的遗传转化技术得到了迅速发展,建立了多种转化系统。按照基因引入受体植物细胞的方法,植物遗传转化技术大体可分为两类:以载体为媒介的基因转移和基因或DNA的直接转移。所谓以载体为媒介的基因转移就是将目的基因连于某一载体DNA上,然后通过寄主感染受体植物等途径将外源基因转入植物细胞的技术。DNA的直接转移是指利用植物细胞生物学特性,通过物理、化学和生物学方法将外源基因转入植物细胞的技术。
(一)载体法转化 农杆菌介导的转化是最主要的一种载体转化方法。利用搜缺经过改造的农杆菌Ti质粒为载体可以高效地转移外源基因。所获得的转化植物有两种基本方法:一种是1979年Marton等以植物原生质为受体的共培养法(ocultivation);一种是1985年Horsch等人建立的叶盘法(leaf disc cocultivation)。
共培养法是把农杆菌与植物原生质体共同培养以实现转化的方法。其程序包括农杆菌对初生细胞壁的原生质体的转化、转化细胞的筛选和诱导转化细胞分化并再生植株。
叶盘法实际上是对共培养法加以改进后而创立的一种转化方法。用农杆菌感染叶片外植体并短期共培养。在培养过程中,农杆菌的vir基因被诱导,它的活化可以启动T-DNA向植物细胞的转移。共培养后,也要进行转化的外植体的筛选、愈伤组织的培养、诱导分化等步骤,以得到再生植株。叶盘法由于不需进行原生质体操作等,方法简单,获得转化植株也更快,是用植物外植体为材料进行转基因的一个良好途径。
农杆菌介导的遗传转化是大多数双子叶植物转化中常采用的方法,但由于农杆菌具有宿主局限性,极少能感染单子叶植物,特别是一些重要的农作物如水稻、小麦、玉米等对农杆菌不敏感,难于应用此法世御辩进行遗传转化。
除上述以Ti质粒为载体的基因转化外,还可以用脂质体(liposome)为载体进行遗传转化。脂质体是由磷脂组成的膜状结构,因此可将DNA分子包装在脂质体内以避免受体细胞DNase的降解,把DNA分子导入到植物的原生质体中去。
(二)基因直接转移的方法 这是指既不依赖于农杆菌,也不依赖其他载体或媒介的一些基因转移方法。
1.电激和电注射法 电脉冲能改变细胞膜的透性。通过高压电脉冲的电激穿孔作用把外源DNA引入植物原生质体的方法就称为电激法(electroporation)。这种方法现已较广泛地应用于单子叶和双子叶植物以及动物的基因转移,如20世纪80年代末用此法将新霉素磷酸转移酶(NPT Ⅱ)基因转入玉米自交系的原生质体,已再生成植株。
通过电激技术把基因直接引入完整的植物细胞或组织的方法,称作电注射(electroinjection)。这种方法可避免原生质体培养和再生成植株的繁杂操作与困难,因而具有巨大的应用潜力。
2.基因枪法 基因枪法又称粒子轰击技术(particle bombardment)。这一方法是用粒子枪把表面吸附有外源DNA的金属微粒高速地射进植物细胞或组织。由于此法快速简便,不受宿主范围限制,而受体植物细胞不需去除细胞壁,转化率又高,被转化的细胞或组织容易再生成植株,因而颇受关注。
3.微注射法 微注射法(microinjection)是利用显微注射仪等,通过机械的方法将外源基因或DNA直接注入细胞核或细胞质。与其他方法相比,这个方法对外源遗传物质的导入更为直接和有效。
微注射法除用于植物细胞外,近些年还发展到用于直接注射植物子房,这样更有利于外源遗传物质对幼胚的转化。这方面的工作我国于20世纪70年代即已进行了理论与实践的探索,并已获得抗枯萎病的棉花转化植株抗虫棉等。
二、转基因动物技术及其应用
(一)转基因动物的概念 借助基因工程技术把外源目的基因导入生殖细胞、胚胎干细胞和早期胚胎,并在受体染色体上稳定整合,使之经过各种发育途径得到能把外源目的基因传给子代的个体,即转基因动物(transgenic animal)。转入的目的基因称为转基因(transgene),这种转移目的基因的过程称为转基因作用(transgenesis)。关于“转基因”的概念,通常只限于动、植物中经基因工程技术进行的基因转移,因此品种间不论有性或无性杂交获得新基因的途径都不属此范畴。
(二)转基因动物技术 转基因动物技术是20世纪80年代初发展起来的一项生物技术,它克服了物种之间的生殖隔离,实现了动物物种之间遗传物质的交换和重组。根据外源基因导入的方法和对象的不同,至今主要有3种途径可以产生转基因动物,即显微注射法、反转录病毒法和胚胎干细胞法。反转录病毒转移基因的基本方法在前面已有简介,这里只介绍显微注射法和胚胎干细胞法两种。
1.受精卵原核显微注射法 显微注射技术是从动物胚胎学研究移核实验的基础上发展而来。20世纪80年代初期人们利用这一方法向动物生殖细胞转移外源基因,成功地建立了转基因小鼠。1985年转基因绵羊和转基因猪问世,以后转基因大鼠、兔、鸡、牛、鱼等都已陆续取得成功,可见显微注射法是迄今应用得较为普遍而又最有成效的一种获得转基因动物的技术。
本方法是在显微镜下,用直径约为1μm的玻璃管直接插入受精卵的雄原核内,将毛细管内所带有的外源基因的DNA注入原核,然后将其移植到假孕母体输卵管或子宫内并发育成子代个体。为了解转基因的整合情况,可酌情应用斑点杂交、多聚酶链式反应或Southern印迹杂交等方法对子代个体DNA进行检测。
显微注射法的优点是导入的外源基因片段可长达50 kb,且无需载体,外源基因在宿主染色体上的整合率相对较高。其不足之处是外源基因的整合是随机的,因而难以控制其整合率;再者,对外源基因能否稳定整合于受体基因组的检测,必须等到子一代个体出生后经过选择才能确定,不利于在生育期长、产仔少的大家畜中应用。
2.胚胎干细胞介导法 胚胎干细胞(embryonic stem cell,ES)是指从哺乳动物胚胎囊胚期内的细胞团中分离出来的尚未分化的胚胎细胞,这种细胞具有发育的多能性,能够分化出各种组织。20世纪80年代中期人们开始研究利用ES细胞获得转基因动物的方法。这个途径是将外源基因直接导入ES细胞,经体外培养筛选后再注入到受体囊胚腔中,与其中的囊胚细胞聚集在一起,成为受体胚胎的一部分,参与其分化。由这种胚胎发育而成嵌合体的转基因动物,即其中有一部分组织来源于整合有外源基因的供体ES细胞。在嵌合过程中,被转化的ES细胞分化而成的生殖细胞可通过杂交将引入的外源基因传递下去。
在以胚胎干细胞为媒介获得转基因动物的技术中,既可以用多种方法将外源基因导入ES细胞,且细胞的鉴定、筛选比较方便,又可预先在细胞水平上测定外源基因的拷贝数、定位和表达的水平以及插入的稳定性等,而且将ES细胞注入囊胚的操作较易进行,整合率相对较高。只是建立ES细胞系本身就是一项难度极高的工作,目前小鼠ES细胞系虽已建立,但在猪、羊中还未能得到真正稳定的ES细胞株。
(三)转基因动物的应用 转基因动物的研究内容非常广泛,20世纪80~90年代以来从基础理论到应用技术在深度和广度上都有了很大发展,并已日渐由实验室走向生产实践。
1.在基因表达调控研究方面的应用 利用转基因动物可作为在体内研究外源基因表达调控的“反应器”,下面仅就DNA顺式调控元件和基因在发育中的时空调节为例予以介绍。
(1)顺式调控元件的研究 异常的脂蛋白水平与动脉粥样硬化等疾病有关。人类有5种脂蛋白,各自含有不同的载脂蛋白。现已发现约有17种载脂蛋白,它们的编码基因已测序,是用于研究心血管疾病的候选基因。把载脂蛋白基因转入小鼠,可用来研究人脂蛋白代谢、调控以及动脉粥样硬化。在研究载脂蛋白基因组织特异性表达的顺式调控元件时,发现有两簇载脂蛋白基因凋节的组织特异性表达(图19-15)。一簇包括A-Ⅰ、C-Ⅲ和 A-Ⅳ基因,定位于人11号染色体长臂2区3带(11q23),是按A-Ⅰ、C-Ⅲ、A-Ⅳ的顺序组成。C-Ⅲ的转录方向与其他两个基因相反。 A-Ⅰ和C-Ⅲ主要在肝和小肠中表达,A-Ⅳ主要在小肠表达。在 C-Ⅲ基因的-0.2~-1.4bp之间是调节 A-Ⅰ基因在小肠中表达的区域。这个区域也是 C-Ⅲ和A-Ⅳ基因在小肠表达的凋控元件,表明这一元件可以调节整个载脂蛋白基因簇在小肠的表达。另一基因簇定位于19号染色体长臂1区3带(19q13),包含有E、C-Ⅰ和C-Ⅱ基因,它们按E、C-Ⅰ、C-Ⅱ顺序排列。E基因主要在肝脏和大部分身体组织中表达,但表达水平低。以后发现在C-Ⅰ基因和C-Ⅱ基因之间有一调控区可使E基因在肝脏内高水平表达,该区长约154 bp。此外,还证实这个调控区也调节该座位其他两个载脂蛋白基因 C-Ⅰ和 C-Ⅱ在肝脏的表达。的表达。
(2)与发育相关基因的表达与调控 用转基因动物可研究基因在发育中的时空调控。珠蛋白基因是研究发育调控的最好例子。人类珠蛋白基因分为α、β两簇,分别定位于16号和11号染色体,各长30kb和60kb。据1993年的报道,为分析完整的β-珠蛋白基因中人的珠蛋白基因的开关调控,Peterson等把一个含有248 kb长的人β-珠蛋白基因簇的酵母人工染色体(YAC)转入小鼠。对转基因小鼠中此基因簇的表达分析表明,在成年的转基因动物中只有人β-珠蛋白表达;在子一代和子二代动物中证实YAC β座位有β样珠蛋白基因的发育开关调控,即在卵黄囊中有ε-和γ-珠蛋白基因表达,在14天的肝脏中有少量γ和大量β表达,而在成年动物中则仅有β珠蛋白基因的mRNA表达。采用先在酵母细胞内通过同源重组的方式使YAC发生突变,然后把这种突变的YAC导入小鼠,就可以详细研究整个座位上基因的调控机制,如珠蛋白基因在发育与分化中的基因表达、定点诱变的β基因对发育凋节的影响等等。
除前述有关基因表达凋控的研究外,把转基因动物用于遗传病动物模型的研制近年来发展也很快,如把pro-αⅠ胶原突变基因导入小鼠基因组,可产生类似人的骨发育不全症的转基因小鼠,这对了解人类遗传病的发病机理意义重大。
2.用于基因产品的制备
在转基因动物中,导入的目的基因表达,人们就可以从该动物的乳汁和血液里获得目的基因产物,因此,可把转基因动物看作是一种个体表达系统(whole animal expression system),以制备某种基因产物。这样的转基因动物常被称作动物生物反应器(animal bioreactor)。
1982年Palmiter把大鼠生长激素基因转入小鼠,成功地获得高效表达生长激素的小鼠,其体积明显增加,证实了用转基因动物生产外源基因产品的可行性。近年来的报道已证实在转基因家畜(如猪)的乳腺中可高效合成自身不含有的异源蛋白,如乳清蛋白等。目前,英国正在研究通过羊β-乳球蛋白启动子和乳清蛋白启动子的控制,在转基因羊体内表达人α1抗胰蛋白酶和凝血因子Ⅸ;在美国已有在转基因小鼠、乳羊和乳牛乳汁中分别表达产生tPA和促性腺素的研究报道。我国利用转基因动物为反应器生产基因制品的工作也在展开,最近有关单位已从转基因羊乳汁中获得促红细胞生成素。
3.动物品种的培育与改良
把具有优良性状的基因或抗病基因导入畜禽以培育新的品种,这是转基因动物研究中的一个极重要的方面。如已培育出抗鸡白细胞组织增生病毒的转基因鸡新品种。为增强鱼类的抗冻性,已有抗冻蛋白基因在转基因鲑鱼中表达的报道。1985年我国学者朱作岩在国际上首次将小鼠MT/hGH融合基因注入金鱼受精卵中,获得转基因金鱼,其F1比转基因鱼的同代大两倍。以后该类实验中还陆续获得其他鲫、鲤等几种转入生长激素基因的鱼。
三、转基因技术研究进展
(一)基因分离技术的发展 真核生物基因组非常大,巨遗传背景常不清楚,要从这样庞大的DNA中分离目的基因实非易事。但是由于生物化学、酶学、分子生物学等学科的迅速发展,为基因的分离提供了有效手段,如今已发展了一些新的分离目的基因的技术,如PCR、转座子标签法与基因组消减技术等。
1.转座子标签技术 基因发生转座最重要的遗传效应是引起插入突变,也就是使插入位置的基因失活并诱导产生突变型,或在插入位置上出现新基因。因此,可用转座子作探针克隆出该突变基因,再用突变基因作探针,从野生型个体中分离并克隆出野生型基因。这种用转座子来分离基因的技术称为转座子标签技术(transposon tagging)(图19-16)。这种技术的一个显著特点是可以用来分离预先不清楚表达产物的基因。目前已可利用在分子水平上研究得较为清楚的转座子系统如玉米的Ac/Ds、金鱼草的Tam3等来分离异源植物的基因。
利用转座子分离植物基因时,首先要构建含转座子与质粒载体,因为已分离得到的转座子与选择标记需整合到适当的质粒基因组中才能用于目标植物的遗传转化。当前用于构建转座子载体的质粒主要是根癌农杆菌的Ti质粒和pBR322等。其次是目标植物的遗传转化,现常用带有载体系统的根癌农杆菌进行转化。第三是转座及拷贝数的检测。最后是转座子插入突变的检测及分离。而对分离得到的突变体,还要证明其突变确系转座子的插入所引起的。
近几年,一些用传统生化方法难以分离的基因已用转座子标签法分离出来,如金鱼草中控制花瓣及雄蕊发育的基因,与花的发生、发育有关的基因,亚麻的抗锈基因等。美国、荷兰等国也分别利用转座子分离拟南芥菜种子中脂肪酸合成的基因和研究植物病原体的抗性。
2.基因组消减技术 基因组消减(genomic subtraction)技术是最近几年在PCR基础上发展起来的根据表型变异进行目的基因分离和鉴定的又一种方法,已被应用于动、植物中分离遗传背景不十分清楚的基因,如在医学研究中已将该技术用于分离和鉴定肿瘤缺失和重排基因、制备多态位点探针、分离遗传性疾病基因和基因治疗等领域。
运用消减杂交技术分离缺失序列的概念最早是由Buatz提出的,他利用T4噬菌体缺失突变株的DNA来分离相应缺失区域的mRNA并获得成功。以后被许多实验室引用并加以改进。1989年D.Stuars和L.Wieland分别将PCR技术引入消减杂交方法中,使基因组消减杂交技术得以推广应用。这一技术的基本原理是先用γ射线等引起机体大片段DNA的缺失突变,然后用此突变体DNA与野生型DNA杂交,用以去除野生型中突变体的DNA。如此反复几次,在反应体系中突变体DNA所缺失的那段亲本DNA序列便被保留下来。采用生物素-亲和素-磁珠系统或HAT结合生物素-亲和素层析系统富集缺失这种序列并用PCR技术扩增。扩增的序列再用来与野生型基因文库杂交,从而克隆到对应缺失性状的基因(图19-17)。
用基因组消减杂交技术目前已从拟南芥中成功地克隆到包含赤霉素GA1位点的基因。在医学研究中也有通过基因组消减杂交技术克隆人染色体特异的基因探针的报道,如杜兴式肌营养不良(duchenne muscular dystrophy,DMD)和脉络膜缺损(choroideremia)座位的探针。
(二)基因剔除技术 基因剔除(gene knock-out)技术又称基因打靶技术(gene trageting),是20世纪80年代末发展起来的。这是利用同源重组的方法以建立基因定点灭活细胞系或获得基因定点灭活动物。这一技术近年来应用于生物学的诸多研究领域,已获得数百种基因定位缺陷小鼠。
基因剔除技术的原理首先是用基因重组方法在目的基因片段中插入一外源基因作为筛选标记基因并使目的基因失活(定点突变),再将此(灭活)基因转入胚胎多能干细胞(ES细胞)中,通过细胞内的基因同源重组使灭活基因取代染色体上原有的目的基因。经筛选和基因型鉴定后,把定点突变后的ES细胞注入宿主囊胚腔内,然后将胚胎植入假孕母体子宫,使其发育成目的基因缺陷(突变)的嵌合体,经子代自交后筛选出目的基因缺陷的纯合子即基因剔除动物。
基因剔除的具体实验步骤是:首先要进行同源重组载体的设计与构建,即选择具有一定长度(5~7kb以上)与目的基因功能区域同源的序列,并插入选择性标记基因(如新霉素抗性基因neo等),以便于筛选。在此同源序列的一端或两端还可以连接上负筛选标志基因(如单纯疱疹病毒胸苷激酶基因等)。用电转染等方法将此同源重组载体转染靶细胞。通过药物抗性来筛选重组细胞克隆,并用PCR和Southern杂交等方法对重组细胞进行基因型鉴定,这时得到的就是单个等位基因被剔除的杂合子细胞。为建立等位基因双剔除的细胞系,则还要将单个等位基因剔除的细胞大量传代培养,然后在更高浓度的选择性培养基中多次重复筛选,并对最终得到的阳性克隆进行基因型鉴定。
在应用上,通过探讨目的基因突变在基因剔除动物个体发育中的时空效应以及分析体内单基因缺陷所产生的表型异常,可以研究基因功能和调控,建立疾病的动物模型和基因治疗等。因此,在细胞水平进行基因剔除研究有非常重要的意义。如近几年国外已报道建立了用于研究心血管疾病的载脂蛋白E(apoE)、低密度脂蛋白受体的基因剔除动物。
基因剔除细胞系的建立有可能直接发现特定基因剔除后的影响,阐明基因功能,制备基因缺失的细胞模型,用于发病机理或基因治疗的研究。体细胞与ES细胞同源重组有所不同,后者一般只需将同源染色体等位基因之一灭活,就能在嵌合体后代中最终获得纯合的基因剔除动物。而在体细胞水平灭活特定基因就必须把一对等位基因都灭活,否则无法研究其功能。目前采用两种方法都可成功地达到这一目的:一是用两种带有不同标记基因的同源重组载体分别对靶细胞进行两次同源重组;另一是把单个等位基因灭活的细胞系传代培养,提高标记基因产物抗药物的浓度,利用标记基因表达的累加效应,筛选出细胞系中自然发生的双等位基因被剔除的细胞克隆。
重载连接器由哪些材料组成?
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