Fungi short-chain carboxylate transporter: shift from microbe hereditary functional component to metabolic engineering target

Applied Microbiology and Biotechnology - Short-chain carboxylic acids and their derivatives are widely utilized in all aspects of our daily life. Given their specific functional groups, these...     

Examining the impact factors of urban residential energy consumption and CO2 emissions in China – Evidence from city-level data

Rapid urbanization has exerted substantial pressure on China’s energy system and contributed to climate change. To find the key drivers of urban residential energy consumption and CO₂ emissions, this paper uses an extended Stochastic Impacts by Regression on Population, Affluence and Technology (STIRPAT) model that employs city-level data to examine the influences of population scale, income level, population compactness and price on house-based residential energy consumption, energy-related CO₂ emissions and private vehicle ownership. The empirical results indicate that factors such as population scale, affluence, and population compactness can lead to increases in residential energy consumption and CO₂ emissions. In terms of transportation, income and population scale positively drive the growth of private vehicle ownership, while the fuel price negatively influences private vehicle ownership. Moreover, population scale is the most important factor in residential energy consumption and CO₂ emissions. Finally, policy recommendations are suggested for China’s urban development strategy and urban design and to encourage technology innovations that reduce residential energy consumption and CO₂ emissions.     

Heterologous expression of a newly screened β-agarase from Alteromonas sp. GNUM1 in Escherichia coli and its application for agarose degradation

The gene of agaG1 from Alteromonas sp. GNUM1 encoding a β-agarase (AgaG1) was heterologously expressed in E. coli BL21 (DE3). The recombinant strain was cultured at 37 °C and then AgaG1 was expressed at 25 °C and 0.5 mM IPTG. The optimum conditions for AgaG1 to hydrolyze agarose were pH 7.0 and 40 °C. The main products of agarose hydrolysis by AgaG1 were confirmed to be neoagarobiose and neoagarotetraose. A new agarose hydrolysis process using AgaG1 was developed, in which the reaction temperature was adjusted stepwise to avoid gelation problem with no chemical pretreatment step. The enzyme AgaG1 was found to be very effective and highly selective. When 10.0 g/L agarose was hydrolyzed, 98% of the agarose added was converted to 3.8 and 6.4 g/L of neoagarobiose and neoagarotetraose, respectively.     

沿海快速城市化地区能值生态足迹变化分析

当前我国经济的快速发展和生态环境之间的矛盾日益显著,不利于城市可持续发展。生态足迹目前已成为普遍接受的可持续发展指标,选定生态足迹改进方法——能值生态足迹模型,以城市化地区厦门市为研究区进行计算分析,以期发现快速城市化过程中可能面对的问题。首次计算分析了厦门市1980年至2010年的能值生态足迹动态变化,并对其可持续发展进行了评价。结果表明,30年间厦门市人均生态足迹需求从1980年的8.6 ghm2持续增长至2010年的52.8 ghm2,而供给方面的人均生态承载力却从1980年的181.2 ghm2持续下降为47.5 ghm2,2009、2010年该市由生态盈余转为生态赤字。同时,从生态足迹组分及其比例来看,30年间化石燃料用地和建设用地的生态足迹增长迅速,二者对厦门市人均能值生态足迹变化贡献最大,并且成为2000年后总体足迹中所占比例最大的组分,各自占比超过20%。结果分析显示,厦门市开始面临逐渐加重的生态环境压力,需要开始重视其可持续发展。因此调整厦门市的产业结构和控制城市化发展非常必要。一方面,应该降低第二产业的比例,降低对化石能源的使用,同时促进第三产业的发展和第一产业的现代化,以此为城市提供更多的资源供给并降低资源需求,特别是化石能源的需求。     

拉萨河流域生态系统类型和质量变化及其对生态系统服务的影响

在气候变化和人类活动干扰驱动下,地表生态系统的类型和质量都在发生复杂的变化,进而对生态系统服务和人类福祉产生深远影响。青藏高原的生态重要性和生态敏感性显著,其生态系统和生态服务的变化对区域和我国的生态安全具有重要的影响和指示意义。为了揭示拉萨河流域近年来的生态系统变化导致的生态系统服务变化,尤其是生态系统质量变化及其对生态系统服务的影响,选择NDVI作为生态系统质量变化的指示因子,通过对In VEST模型中与植被相关的各参数进行计算和修正,结合生态系统类型变化,评估了1990—2015年间拉萨河流域土壤保持、水源涵养和固碳三项生态系统服务的变化,进而分析了生态系统类型和质量变化对其的影响。研究结果表明,1990—2015年拉萨河流域生态系统类型变化整体相对较小,但是人工表面和湿地面积变化速率较快; 1990—2000年生态系统质量整体有显著上升,2000年以后略有下降,其中2000—2015年草甸和草原NDVI分别下降了7.48%和5.44%,呈现明显退化趋势; 1990—2015年拉萨河流域土壤保持和固碳服务分别增加了3.98%和9.12%,而水源涵养服务降低了23.05%,各项生态系统服务变化主要发生在1990—2000年;总体来看,生态系统类型变化引起的生态系统服务变化相对较小,而生态系统质量变化对流域生态系统服务的影响显著,尤其是1990—2000年间;但2000年以后生态系统类型变化对生态系统服务变化的贡献有所加大。     

汶川地震重灾区恢复期生态系统健康评价

2008年的汶川地震对区域生态系统造成了显著破坏。为了解震后区域生态系统恢复情况,从而为震区生态恢复策略提供科学依据,利用遥感数据研究了四川省汶川地震重灾区39区县2010—2015年的生态系统类型及活力变化,并运用In VEST模型评估了震区土壤保持、水源涵养、生境质量等生态系统服务能力,最后基于VOR模型并耦合关键生态系统服务定量评估了震区生态系统健康状况。结果表明:2010—2015年间震区湿地和城镇面积有所增加,植被和农田有不同程度的减少,但是Ⅹ—Ⅺ地震烈度等级区域内森林面积增加1309.77 hm2;震区生态系统活力均值明显上升,Ⅹ—Ⅺ地震烈度级别区生态系统活力增幅最明显,分别为14.84%、12.47%;水源涵养能力稍有降低,减幅0.46%,土壤保持服务增幅1.26%,生境质量指数无明显变化;生态系统健康指数(EHI)均值有小幅度提升,从0.6761上升到0.6853,增幅1.36%,Ⅹ—Ⅺ地震烈度级别区EHI增幅比其他地区明显,增幅分别为4.01%、3.48%,表明受灾最严重的地区生态恢复比较显著。但是,由于震区重建开发导致局部区域如宝兴、汉源、石棉、涪城、广汉、汶川西北部和震区北部部分区域EHI下降。未来应继续保持Ⅹ—Ⅺ地震烈度级别区良好的生态恢复趋势,同时也要重视震区中部平原地区的基本农田保护和南部、北部地区的自然生态空间保护工作,维持震区生态系统健康和区域可持续发展。     

中国城市低碳发展水平评估方法研究

城市低碳发展水平评估对推动城市可持续发展,提高城市应对气候变化能力具有重要意义。基于低碳城市理念和内涵,构建了由6类(碳排放、经济发展、社会进步、交通、人居环境和自然环境)、13个具体指标组成的城市低碳发展评价指标体系及综合评价指数,并结合中国35个城市2010—2015年社会经济发展数据,对参评城市的低碳发展水平及趋势进行评价与分析。结果表明:多数参评城市的低碳发展水平呈现上升的趋势,其中,城市低碳发展水平最高和最低城市名单无明显变化,且深圳市在2010年和2015年均为低碳发展水平最高的城市。与2010年相比,杭州市、银川市、郑州市、石家庄市和昆明市的城市低碳发展指数相对持平,而成都市、长沙市、合肥市和大连市有所下降。城市低碳发展水平较低可能是由于城市碳排放、经济、社会、交通、人居环境和自然环境等方面之间协调发展程度不够造成的。最后,对如何提高我国城市低碳发展水平给出了对策和建议。     

拥挤试剂PEG2000对不同拓扑结构类弹性蛋白相变的影响

类弹性蛋白（Elastin-like polypeptides,ELPs）是属于弹性蛋白中的一种且具有温控性的生物大分子,本文研究拥挤试剂对不同拓扑结构ELPs相变温度的影响,利用温控-紫外分光光度计研究其相变特性,结果发现,随着PEG2000浓度的增加,T-E-F的相变温度下降11.9~17.1℃;在固定Tadpole-like-E浓度下,随着PEG2000浓度的增加,Tadpole-like-E的相变温度降低11.5~16℃,其中,25 μmol/L的Tadpole-like-E其相变速度缓慢;ELPs浓度越大,其相变温度降低愈大,且PEG2000影响ELPs相变温度的趋势与ELPs的拓扑结构关系不大。另外,在简单的PBS缓冲溶液中加入PEG2000,可以使E-C在浓度＜0.5 mol/L的Na2CO3中发生相变,且随着PEG2000浓度的增加,E-C相变温度逐渐降低。本研究为今后ELPs在复杂体系的应用提供前期的基础研究。     

盐度对大菱鲆幼鱼鳃Na -K -ATPase活力、血清离子浓度 和激素水平的影响

采用饲养试验方法,研究了平均体质量为(7.16±0.07)g的大菱鲆(Scophthalmus maximus)幼鱼分别在盐度12、18、24、30和36下饲养60 d后,其鳃Na+-K+-ATPase活力、血清离子浓度、生长激素(GH)、皮质醇激素(COR)、特定生长率(SGR)和饲料效率(FCE)的变化。结果表明:幼鱼鳃Na+-K+-ATPase活力、血清Na+浓度均随盐度的升高而上升,分别在3.48~8.30 U/mg和169.99~180.00 mmol/L之间,其中12盐度组最低,36盐度组最高。幼鱼血清中K+和Cl-浓度分别在2.20~3.47 mmol/L和136.67~142.00 mmol/L之间,各盐度组之间差异不显著。幼鱼血清中GH和COR浓度分别在0.41~1.66 ng/ml和35.33~76.41 ng/ml之间;其中GH在36盐度组最高,12盐度组最低,而COR在12盐度组最高,36盐度组最低。幼鱼SGR和FCE分别在(1.45~2.00)%/d和1.12%~1.38%之间,与盐度的相关性不显著,两者均为12盐度组最低。由此可见,盐度变化显著影响大菱鲆幼鱼鳃Na+-K+-ATPase活力、血清Na+浓度和激素含量。本研究对大菱鲆养殖生理生态条件分析具有重要参考意义,研究结果可为大菱鲆养殖的盐度选择提供理论依据。