工业酶的现状与展望

工业酶应用领域遍及化学品、医药、轻工、食品、能源及环境保护等,具有良好基础,是现代工业生物技术中相对成型而又潜力巨大的核心产业。近年来因应全球范围突增的资源环境压力和绿色经济需求,工业酶在各个工业领域的应用加快。一个显著的例子是近年来国际上发展迅速的抗生素的全酶法生产,     

长江中游城市群水-碳-生态足迹变化特征及其平衡性分析

长江中游城市群是长江经济带三大跨区域城市群支撑之一,实现该区域高效协同发展对于打造全国重要增长极具有重要意义。基于水-碳-生态足迹评估长江中游城市群资源环境压力,引入基尼系数分析城市群水-碳-生态足迹与经济、人口、水资源的平衡性,并构建深度神经网络模型预测水-碳-生态足迹的未来变化趋势。结果表明：长江中游城市群2000—2015年的人均生态足迹由1.98hm~2增至4.06hm~2,人均碳足迹由0.27hm~2增至0.56hm~2,年平均增幅分别为6.56%和6.5%;人均水资源生态足迹整体呈先下降后上升,最后趋于平衡的变化趋势;大部分城市的水资源超载指数为正值,总体水资源状况良好,湖南和江西水资源状况优于湖北。长江中游城市群面临巨大资源环境压力,且大部分来自于碳排放压力。研究期内,江西省资源环境压力由中上等级升至较高等级;湖南省资源环境压力基本处于高等级;湖北省资源环境压力均处于很高等级。城市群人口分布、经济发展、水资源分布与水-碳-生态足迹的匹配关系较差。从生态足迹角度来看,综合基尼系数均值为0.456,处于“一般不匹配”范围,研究期内呈现缓慢下降趋势,表明区域间整体协调性增强;从...     

基于综合生物标志物响应指数法评估近岸海洋环境压力——以广西西部沿海为例

2011-2012年,在广西西部沿海设置5个站点,以野生文蛤作为指示生物进行3次采样监测.从个体、细胞和分子水平选择了钻沙所需时间、吞噬能力、溶酶体膜稳定性、血浆三价铁还原力、乙酰胆碱酯酶活性及彗星率6项指标,利用综合生物标志物响应指数模型(IBR),整合上述生物标志物指标,并转化为形象直观的星状图,对调查站点的环境状况进行风险评估.结果表明: 各站点的综合生物标志物响应指数值(IBR/n)介于2.30~8.68,茅尾海的环境压力最大,北仑河口最小.虽然不同的生物标志物对污染压力的响应存在差异,但利用IBR可以有效区分文蛤所在区域的环境压力状况.利用生物标志物的监测结果与化学监测结果基本吻合.     

XRE家族转录因子XrpA调控粘质沙雷氏菌的耐酸能力

【背景】工业菌株的耐酸能力是发酵过程中的一大挑战。粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)作为肠杆菌科的一种细菌,可生成2,3-丁二醇、乙偶姻和灵菌红素等高附加值产品。然而目前对于粘质沙雷氏菌酸耐受能力的分子机制尚不清楚。【目的】通过对转录调控因子XrpA的挖掘以及对其功能的研究,探究粘质沙雷氏菌酸耐受能力的分子机制,为改善工业菌株耐酸能力提供新的策略。【方法】通过对粘质沙雷氏菌进行转座子插入突变,构建了一个Tn5G转座子插入突变文库,利用文库筛选了一株酸敏感型突变株,并对其进行测序鉴定;同时还对突变菌株中与耐酸相关关键基因的转录水平以及细胞膜通透性、细胞膜完整性和H+-ATPase的活性变化进行检测。【结果】发现了一个响应酸胁迫的转录调控因子BVG90_23400,其属于XRE超级家族转录调控因子,命名为XrpA。在酸性条件下,与野生型菌株(JNB5-1)相比,xrpA被阻断后导致了粘质沙雷氏菌多种表型的变化,其中包括生物量显著下降、H+-ATPase活性降低、细胞膜的通透性以及完整性受到破坏。【结论】 XrpA影响粘质沙雷氏菌耐酸能力的分子机制是通过对细胞膜通透性、细胞膜完整性以及H+-ATPase活性的正向调节来维持细胞在酸性条件下的内环境稳态。同时,XrpA可以通过调节酸性应激反应基因的转录水平来影响细胞内环境稳态,从而调控粘质沙雷氏菌对低pH的耐受能力。     

由环境变化和生殖力响应规律揭示大型动物灭绝的必然性

由实验和一些例子验证了环境压力与物种生殖力相关性：由食物、密度、捕食等因子构成环境压力,一些物种生殖力随着压力变化,在中等压力时生殖力较大,在低压力及高压力时生殖力减小,物种差异影响生殖力响应差异,大型物种在低压力环境生殖力减量较大。结果说明气候长期变暖导致一些大型物种灭绝：由于不同物种增长率差异。当出现某些大型物种数量远小于环境可容纳量,即产生低压力环境,将造成大型物种生殖力退化而灭绝。由环境变化和生殖力响应规律合理解释大型物种濒危机理和一些灭绝事件。     

沈阳市皇姑区中小学生家庭生态足迹

采用生态足迹成分法,分析了沈阳市皇姑区5所中小学校学生家庭消费对自然环境的影响.结果表明:食物是中小学生家庭生态足迹的主要消费项,占生态足迹总量的71%;从生态占用的土地类型构成看,耕地项最大,占总足迹的40%,是中小学校学生家庭消费所占用的主要土地类型;家庭收入高低与生态足迹大小并不呈正比例关系,收入高或低都可能产生较高的生态足迹.本研究结果有助于中小学生及其父母了解自己的消费对周围环境的影响,有利于提高中小学生的环境保护保意识.     

IPAT及其扩展模型的应用研究进展

IPAT及其扩展模型能够定量描述人文驱动力与环境压力之间的关系,有助于理解人类和自然系统的动态耦合,是诊断因社会经济发展而产生的环境问题的有效工具.本文简要介绍了IPAT模型由来及其扩展模型的发展状况,系统总结了模型国内外应用研究进展,并对研究中的热点问题进行探讨,提出IPAT及其扩展模型的发展趋势,旨在进一步深化IPAT相关模型在环境可持续发展中的应用,为社会管理决策提供依据.     

香溪河大型底栖动物群落结构季节动态

通过大型底栖动物的量化监测,对香溪河水系大型底栖动物季节动态进行研究.共采集大型底栖动物197种,隶属6纲68科,其中,四节蜉、高翔蜉、短尾石蝇为该水系优势类群,不同季节间大型底栖动物优势类群组成存在较大差异.大型底栖动物群落结构以冬季最为复杂,春、秋季次之,夏季相对简单.大型底栖动物功能摄食类群以集食者占优,其次为刮食者、捕食者和滤食者,撕食者丰度最小.典型对应分析表明,不同季节影响底栖动物群落结构的因子差异较大;夏季和秋季营养盐对底栖动物群落结构影响较大,水深对各季度大型底栖动物群落结构均有影响.     

聚果榕榕果小蜂种群分布格局及其生境和季节差异比较

采用多个指数对西双版纳地区聚果榕榕果小蜂的种群分布格局进行了检测,并重点运用基于方差／均值比率法的t值测度比较了其生境和季节差异．结果表明,6种聚果榕榕果小蜂的种群分布格局皆呈聚集分布;传粉小蜂聚集强度在生境序列上,原始雨林≈严重干扰地段>>中度干扰地段。在季节序列上,雨季>干热季>雾凉季;非传粉小蜂不同种类不同性别随着生境和季节变化皆表现出明显的聚集强度差异。对各种聚集强度变化的发生机理与其对聚果榕-传粉者互惠共生体进化稳定性进行了讨论,认为保护榕树、保护榕树和传粉昆虫互惠共生体的重点应放在保护其原始森林生境方面。     

粟酒裂殖酵母菌对环境压力响应的研究进展

粟酒裂殖酵母菌(Schizosaccharomyces pombe)是一种重要的模式生物,被广泛运用于细胞周期控制、染色体分离、基因沉默、线粒体来源论和减数分裂的研究.由于粟酒裂殖酵母与人类进化的亲缘关系较近,因此近年来其被运用于对非自然环境压力的研究中.大多数压力会直接或间接引起粟酒裂殖酵母的活性氧压力.本文从基因组、蛋白质组和整体细胞结构上概述了粟酒裂殖酵母的基本特征,重点探讨了粟酒裂殖酵母在物理辐射、氧化物、重金属和激素类化合物等环境压力下的响应研究进展,分析了不同环境压力下粟酒裂殖酵母响应途径以及可能涉及的组分,并对该模式生物该如何更好地应用于环境评价领域进行了展望.