复杂性-稳定性研究: 数学模型的进展

对自然生态系统的观察给人们以复杂的群落更稳定的直观印象, 但数学模型却得出了截然相反的结论。这一“悖论”使得复杂性-稳定性研究自20世纪70年代以来成为长期的热点。本文对这一领域的数学模型研究进行简要综述。首先对这一论题进行概念剖析, 然后将各类模型分为线性和非线性两大类, 前者即群落矩阵法, 后者包括相互作用矩阵法、复杂网络数值模拟法和食物网构件动力学法。它们分别基于不同的群落构建方法和稳定性判断标准, 探求各物种是如何相互作用并实现共存的。总体而言, 在随机构建的群落模型中, 多样性和连接度的增长不利于系统稳定; 而在更接近真实自然群落的模型中, 相互作用方式、网络拓扑结构、相互作用强度分布等方面的机制提供了稳定效应, 按此组织的生态网络可达到很高的复杂度。然而, 复杂性-稳定性的研究还远未结束, 当前的模型仍不足以反映自然群落中的复杂相互作用, 稳定性的概念也有待拓展。对这一议题的深入研究在生态学理论和生态系统管理实践方面都具有重大价值。     

淀粉酶高产菌株的筛选、紫外诱变及产酶条件优化

【背景】提高淀粉酶的稳定性进而适应多变的工业生产条件,是淀粉酶开发的重要方向。【目的】淀粉酶在食品加工、布料退浆、酿酒制造、养殖等领域都有广泛的应用,但目前生产用的淀粉酶来源单一,在溶液中的稳定性较差,需要扩大淀粉酶来源,增强酶的稳定性,使其进一步适应复杂多变的工业生产环境。【方法】利用选择培养基在三门峡黄河湿地表层土样中筛选得到20株具有淀粉酶活性的菌株,采用杯碟法检测粗酶液的活性并对其中活性最高的3株菌进行鉴定,对其中酶活性最高的菌株运用紫外照射的方式进行诱变并测定致死率,选择突变后酶活最高的菌株,优化培养条件,并测定突变后淀粉酶的活性和作用条件范围。利用3,5-二硝基水杨酸（3,5-dinitrosalicylic acid,DNS）法测定诱变前后酶活并进行活性对比。【结果】在三门峡黄河湿地表层土壤中筛选得到3株淀粉酶活性较高的菌株并编号S03、S08和S17。根据16S rRNA基因序列比对、革兰氏染色形态观察结合生理生化分析显示,菌株S03、S08和S17分别为Aeromonas、Exiguobacterium和Bacillus,其淀粉酶最适NaCl浓度是10%-12%,最适...     

Drought may be beneficial to the competitive advantage of Amaranthus spinosus

干旱利于刺苋的竞争优势 干旱可以影响入侵植物的生长和土壤酶活性。因此,非常有必要评估干旱背景下入侵植物的竞争优势以及入侵植物和干旱对土壤酶活性的影响。本研究旨在分析干旱背景下起源于热带美洲的入侵植物刺苋(Amaranthus spinosus)与本地植物苋菜(Amaranthus tricolor)共存时的竞争优势和土壤酶活性。通过栽植实验进行刺苋与苋菜的竞争共栽培,并进行不同水平的干旱处理,即：(i)对照;(ii)轻度干旱;(iii)重度干旱。实验结束后测定两种苋属植物的功能性状、渗透调节、抗氧化酶活性以及土壤pH、电导率、土壤微生物生物量碳含量和土壤酶活性。干旱背景下,刺苋的相对竞争强度和相对优势度均高于苋菜。因此,干旱利于刺苋的竞争优势。干旱背景下,刺苋的土壤水溶性盐含量和蔗糖水解能力均大于苋菜。而较高的土壤水溶性盐含量和蔗糖水解能力利于刺苋对养分的获取和利用。     

离体培养藏红花细胞合成的藏红花色素稳定性

研究pH、温度、光照、氧化剂、还原剂、食品添加剂和金属离子对离体培养的藏红花细胞合成的藏红花色素稳定性的影响,并与藏红花柱头色素进行比较。结果表明:藏红花细胞合成的色素与柱头色素均为水溶性色素,呈亮黄色,对食品添加剂(食盐、柠檬酸、蔗糖、苯甲酸钠)和H2O2表现出良好的稳定性。与柱头色素相比,藏红花细胞合成的色素对强酸(pH1)、高温(80、100℃)和光照(日光灯光、紫外光)表现出更好的稳定性,对VC和Cu2+(0.001mol/L)的稳定性略差。稀碱溶液(0.47mol/LNa2CO3、0.1mol/LNaOH)、Na2SO3、Fe2+(0.050mol/L)和Fe3+能使细胞合成的色素色强增强。     

原核表达的人乙醛脱氢酶2(ALDH2)的活性及稳定性研究

对由原核载体表达的人乙醛脱氢酶2(Aldehyde dehydrogenase 2,简称ALDH2)纯化工艺、酶活性改善、稳定性以及保存条件分别进行了参数的优化,以期为ALDH2商品化剂型开发提供理论依据。通过NAD(P)+酶活测定法,检测不同纯化工艺、金属离子以及不同保存条件对ALDH2的酶活性的影响。通过SDS-PAGE检测ALDH2在模拟胃液和胰液中的稳定性。结果显示,低离子磷酸盐缓冲液透析有利于ALDH2酶活性的恢复,且真空冷冻干燥处理可导致ALDH2酶活性下降。K+、Zn2+、Mg2+、Mn2+、Ca2+均能提高ALDH2酶活性。ALDH2在模拟胃液中稳定性良好,但在模拟胰液中迅速被降解。与此同时,ALDH2酶液在-20℃下能良好地保持其稳定性及酶活,但在4℃和30℃下保存一个月酶活急剧下降。以上结果表明,低离子磷酸盐缓冲液透析法、K+均能提高ALDH2的酶活性,同时该酶可耐受模拟胃液的降解作用,且添加山梨酸钾的ALDH2于-20℃可良好地保持其稳定性及酶活。     

轮状病毒的LLR疫苗株全基因组克隆及结构蛋白VP6基因遗传特征

目的了解轮状病毒(RV)的LLR疫苗株全基因组基因和蛋白特征、完善关键基因遗传稳定性研究,为疫苗的质量控制和研发提供依据。方法将LLR株毒种第38代在原代牛肾细胞上连续传至49代,提取第38、43、44、49代病毒RNA。通过RT-PCR方法扩增LLR株(38代)全基因组11个dsRNA片段和传代病毒VP6基因,分别将其克隆到p GEM-T载体中,进行序列测定与分析。结果 LLR株全基因组11条RNA,由18 498个核苷酸组成,共编码5 796个氨基酸;全基因组研究表明,所克隆的LLR株属于G10P[15]/NSP4[A]/SGⅠ基因型。LLR株VP6基因全长1 356 bp,含编码397个氨基酸的单一的开放读码框架(ORF)。各代次病毒的VP6基因核苷酸与推导的氨基酸变化完全一致,与Gen Bank中LLR参考株(L11595)同源性分别为99.9%和99.7%。与16株SGⅠ亚群RV代表株之间,核苷酸与推导的氨基酸序列同源性分别为84.0%~99.7%和97.0%~99.2%;与不同亚群RV代表株之间,VP6基因核苷酸与推导的氨基酸同源性分别为77.7%~82.2%和92.2%~93.5%;LLR株各代病毒VP6基因核苷酸、氨基酸序列高度保守,各关键功能区未发生变异。结论 LLR疫苗株关键基因遗传特性稳定,为在分子水平保证LLR株毒种及其生产疫苗的安全性提供了依据;其全基因组克隆,为进一步研究RV生物学、免疫学和确定该病毒的分类学地位提供了科学依据。     

县级医院医务人员稳定性与影响因素实证研究

目的 分析县级医院医务人员的稳定性以及影响因素,以促进县级医院人才队伍的稳定性建设。方法 通过对我国4个省12家县级医院的在职医务人员进行现场调查,运用描述性与卡方检验的方法进行统计学分析。结果 有51.9%的县级医院医务人员都表示曾经想过离开本单位,而且高层次人才具有较高的离职倾向。工作条件中的业务活动经费不足和加班太多,以及工作困扰中的没有合作团队、工作不受重视和人际关系不和谐会显著影响县级医院医务人员的稳定性。结论 通过各种途径稳定人才队伍是县级医院得到长效发展的关键。     

红花油体提取条件优化及稳定性研究

油体是储藏脂肪的亚细胞单位,其表面包裹一层磷脂和油体蛋白。这种稳定的结构可以保护油体面对环境的压力,使油体可以应用在食品、化妆品及制药工业中。研究红花油体的提取方法及红花油体乳液的基本性质,旨在为以油体为基质的载体体系研究奠定基础。以pBS为介质,采用梯度离心法,比较了不同提取条件对红花油体的提取效率的影响;对其在不同pH值、NaCl浓度条件下红花油体的平均粒径和稳定性进行测定。结果表明,红花油体在pH值≥6条件下,平均粒径为1.75-2.05μm和p H值≤6条件下,平均粒径1.50-1.75μm;NaCl浓度0.2和0.4 mg/m L时,红花油体分散较为均匀,NaCl浓度1.2和2.0 mg/m L时,红花油体出现聚集现象。蔗糖浓度0.1和0.2 mg/m L时,红花油体分散较为均匀,蔗糖浓度为0.4-1.0 mg/m L时,红花油体比较密集,随着蔗糖浓度的增加,红花油体的粒径逐渐开始不均一。红花油体的最佳提取条件是pH7,NaCl浓度0.2 mg/m L,蔗糖浓度0.1 mg/m L,稀释后的红花油体溶液在不加入保护剂或者不经过物理方法处理下,保存起来不稳定。     

一类基于病毒治疗的HIV-1动力学模型

建立了一类具有标准发生率的利用病毒治疗HIV感染的动力学模型,利用RouthHurwitz准则及扰动引理证明了无病平衡点的全局稳定性.数值模拟表明,当宿主细胞的感染率逐渐变大时,病毒数量可能呈周期变化,并且病毒最终存在.     

叶下珠头细蛾与小果叶下珠互利共生的研究——生物学及系统稳定性

【目的】为了确定小果叶下珠Phyllanthus microcarpus与叶下珠头细蛾Epicephala sp.之间专性互利共生系统稳定性的增强是否主要通过彼此之间相互遏制对方对自身进行过度开采。【方法】通过对小果叶下珠上共生的叶下珠头细蛾形态及生物学的研究,记述了叶下珠头细蛾专性寄生寄主植物时的行为特性及共生双方利益得失。【结果】叶下珠头细蛾在广西一年两代,成虫的羽化数量与寄主植物雌雄花总数峰值变化同步;幼虫对小果叶下珠果实的寄生率为96%,单个果实内幼虫寄生数量1,但平均每个果实内被取食的种子为56.9%,叶下珠头细蛾低龄幼虫相对较高的死亡率限制了其对寄主种子的过度取食;果实内种子的适度保留和低龄幼虫的高死亡率是小果叶下珠-叶下珠头细蛾互利共生体系维持稳定的关键因素。【结论】小果叶下珠的表型性状出现了趋异性进化,叶下珠头细蛾与不同表型的小果叶下珠均有互利共生关系。因此,对叶下珠头细蛾形态及生物学进行详细研究有助于深入了解小果叶下珠与头细蛾共生体系物种组成多样性及进化生物学,并为探讨大戟科植物同头细蛾属昆虫协同互利共生多样性形成原因提供依据。