Melanin–Perovskite Composites for Photothermal Conversion

Biomacromolecular pigments, such as melanin, play an essential role in the survival of all living beings. Melanin absorbs sunlight and transforms it into heat, which is crucial for avoiding damage to skin cells. Light absorption produces excited electrons, which could either fall back to ground states by releasing the heat (photothermal effect) and/or light (photoluminescence), or stay at higher energy levels within its lifetime period, which can be captured through external electronic circuitry (photovoltaic effect). In this study, it is demonstrated that the combination of melanin with halide perovskite light absorber in the form of a composite exhibits high absorbance from the UV to NIR region in the solar spectrum. And the composite displays significantly reduced photoluminescence and minimized density of residual excited states (verified by photovoltaic measurement) owing to the significantly enhanced nonradiant quenching by the melanin. As a result, the composite shows an ultrahigh solar‐thermal quantum yield of 99.56% and solar‐thermal conversion efficiency of ≈81% under one‐sun illumination (AM1.5), which is superior to typical carbon materials such as graphene (≈70%). By coating the photothermal composite film on the hot‐side of thermoelectric devices, a 7000% increase in output power as compared to the blank device under illumination is observed.     

玉米SAUR基因家族的鉴定与生物信息学分析

为研究玉米早期应答生长素基因SAUR(Small auxin-up RNA)家族,本研究采用全基因组信息鉴定出91个玉米SAUR基因,命名为ZmSAUR。SAUR家族成员基因结构、氨基酸特点、染色体定位及基因进化分析表明,SAUR基因家族在染色体上呈现不均匀分布,其中2号染色体上数量最多为22个,基因的扩增模式为分散复制与片段复制。SAUR基因家族具有相对保守的结构,即包含1个保守的Rna DNA结构,SAUR蛋白的3D结构含有3个α螺旋和3个β折叠。根据多物种SAUR蛋白进化树分析将其分为9个分支,并分析发现玉米与物种相近的谷子聚在一起。这些信息为玉米SAUR基因家族功能分析奠定了一定的工作基础。     

核、质基因对肺形侧耳菌丝生长、营养成分及基因表达的影响

本研究通过杂交构建肺形侧耳同核异质菌株N1M1、N1M2和同质异核菌株N1M1、N2M1,比较菌丝形态与生长速度、营养成分以及常见的细胞核基因与线粒体基因的表达量,分析线粒体基因对肺形侧耳菌丝的影响,探讨线粒体基因与核基因的相互作用。由菌丝生长情况可知N1M1和N1M2菌丝形态相似,生长速度差异不显著,N1M1和N2M1菌丝形态差异大,生长速度差异极显著,在菌丝形态与生长速度上细胞核基因作用大于线粒体基因。进一步检测菌株中的主要营养成分发现必需氨基酸与总水解氨基酸含量差异显著,菌株N1M2蛋白含量显著高于N1M1,N1M1维生素C含量是N1M2的1.67倍,菌株N2M1多糖和蛋白含量显著高于N1M1,铁和维生素C含量显著低于N1M1。所以细胞核基因、线粒体基因都能影响肺形侧耳营养成分含量。检测同核异质菌株N1M1、N1M2的7个细胞核常见基因的表达情况发现,N1M2菌丝中6个细胞核基因的表达量都显著高于N1M1,这表明肺形侧耳线粒体基因的不同会影响核基因的表达;同质异核菌株N1M1、N2M1的14个线粒体普通编码蛋白基因表达差异显著,这说明线粒体基因的表达量会因核基因的不同有所差异。综上,肺形侧耳线粒体基因和细胞核基因能够相互影响,共同作用于生命活动。     

基因组数据揭示肺形侧耳X1野生菌株后代单孢的特异交配型位点

肺形侧耳味道鲜美,营养丰富,深受广大消费者喜爱。它属于四极性异宗结合担子菌,但其交配型位点结构仍未被解析。本研究利用二代测序技术对肺形侧耳的基因组进行测序,通过生物信息学方法找到了肺形侧耳野生菌株X1菌株后代单核菌株的交配型位点。结果显示肺形侧耳的A交配型位点较为特异,2株原生质体单核化菌株（X1-1和X1-15）的A交配型位点结构差异较大,X1-1含一对保守的HD1和HD2基因,而X1-15除了一对HD1和HD2基因外,还含有额外的2个HD2基因和1个HD1基因。肺形侧耳的B交配型位点与其他担子菌的交配型位点相似,含有8个信息素受体基因和1个信息素前体基因。本研究揭示的肺形侧耳特异的交配型位点结构为后期的遗传育种提供了理论依据。     

利用扁桃斑鸠菊叶发酵高产粗毛纤孔菌胞外多糖的条件优化及其抗氧化活性研究

粗毛纤孔菌胞外多糖是粗毛纤孔菌液体发酵的重要活性代谢产物,但采用常规的发酵方法,粗毛纤孔菌胞外多糖的产量较低。为更好地获取粗毛纤孔菌胞外多糖,本文采用双向液体发酵的方法,通过向发酵培养基中添加适量的扁桃斑鸠菊叶粉末,来提高粗毛纤孔菌胞外多糖的产量,并对优化得到的胞外多糖抗氧化活性进行了研究。以发酵液中胞外多糖含量为指标,采用单因素实验和正交实验优化发酵条件;采用红外光谱对胞外多糖的结构特征进行分析;通过测定胞外多糖对ABTS、DPPH和羟基自由基的清除率来了解其抗氧化活性。结果表明,最优发酵条件为:扁桃斑鸠菊叶粉末添加量0.5g/L、发酵时间10d、pH 6.5、接种量5.0mL,在此条件下,粗毛纤孔菌胞外多糖的产量达到(2.34±0.25)mg/mL,与未添加扁桃斑鸠菊叶的空白组相比,其胞外多糖产量提高了约216.22%;红外分析与抗氧化活性实验结果表明,添加扁桃斑鸠菊叶后的胞外多糖与未添加扁桃斑鸠菊叶的胞外多糖红外主要吸收峰一致,并且对ABTS、DPPH以及羟基自由基清除能力相近。本研究结果表明扁桃斑鸠菊叶能够有效地提高粗毛纤孔菌胞外多糖的产量,为其他珍稀食药用菌胞外多糖的高效生产提供了新思路。     

上海佛甲草模块式屋顶绿化夏季昼夜节能效应研究

利用屋顶绿化隔热,对降低夏季空调耗能尤为重要。目前中国还缺少针对其日照环境差异下夏季昼夜热效应的全面考察研究。借助建筑日照分析将试验屋顶划分为4个日照区间,利用HOBO小气象站测取环境温度数据、热电偶昼夜连续测取不同日照区间多点温度数据,综合分析上海佛甲草模块式屋顶绿化的昼夜隔热效果。研究结果表明：试验屋顶绿化在夏季白天的隔热效果明显,最大屋面降温值可达28℃以上,日照越强隔热效果越明显;夜间的散热效果不及裸屋面;且存在最高温度时滞效应。其对建筑节能的昼夜综合效应,需要结合建筑屋顶构造自身的保温隔热性能、屋面日照条件以及建筑的昼夜使用节律做进一步的深入研究,以期达到屋顶绿化经济价值与节能效益的最大化。     

幽门螺杆菌感染胃组织基因芯片生物信息学分析

为探讨幽门螺杆菌感染胃组织后差异基因变化,深入分析参与疾病发生、发展的分子机制。从GEO(Gene Expression Omnibus)数据库下载幽门螺杆菌感染胃组织基因芯片数据(GSE5081),根据胃粘膜组织是否受损分组,分别比较幽门螺杆菌感染者与阴性对照组,获得差异基因并进行功能分析包括GO分析、信号通路分析,基因相互作用及基因共表达,得到重要核心基因,并通过实时定量PCR方法进行验证。结果表明:得到参与幽门螺杆菌感染后上调的44个主要基因,主要涉及的GO分析及信号通路包括免疫反应、炎症反应、抗原提呈、细胞因子通路、因子受体关联,细胞粘附分子等。研究发现核心基因CXCR4,CCL20,JAK3,TNFAIP2,PLEK,HLA-DMA,PTPRC,CXCL13,BCL2A1,并通过实时定量PCR的方法进行部分验证,CXCR4,CXCL5,CXCL2在幽门螺杆菌感染后的胃黏膜组织表达高于对照组。幽门螺杆菌感染后胃粘膜组织引起免疫反应,炎症反应,抗原提呈,因子受体关联,细胞粘附分子通路的激活。同时发现一些主要的趋化因子相关基因CXCR4,CXCL5,CXCL2,CCL20,CXCL1等,涉及增殖,炎症,免疫,凋亡基因JAK3,TNFAIP2,PLEK,HLA-DMA,PTPRC,BCL2A1等的表达上调,并实时定量PCR验证部分相关基因的表达。这些结果为从分子网络机制层面上认识幽门螺杆菌感染提供分析思路及基础。     

Genetic mapping of folate QTLs using a segregated population in maize

As essential B vitamin for humans, folates accumulation in edible parts of crops, such as maize kernels, is of great importance for human health. But its breeding is always limited by the prohibitive cost of folate profiling. The molecular breeding is a more executable and efficient way for folate fortification, but is limited by the molecular knowledge of folate regulation. Here we report the genetic mapping of folate quantitative trait loci (QTLs) using a segregated population crossed by two maize lines, one high in folate (GEMS31) and the other low in folate (DAN3130). Two folate QTLs on chromosome 5 were obtained by the combination of F₂ whole-exome sequencing and F₃ kernel-folate profiling. These two QTLs had been confirmed by bulk segregant analysis using F₆ pooled DNA and F₇ kernel-folate profiling, and were overlapped with QTLs identified by another segregated population. These two QTLs contributed 41.6% of phenotypic variation of 5-formyltetrahydrofolate, the most abundant storage form among folate derivatives in dry maize grains, in the GEMS31×DAN3130 population. Their fine mapping and functional analysis will reveal details of folate metabolism, and provide a basis for marker-assisted breeding aimed at the enrichment of folates in maize kernels.     

慢性心力衰竭患者N端脑钠肽前体、脑钠肽与患者心脏超声参数及炎症因子的关系

目的:探讨慢性心力衰竭(CHF)患者N端脑钠肽前体(NT-proBNP)、脑钠肽(BNP)与患者心脏超声参数及炎症因子的关系。方法:选取2015年3月～2018年2月期间我院收治的CHF患者135例为研究组。根据纽约心脏病学协会(NYHA)心功能分级将研究组分为Ⅰ级组26例,Ⅱ级组34例,Ⅲ级组42例,IV级组33例。另选取同期于我院体检的健康志愿者30例为对照组。检测并比较对照组与研究组、不同NYHA心功能分级的血清标志物、炎症因子、心功能超声参数,采用Pearson相关性分析NT-proBNP、BNP与炎症因子、心功能超声参数的相关性。结果:研究组血清BNP、NT-proBNP、白介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、超敏C反应蛋白(hs-CRP)水平及左心室舒张末期内径(LVEDD)、左心室收缩末期内径(LVESD)均显著高于对照组,左心室射血分数(LVEF)则低于对照组(P0.05)。BNP、NT-proBNP、IL-6、TNF-α、hs-CRP水平及LVEDD、LVESD随心功能分级的升高而升高,LVEF随心功能分级的升高而降低(P0.05)。经Pearson相关性分析显示,CHF患者BNP、NT-proBNP与IL-6、TNF-α、hs-CRP、LVEDD、LVESD呈正相关,而与LVEF呈负相关(P0.05)。结论:血清NT-proBNP、BNP与CHF患者的心脏超声参数及炎症因子密切相关,可考虑将其作为临床诊断CHF的生物学指标。