酒精-沼气双发酵耦联工艺中SO42-的控制

SO2-4是"酒精-沼气双发酵耦联工艺"稳定运行的重要抑制物.在耦联工艺中,以中温厌氧出水代替自来水配料进行酒精发酵.通过无预糖化工序的"同步糖化发酵"技术研究,将酒精发酵的初始pH提高到6.0,H2SO4的消耗降低了50%,使SO2-4的质量浓度维持在3g/L的沼气发酵安全范围内.在进行高浓度酒精发酵时,糖化酶的添加量为每克木薯添加140U,发酵54h,最终酒精体积分数达14.7%.糖化酶添加量与常规酒精发酵用量相比,每克木薯增加了糖化酶20 U.     

林冠结构和地形对亚热带常绿落叶阔叶林林下幼苗物种多样性和功能多样性的影响

森林结构和地形是森林生态系统最明显的特点,也是影响林下幼苗存活和物种多样性的关键因子。该研究采用半球面摄影方法提取八大公山生长监测样地（共1.2 hm²）林冠结构参数,通过调查地表层木本植物幼苗的组成和多度,获取常见植物幼苗叶片功能性状,结合详细的地形信息,利用空间同步自回归模型探究林冠结构变量及地形因子对幼苗物种多样性及功能多样性的影响。结果表明：（1）八大公山亚热带山地常绿落叶阔叶林林冠结构复杂度较高,最大林冠高的平均值达到19.94 m,叶面积指数、平均叶倾角和林冠覆盖度分别为2.94、30.88°和0.87;（2）林冠结构变量和地形因子能够解释32.6%~48.4%的林下幼苗物种多样性指数变异和28.5%~70.2%的功能多样性变异,但地形因子对幼苗物种多样性的影响很小;（3）预测在亚热带常绿落叶阔叶林高海拔的山坡上,有较低的叶面积指数和平均叶倾角群落有较高的幼苗物种多样性;而在低海拔山脊上,较低的叶面积指数和平均叶倾角群落林下幼苗层有较高的功能多样性。此结果对科研人员和林业工作者开展野外森林更新情况评估和样方调查将有所帮助。     

喜树开花特性及繁育系统的研究

定位观测了喜树(Camptotheca acuminata Decne)花部构造、开花特性,用杂交指数(OCI)、花粉/胚珠比(P/O)、去雄、套袋、人工授粉等方法测定了喜树的繁育系统.结果表明:喜树花序为由4～6个头状花序组成的聚伞花序,聚伞花序上部的头状花序由两性花组成,下部的花序由雄花组成,两性花雌雄蕊发育正常,雄蕊10枚,雌蕊1枚,下位子房,一室,倒生胚珠;雄花雄蕊发育正常,雌蕊不发育.自然条件下,同一头状花序散粉后2 d,花粉活力最高;两性花在柱头外翻后3～4 d,柱头可受性最强,第6天失去可受性.喜树两性花为半同步雌雄蕊异熟类型,每个头状花序的所有小花同步开放,雄蕊先成熟,表现为雄性时期,雄蕊脱落后,雌蕊成熟,表现为雌性时期,上一级头状花序雌蕊成熟期与下一级头状花序雄蕊成熟期重合.繁育系统检测结果为部分自交和异交,需要传粉者活动才能完成授粉过程.     

同步光源之应用于病毒学研究

即将在2009年投入使用的上海同步光源（Shanghai synchrotron research facility,SSRF）属第三代设施。它的成功建设和即将投入使用给国内不同领域包括来自于物理学、材料科学和生命科学的研究人员带来前所未有的机遇。病毒学是生命科学的一个重要分支,其研究在SARS冠状病毒和禽流感爆发后越来越受到重视。本文给出了同步光源在病毒学研究中应用的一些想法。目的在于抛砖引玉,促进讨论和交流,为更好地利用光源做出努力。     

水牛瘤胃宏基因组的一个新的b-葡萄糖苷酶基因umcel3G的克隆、表达及其表达产物的酶学特性

以木质纤维素为原料、应用同步糖化共发酵工艺发酵生产酒精时需要酸性中低温高活力纤维素酶包括b-葡萄糖苷酶。本工作分6次构建了水牛瘤胃未培养微生物宏基因组文库, 获得1.26×105个克隆, 文库含外源DNA的总长度 约为4.8×106 kb。从文库中筛选到118个表达b-葡萄糖苷酶活性的独立克隆。发现其中8个克隆表达的b-葡萄糖苷酶在pH5.0、37oC条件下活性较强。对其中一个克隆进行了亚克隆, 序列分析发现一个2223 bp的潜在的编码b-葡萄糖苷酶基因(umcel3G)的开放阅读框(ORF), 其编码产物的氨基酸序列与来自于 Bacillus sp.的一个b-葡萄糖苷酶同源性最高, 具有60%的一致性和73%的相似性。该ORF在E.coli中的表达产物Umcel3G的分子量与预测大小相似, 酶谱分析表明该表达产物具有b-葡萄糖苷酶活性, 证实该基因为一个b-葡萄糖苷酶基因。测定了用Ni-NTA纯化的Umcel3G的酶学特性, 其最适pH和最适温度分别为6.0~6.5和45oC。一些金属离子如Ca2+、Zn2+能显著提高该酶的酶活, 而另外一些金属离子如Fe3+、Cu2+能抑制Umcel3G的活性。在pH4.5、35oC和5 mmol/L的 Ca2+存在的条件下, 用Ni-NTA纯化的重组酶的比活为22.8 IU/mg, 说明该酶在用SSCF工艺发酵生产酒精中有潜在的应用价值。     

水牛瘤胃宏基因组的一个新的β-葡萄糖苷酶基因umcel3G 的克隆、表达及其表达产物的酶学特性

以木质纤维素为原料、应用同步糖化共发酵工艺发酵生产酒精时需要酸性中低温高活力纤维素酶包括β-葡萄糖苷酶.本工作分 6 次构建了水牛瘤胃未培养微生物宏基因组文库,获得 1.26×105个克隆,文库含外源 DNA 的总长度约为 4.8×106kb.从文库中筛选到118个表达β-葡萄糖苷酶活性的独立克隆.发现其中 8 个克隆表达的β-葡萄糖苷酶在pH5.0、37℃条件下活性较强.对其中一个克隆进行了亚克隆,序列分析发现一个 2223 bp 的潜在的编码β-葡萄糖苷酶基因(umcel3G)的开放阅读框(ORF),其编码产物的氨基酸序列与来自于 Bacillus sp.的一个β-葡萄糖苷酶同源性最高,具有 60%的一致性和73%的相似性.该ORF在 E.coli中的表达产物Umcel3G的分子量与预测大小相似,酶谱分析表明该表达产物具有β-葡萄糖苷酶活性,证实该基因为一个β-葡萄糖苷酶基因.测定了用Ni-NTA纯化的Umcel3G 的酶学特性,其最适 pH 和最适温度分别为 6.0～6.5 和 45℃.一些金属离子如 Ca2+、Zn2+能显著提高该酶的酶活,而另外一些金属离子如 Fe3+、Cu2+能抑制 Umcel3G 的活性.在 pH4.5、35℃和 5 mmol/L 的 Ca2+存在的条件下,用 Ni-NTA 纯化的重组酶的比活为 22.8 IU/mg,说明该酶在用SSCF工艺发酵生产酒精中有潜在的应用价值.     

植被-大气相互作用中的气孔导度及其尺度转换

气孔导度是衡量植物和大气间水分、能量及CO2平衡和循环的重要指标,探讨气孔导度在叶片、冠层及区域尺度间的尺度转换及累积效应,对更好地认识植被与大气间的水热运移过程,合理评价植被在陆面过程中的地位和作用具有重要意义.本文着重从叶片尺度气孔导度模拟、气孔导度在冠层尺度的累积表现、冠层到区域尺度转换研究及气孔导度累积效应在陆面过程模型中的作用等4个层次总结了近期国内外研究状况,指出其中存在的异质性等问题,并就今后应加强多尺度间的同步观测提出了展望.     

电突触耦合神经元的相位同步及放电节律的转化

研究了两个参数失配较大情况下,处于不同放电模式的两个电突触耦合Hindmarsh-rose(HR)神经元的相位同步问题,发现在适当耦合强度下可以实现相同步并呈现出复杂的放电节律.利用峰峰间期(Interspikeinterval,ISI)和平均放电频率证实了相同步的发生,给出并分析了不同放电状态的神经元在电突触耦合下实现相同步后的神经放电节律.从相同步的角度显示,神经元同步后呈现簇放电特征或峰放电特征,除与两耦合神经元独自放电模式有关外,还与电突触耦合强度有一定的内在关系.     

利用基因芯片技术区分禽流感病毒主要亚型

[目的]研制可同时区分AIV的H5、H7、H9血凝素亚型及N1、N2神经氨酸酶亚型的基因诊断芯片.[方法]分别克隆了禽流感病毒的M基因,H5、H7、H9亚型HA基因,N1、N2亚型NA基因以及看家基因GAPDH的重组质粒.以重组质粒为模板,用PCR方法扩增制备探针,纯化后点于氨基修饰的片基上,制备基因芯片.在PCR过程中对待检样品进行标记,然后与芯片杂交,洗涤,扫描并进行结果分析.[结果]结果显示检测探针可特异性的与相应的标记样品进行杂交,呈现较强的杂交信号,且无交叉杂交.同时用RT-PCR、鸡胚接种和基因芯片方法对H1-H15亚型AIV参考毒株、30份人工感染样品、21份现地疑似样品进行检测,结果发现,对人工感染样品芯片检测方法与鸡胚接种和RT-PCR的符合率分别为100%和96%,现地样品符合率为100%.[结论]研究表明该方法可用于同步鉴别部分主要流行的禽流感亚型,是一种有效的新方法.     

季节和集群大小影响震旦鸦雀对人类接近的响应

本研究对震旦鸦雀在人类接近时的行为响应进行了观察,探讨集群大小以及季节性对人类接近时震旦鸦雀行为响应的影响.在人类靠近的情况下,震旦鸦雀个体或 者集群会采取逃逸、哨兵行为和警戒鸣叫或这些行为的组合做出反应,哨兵行为和警戒鸣叫常常伴随出现.人类接近时,出现哨兵行为和警戒鸣叫的个体和集群的比例呈现明显的月变化,在繁殖季节(4-9月),哨兵行为和警戒鸣叫出现的平均比例远低于非繁殖季节(10月-次年3月);出现哨兵行为和警戒鸣叫的集群比例随着集群大小的增加而增加.震旦鸦雀的集群大小呈现明显的季节性变化,繁殖季节以单只和较小集群为主,而非繁殖季节以较大集群为主.人类接近时, 不同季节和不同集群大小中哨兵行为和警戒鸣叫的出现与否呈现极显著的差异,方差分量估计表明警戒行为表现的差异主要由集群大小引起