枯草杆菌蛋白酶嗜热性改造单突变效果评判方法研究

对蛋白质进行嗜热性改造是蛋白质工程的主要问题之一,残基突变方法被广泛运用于其中。本文以枯草杆菌蛋白酶（SUBTILISIN BPN＇）为研究对象,旨在建立评判嗜热性改造效果的方法,选取了有可靠实验资料的9个突变点,运用分子动力学模拟方法,在四种不同模拟条件下,对其中的6个突变体和1个野生型蛋白进行了多种参量的对比分析,提取4个特征有效参量,建立了蛋白酶嗜热性改造单突变效果评判方法;利用该方法对其它3个突变效果进行评判,评判结果与实验资料完全吻合,证明该方法可用于枯草杆菌蛋白酶嗜热性改造单突变效果的评判。     

1982-2016年东北黑土区植被NDVI动态及其对气候变化的响应

植被是陆地生态系统的重要组成部分,在调节气候、水土保持等方面具有重要作用,因此,监测植被生长变化并探讨其与气候变化之间的关系,在全球变化研究中具有重要意义。基于MODIS NDVI和GIMMS NDVI数据集,并通过一致性检验,在区域和像元两个空间尺度上,利用一元线性回归模型,研究东北黑土区1982-2016年植被生长动态,分析植被生长对气温和降水量的响应程度。结果表明：区域尺度上,1982-2016年东北黑土区植被生长季NDVI变化分为3个阶段（先增加继而减少最后再增加）,区域植被的生长在气温、降水量的共同作用下,呈现出明显季节差异;像元尺度上,1982-2016年东北黑土区NDVI总体趋势为改善状态,主要改善植被类型为草原、森林和农业植被,鹤岗市、绥化市和长春市改善面积较大;多年平均NDVI值与同期气温和降水量具有一定的相关关系,平原地区植被NDVI与气温主要呈显著正相关关系,植被类型主要为耕地;平原地区边缘和山地地区的植被NDVI与降水量以显著正相关关系为主,主要植被类型为森林和草地。     

基于生态系统服务权衡的优先保护区选取研究——以南方丘陵山地带为例

南方丘陵山地带作为"两屏三带"国家生态屏障区之一，发挥着保障华南和西南地区生态安全的作用，优先保护区的选取对区域的生态系统服务提升、生态安全和可持续发展具有重要的意义。以南方丘陵山地带为研究对象，采用InVEST模型和森林游憩模型评估产水量、土壤保持、碳储存、生境质量和生态休闲的空间分布，基于有序加权平均算子（OWA）建立了11种情景，通过对比各情景的保护效率筛选出了优先保护区。结果表明：（1）南方丘陵山地带产水量和土壤保持分布不均，平均产水量1108mm，高值区均集中在中部地区，而东部区域和西部区域的生态休闲较高；（2）研究区固碳能力强，平均碳储量为45.58t/hm²，生境质量良好，平均生境质量为0.75，碳储存和生境质量与土地利用/覆被类型关系密切；（3）情景2的保护效率最优，对产水量、土壤保持、碳储存、生境质量和生态休闲的保护效率分别为1.17，1.89，1.32，1.48，1.18。研究结果可为研究区生态系统服务的提升提供决策支持。     

不同海拔梯度南方丘陵山地带生态系统服务价值的时空演变

探讨海拔梯度对生态系统服务价值空间分异的影响对实现生态系统可持续管理具有重要意义。本研究以南方丘陵山地带2000年和2015年的土地利用/覆被数据为基础,分析了南方丘陵山地带生态系统服务价值(ecosystem service value, ESV)的时空变化与海拔梯度特征。结果表明：2000—2015年,阔叶林、人工表面和裸地面积增加,针叶林、旱地、水田、灌木林面积下降;阔叶林、针叶林在T₂海拔梯度(500～800 m)分布最多;2000—2015年,南方丘陵山地带ESV增加了64.83亿元,阔叶林和针叶林分别贡献33.41%、28.41%;单项ESV中,水文调节贡献最大,占总量的26.20%,粮食生产减少最多,减少了3.69亿元;ESV空间上呈现东西多、中部少的分布格局;海拔梯度上,单位面积ESV呈现先上升再下降的趋势,T₂海拔梯度是转折地带,其生态系统服务价值占总价值的22.51%;2000—2015年各海拔梯度ESV呈增加趋势,T₁海拔梯度(<500 m)的ESV增长最多,增加40.72亿元;地理探测结果表...     

α/β类蛋白质折叠类型的分类方法研究

蛋白质折叠规律的研究是生命科学重大前沿课题之一,折叠分类是蛋白质折叠研究的基础。本文基于LIFCA数据库,选取样本量大于2的55种α/β类蛋白质折叠类型为研究对象。结合蛋白质折叠类型的定义及其保守拓扑结构特征,确定了55种蛋白质折叠类型的模板及其对应的特征参数。建立了基于模板的打分函数Mul-Fscore,并结合二级结构参数信息,给出了55种α/β类蛋白质折叠类型的多模板分类方法。用此方法对LIFAC数据库中的931个样本进行检验,分类结果的平均特异性、平均敏感性、MCC值分别为99.58%、79.47%、79.39%。与TM-score分类结果对比发现,Mul-Fscore分类的敏感性与MCC值好于TM-score的相应结果,平均特异性相近。     

氮磷浓度对藻-溞-草间相互作用的影响

为了解氮磷浓度对生物操纵效果的影响, 以小球藻、大型溞和金鱼藻分别作为浮游植物、浮游动物和大型沉水植物的代表, 建立了它们之间相互作用的水生微宇宙模型。研究了在25℃、2000—3000 lx 的温度和光照下, 不同氮磷浓度对三者生长的影响。结果表明: 两者共培养时, 在高氮(10.5 mg/L)条件下, 磷浓度小于0.1 mg/L 对大型溞繁殖和金鱼藻的生长有利; 磷浓度介于0.1—2 mg/L 时小球藻呈大暴发趋势, 而金鱼藻的生长则明显受抑制。在低氮(0.5 mg/L)条件下, 磷浓度不大于0.5 mg/L, 大型溞对小球藻有较好的抑制作用, 金鱼藻与小球藻无显著互抑现象; 磷浓度增大为2 mg/L 时, 小球藻对金鱼藻生长产生明显抑制。在0.05—2 mg/L 的磷浓度范围及高氮和低氮条件下三者共培养时, 大型溞数量及金鱼藻生物量均不同程度的升高,且小球藻数量得到了有效抑制, 以磷浓度为0.1—0.5 mg/L 时效果最佳; N/P 比值对藻、溞、草间的相互作用有重要影响, 在藻-溞系统中, 大型沉水植物的加入可以大大提高控藻效果, 减小N/P 比值波动带来的不利影响。与低氮情况相比, 高氮条件对金鱼藻、大型溞及小球藻的增长均存在一定抑制作用。磷浓度为0.5 mg/L时的水体氮磷去除效果好于其他磷浓度梯度。       

水华束丝藻对磷的生理响应研究

束丝藻(Aphanizomenon Morr. ex Born. et Flah.)是我国淡水水体常见的水华蓝藻之一, 由其引发的水华已产生了严重的环境及生态安全问题。然而, 目前对束丝藻的研究仍相对较少。为了揭示环境因子对束丝藻的影响, 研究从淡水水体限制因子?磷入手, 探讨其对束丝藻的生理生态效应, 研究了不同磷浓度(0.00、0.02、0.05、0.50、1.00 mg/L)对水华束丝藻的生长、光合作用及碱性磷酸酶变化的影响。结果表明: 水华束丝藻在磷浓度低于0.50 mg/L 条件下, 其比生长速率()、最大光合反应(Pm)、饱和光强(Ik)、PSⅡ光化学效率(Fv/Fm)和最大电子传递速率(ETRmax)均下降, 而暗呼吸(Rd)显著增加, 这表明培养基磷浓度低于0.50 mg/L 时,水华束丝藻产生磷营养胁迫, 导致其光合作用受到抑制, 呼吸作用增强, 进而抑制其生长。为了应对这种胁迫, 束丝藻显著增加了其碱性磷酸酶活性(APA), APA 的增加, 使得水华束丝藻能够分解有机形态磷物质转化为其可利用无机磷来缓解磷胁迫。当磷浓度高于0.50 mg/L 时, 水华束丝藻各种参数并没显著性差异, 表明磷浓度高于0.50 mg/L 能够保证水华束丝藻的正常生理特征。这些结果揭示了在低磷条件下, 水华束丝藻能通过调节光合作用和APA 等生理响应, 使其保持生存和竞争优势。       

免疫酶染色法对羊肚菌菌丝特异性靶位的初步定位与分析

为了解羊肚菌(Morchella esculenta)菌丝抗原物质的识别特征及其在菌丝上的分布,利用免疫酶染色法(Immunoenzyme assay,IEA)对两株抗羊肚菌单克隆抗体(W8C9,C6A8)在羊肚菌菌丝上对应的特异性结合靶点进行定位研究。初步确定了两株单克隆抗体对应的羊肚菌菌丝抗原在菌丝上的位置,并确定了W8C9、C6A8和兔多克隆抗体稀释后适合工作的体积分数分别为5.0%、4.5%、4.0%。     

橡胶树内生沙雷氏菌脂肪酶基因SmLipase1的克隆和表达分析

脂肪酶在洗涤剂、食品、纸浆以及生物柴油等多个工业领域被广泛应用。不同的应用领域对脂肪酶的酶学特性有不同的要求,因此挖掘脂肪酶基因资源具有重要意义。本研究报道从橡胶树内生菌Serratiamarcescens ITBB5-1中克隆得到一个脂肪酶基因,命名为Sm Lipase1,编码662个氨基酸,pI 4.82,能分泌脂肪酶到培养基中。构建重组表达载体pET22b-Sm Lipase-1,转化大肠杆菌菌株BL21(DE3)。本研究表明该转基因菌株能高效表达脂肪酶,并在平板培养基上形成较大的透明圈,转基因菌株发酵培养所获得的培养液酶活性达到26 U/mL。此外,该酶还具有催化油脂与甲醇反应生产脂肪酸甲酯的活性,在生物柴油领域具有一定的开发价值。     

银杏叶内生真菌Aspergillus sp. YXf3活性次生代谢产物的研究

采用多种柱层析技术,从银杏叶内生真菌Aspergillus sp.YXf3发酵液的乙酸乙酯提取物中分离得到5个化合物,根据理化性质和波谱数据鉴定其结构分别为terreinol(1)、cyclo-(L-Leu-L-Trp)(2)、sphaeropsidin A(3)、sphaeropsidin B(4)和4-hydroxy-3-(3’-methyl-2’-butenyl)benzoic acid(5)。以上化合物均为首次从银杏内生真菌中分离得到。神经氨酸酶抑制剂活性测试结果表明,化合物2和4具有较强的抑制活性,其IC50分别为4.67和3.40μM。