环境变化对水稻osfh1突变体成蛋白家族表达的影响

水稻成蛋白基因成员OsFH1在水稻根毛的生长发育中起着关键作用,这一过程受到环境因素的调控,当前的研究对环境因素如何与OsFH1互作调控水稻根毛的机制尚未阐明。为探索水稻成蛋白成员是否在环境因素介导的osfh1突变体根毛表型恢复中发挥作用,该研究使用1/2 MS液体培养液与1/2 MS固体培养基处理osfh1突变体,通过qRT-PCR技术分析成蛋白家族成员表达量,并对成蛋白家族进行生物信息学分析。结果表明:(1)与野生型相比,在液培中osfh1突变体主根根毛缺失,地上部分较短,侧根数量增加,在固体培养中osfh1突变体根毛缺失表型得到恢复。(2)与野生型相比,当osfh1突变体从液培到固培环境时,OsFH16表达量下降,OsFH17表达量上升,并且差异显著。(3)OsFH1、OsFH16、OsFH17都是第一类成蛋白亚家族成员,都具有生长素、赤霉素以及厌氧等与环境胁迫相关顺式作用元件,并且预测到OsFH1、OsFH16和OsFH17定位于质膜行使功能。(4)OsFHs在不同组织的表达模式分析表明,OsFH1在根部表达水平较高,而OsFH16、OsFH17在根部表达量相对较低。综上认为,由于OsFH16、OsFH17、OsFH1之间亲缘关系较高,调控模式相近且三者都可能在细胞质膜上行使功能,因此OsFH16、OsFH17可能参与环境因素与osfh1共同改变根毛表型这一过程。该研究结果为解析环境与osfh1基因共同调控水稻根毛发育机制奠定了一定理论基础,为探索植物成蛋白基因功能提出了新方向。     

高铁酸钾氧化去除饮用水中微量苯酚的研究

采用次氯酸盐氧化法合成高铁酸钾,测试了其对水中苯酚的氧化去除效果及其影响因素.结果表明,苯酚的去除效率主要取决于高铁酸钾和苯酚的质量比.在酸性条件下高铁酸钾对苯酚的去除效果较好.高铁酸钾与苯酚反应主要发生在最初的几分钟时间内,是一个由快而慢的过程.     

由含铝酸及铝渣制备聚氯化铝铁净水剂

以含铝酸和铝渣工业废弃物为原料,无需加热装置,一步法制备出价廉高效的液体聚合氯化铝铁(PAFC)净水剂,考察了与PAFC净水剂制备有关的因素(新老铝渣活性、液固比、盐基度、固液分离等),提供了合理的生产工艺及操作条件,实现了废物资源化再利用.制各PAFC最佳工艺条件为:利用含铝酸与新铝渣反应,控制液固比3.0,添加催化剂,保温(96~105℃)反应5h后,加入阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)除悬浮物即得到液体成品PAFC.将制备的PAFC产品应用于弱酸性染整洗水混凝脱色处理.结果表明,PAFC产品盐基度对混凝脱色效果影响显著,盐基度越高,矾花出现速度快,且矾花颗粒大,沉淀速度快,脱色效果好.     

城市河道底泥污染生物修复技术研究

城市河道受污染底泥对水体产生大的二次污染,为有效的控制底泥污染物的释放和开发有效的水体治理技术方法,本研究利用人工模拟河道在连续流条件下,对河道污染底泥的生物修复及其对水体生物修复的影响进行了试验研究。研究结果表明:采用曝气增氧和投加底泥生物修复制剂联合处理的方式能达到好的底泥生物修复效果,能有效的提高底泥的生物降解活性(G值),削减底泥氮磷污染物的释放量,底泥G值与底泥氮、磷污染物释放量呈显著负相关性:单独采用曝气增氧和投加土著微生物制剂联合实施的生物修复方法对河道污染水体均具有良好的修复效果,但底泥的生物修复将对河道水体生物修复的效果产生大的影响。底泥生物修复后,对水体进行生物修复的处理效果更加显著,在相同实验条件下,对水体COD、氨氮的最大去除率由65.0%和16.30%提高到72.0%和41.0%,水体生物修复的周期由13 d缩短为6 d。     

光催化氧化降解制药废水中头孢曲松钠的研究

以二氧化钛(TiO₂)为光催化剂,分别采用高压汞灯和反射镝灯为紫外光和模拟日光光源,对头孢曲松钠进行光催化降解,用紫外光谱跟踪其光催化降解过程。考察了光催化体系中光源、催化剂用量、光照时间、电子受体以及其他离子的存在对光催化降解过程的影响。结果显示,当反应物初始浓度500mg·L^-1,在高压汞灯和反射镝灯条件下反应5小时后,在催化剂用量分别为2.5g·L^-1和2.0g·L^-1时对头孢曲松钠的降解效果最好,分别达到93.4%和73.8%。体系中加入电子受体能促进光催化反应速率,而一些无机离子如HCO₃^-、SO₄^2-、Cl^-等的存在显著降低了TiO₂光催化剂的活性。实验结果有助于抗生素制药工业废水的光催化处理研究。     

用硫酸亚铁溶液吸收处理氮氧化物的效果

实验分析探讨了FeSO4溶液对氮氧化物(NOx)的吸收去除机理,并考察了Fe2+初始质量分数、混合气中O2体积分数、NOx初始质量浓度和气液接触时间对NOx去除率的影响.结果表明,FeSO4吸收液在吸收初期对NOx表现出了较好的吸收去除效果.Fe2+初始质量分数越高、O2体积分数越大、NOx初始质量浓度越低、气液接触时间越长,NOx的去除率就越高.在吸收剂中Fe2+质量分数为4%、模拟废气中O2体积分数为34.9%的条件下,FeSO4吸收液对NOx初始质量浓度为2700 mg·m-3的废气进行吸收去除时,在吸收反应初期阶段,NOx的去除率可以达到80%以上.     

LaVO4可见光催化降解罗丹明B的研究

用溶胶-凝胶法在不同温度下煅烧,合成了系列LAVO4光催化剂,用XRD,FT-IR,SEM,BET,UV-Vis DRS对催化剂进行了表征,考察了其可见光催化降解罗丹明B的性质.结果表明,在200℃煅烧可合成t-LaVO4晶体,300℃以上煅烧有利于制备m-LAVO4.催化剂样品为多孔结构,比表面积大,可见光催化活性良好.300℃制各的样品具有最好的光催化活性,可见光催化6 h后,罗丹明B降解率达65.45%,比TiO4的降解率高48.07%.加入电子受体或调节初始溶液pH值为酸性(pH=3)都可大幅度提高m-LaVO4的可见光催化活性,m-LaVO4可见光催化反应2 h后,罗丹明B均可完全降解.     

过氧化氢酶-无机杂化纳米花的制备及催化特性

过氧化氢酶(catalase,CAT)是一种在食品、医疗、纺织等领域广泛应用的工业酶,具有催化效率高、专一性强、绿色环保等突出特点。工业中游离过氧化氢酶无法回收再利用,导致以其为核心的工业生物转化过程成本较高。开发一种简单、温和、低成本并且体现绿色化学理念的方法对过氧化氢酶进行固定化有望提高其利用率并且强化酶学性能,具有迫切的现实需求。本研究将源自枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)168的过氧化氢酶KatA在大肠杆菌中进行重组表达,之后将分离纯化得到的纯酶以酶-无机杂化纳米花形式制备成固定化酶并进行酶学性质研究。结果显示,利用乙醇沉淀、DEAE阴离子交换层析、疏水层析3步纯化,最终获得电泳纯的重组KatA,之后通过优化制备条件获得了一种新型KatA/Ca₃(PO₄)₂杂化纳米花固定化酶。酶学性质研究结果显示,游离酶KatA的最适反应温度为35℃,KatA/Ca₃(PO₄)₂杂化纳米花的最适反应温度为30−35℃,二者最适反应pH值均为11.0。游离酶KatA和KatA/Ca₃(PO₄)₂杂化纳米花在pH4.0−11.0和25−50℃条件下均表现出较好的稳定性。KatA/Ca₃(PO₄)₂杂化纳米花显示出比游离酶KatA更好的储存稳定性,在4℃储存14d后仍保留82%的酶活力,而游离酶仅具有50%的酶活力。此外,纳米花在进行5次催化反应后仍具有55%的酶活力,表明其具有较好的操作稳定性。动力学研究结果显示,游离酶KatA对底物过氧化氢的K_m为(8.80±0.42)mmol/L,k_cat/K_m为(13151.53±299.19)L/(mmol·s);而KatA/Ca₃(PO₄)₂杂化纳米花的K_m为(32.75±2.96)mmol/L,k_cat/K_m为(4550.67±107.51)L/(mmol·s)。与游离酶KatA相比,KatA/Ca₃(PO₄)₂杂化纳米花对底物过氧化氢的亲和力下降,同时其催化效率也有所降低。综上所述,本研究以Ca²⁺作为自组装诱导剂,成功将KatA以酶-无机杂化纳米花形式制备成固定化酶,不仅对部分酶学性能实现了强化,而且为固定化过氧化氢酶的绿色制备和规模化应用奠定了基础。     

融合自组装双亲短肽对重组过氧化氢酶酶学性质的影响

[目的]利用融合自组装双亲短肽策略对源自枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的过氧化氢酶KatA进行改性,以强化重组过氧化氢酶在工业中的应用适应性。[方法]将自组装双亲短肽S1vw通过连接肽PT-linker融合在KatA的N端,构建重组质粒pHT254-S1vw-PT-katA,将其与携带天然酶基因的pHT254-katA分别转入枯草芽孢杆菌WB800N中进行分泌表达,之后将分离纯化得到的纯酶进行酶学性质研究。[结果]成功构建出工程菌并将胞外粗酶液通过乙醇沉淀、DEAE阴离子交换层析、疏水层析和凝胶过滤层析4步纯化,最终获得电泳纯的重组酶蛋白。酶学性质研究结果显示,融合酶S1vw-PT-KatA和天然酶KatA的最适反应温度均为30℃,最适反应pH值均为11.0。然而,融合酶在pH 12.0下孵育30 min的相对酶活为77.3%,是相同处理条件下天然酶相对酶活的14.9倍,在65℃和70℃下孵育30 min的相对酶活分别为19.8%和17.5%,是相同处理条件下天然酶相对酶活的1.8倍和1.7倍。此外,融合酶在4℃储存14 d后相对酶活为88.6%,而天然酶仅具有44.3%的相对酶活。同时,融合酶的k_cat/K_m提高到天然酶的2.3倍。[结论]融合自组装双亲短肽S1vw提高了重组过氧化氢酶KatA的pH稳定性、温度稳定性、储存稳定性和催化效率,不仅获得了催化效率和应用适应性改良的重组酶蛋白,为针对过氧化氢酶的进一步分子改造提供了策略参考和实验依据,而且促进了其在工业上的规模化制备和应用。     

改性沸石粉吸附去除微污染水中Ni(Ⅱ)的试验研究

用壳聚糖改性天然沸石粉,制备了改性沸石粉吸附材料,对微污染水源水中微量镍(Ⅱ)的吸附去除进行了研究。考察了吸附时间、沸石粉投加量、镍(Ⅱ)初始浓度以及原水pH 值等因素对镍(Ⅱ)去除效果的影响。结果表明,改性沸石粉对镍(Ⅱ)的去除效果明显优于天然沸石粉;当镍(Ⅱ)初始浓度低于0.2 mg/L 时, 投加1.5 g/L 壳聚糖改性沸石粉,经20 min 吸附后,水中镍(Ⅱ)的剩余浓度低于 0.02 mg/L,可满足《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中的要求;提高水的pH 值有利于两种沸石粉对镍(Ⅱ)的去除。另外,两种沸石粉对镍(Ⅱ)的吸附过程均符合Freudlich 等温吸附模型,且改性沸石粉的吸附指数更小,其吸附能力更强。