基于多Agent仿真解析处理剩余污泥的微生物电解池种群互作关系

【背景】微生物电化学系统耦合了电化学反应和厌氧消化过程,在处理剩余污泥同时实现能源回收,成为具有应用前景的技术之一。揭示电活性生物膜和活性污泥种群互作机制,有助于进一步调控和强化系统性能。高通量核酸测序技术研究微生物群落具有投入大、耗时长和不可预测的缺点,开展微生物群落动态仿真可以更有效地预测群落结构与功能。【目的】研究厌氧消化和生物电化学系统的微生物种间热力学与动力学的演化规律。在考虑电子供体、电子受体、温度、pH值等生态条件下,分析底物的电子流向及微生物群落结构的动态变化。【方法】通过对剩余污泥处理的微生物电解池(Microbial electrolytic cell,MEC)建立一个多Agent仿真(Multi-agent-based simulation,MAS)模型,评估MEC对底物氧化电子转移的能量效率和传质效率,模拟微生物群落结构实时变化,同时耦合动力学和热力学分析;揭示影响MES运行的电子流向决定性因素及相应的微生物种群,为复杂污染物生物处理系统中种间互作和动力学研究提供基础依据。【结果】通过MAS模拟,确定MEC污泥处理工艺的最佳能量传递效率与传质效率为η=0.2,ε=0.5,MAS结合热力学与动力学参数模拟微生物的群落动态与实验组有较高的吻合性。在长期的运行中,微生物电化学系统中丙酮酸没有积累。【结论】证实了MAS结合热力学与动力学参数可以预测微生物的群落动态,并进行实时监测。研究表明多Agent仿真为微生物群落结构动态变化提供了一种新的研究方法,该方法与高通量核酸测序技术进行校验和联用,为人工和自然生态系统中微生物种群预测与评估研究提供一个新的手段。     

叉角厉蝽触角转录组及嗅觉相关基因分析

叉角厉蝽Eocanthecona furcellata是一种在生物防治方面有重要作用和潜力的捕食性天敌昆虫,触角是昆虫进行信息交换的重要器官,而嗅觉相关基因则是调控天敌昆虫捕食行为的重要分子基础。为获得叉角厉蝽触角转录组数据库,挖掘叉角厉蝽嗅觉相关基因,本研究利用Illumina高通量测序平台对叉角厉蝽雌雄成虫与5龄若虫触角进行转录组测序。成功构建了叉角厉蝽触角转录组,获得了67 843条unigenes, N50长度为2 300 bp。与七大公共数据库比对注释到27 686条unigenes,其中NR数据库注释最多(33.33%),且与茶翅蝽Halyomorpha halys相似度最高(64.20%)。14 258条注释到GO数据库中,分为生物过程、细胞组分和分子功能3个大类42个亚类;KEGG代谢途径分析表明,7 703条形成282条代谢通路,其中被注释在信号传导通路中的unigenes最多(11.50%)。进一步基因注释分析,鉴定得到134个候选嗅觉相关基因,32个化学感应蛋白基因(Chemosensory protein genes, CSP),10个气味结合蛋白基因(Odor...     

土壤水分和氮磷营养对冬小麦根系生长及水分利用的调节

模拟试验研究结果表明：在土壤相对含水量为４０％￣７０％范围内,水分亏缺严重,根水势和蒸腾蒸发量显著降低,根系生长严重受阻,根长变短,根干重降低,随着土壤水分趋于良好,根水势和蒸腾蒸发量显著增加,根干重在土壤相对含水量为５５％￣６２％之间时最大,而土壤相对含水量在５５％上下时根长达最长;土壤水分趋于轻度干旱有利根系下扎,土壤水分趋于良好利于根量增长。氮磷营养对小麦根系生长具有明显的调节作用。磷营养可     

芦苇与入侵植物互花米草的光合特性比较

以上海崇明东滩湿地外来入侵植物互花米草与本地种芦苇为研究对象,对它们的光合特性进行了比较研究,结果表明:(1)与芦苇相比,互花米草具有更高的表观量子效率(AQY)、CO2羟化效率(CE)和最大净光合速率(pmax);(2)生长季节初期,互花米草午间时段的光合、气孔导度和蒸腾速率均高于芦苇,各指标与光、温的变化基本一致;(3)互花米草的净光合速率曲线呈“单峰”型,测定指标在强光合辐射、高温条件下迅速上升,芦苇则表现出明显的“午休”现象;(4)在生长季节初期(5月份)和活跃期(9月份),互花米草的净光合速率显著高于芦苇,而在生长季节后期(11月份)则低于芦苇。该项研究有利于解释互花米草生长迅速,生产力高,竞争性强的生理生态学特性。     

平滑肌肌球蛋白轻链激酶的非激酶作用及对ATP 酶活性的调节

肌球蛋白轻链激酶（myosin light chain kinase, MLCK）具有激酶活性和非激酶活性,在平滑肌收缩过程中起着关键酶调控的作用.为探寻MLCK的非激酶活性区域对MLCK活性的影响,以进一步阐明MLCK的非激酶活性在调节平滑肌收缩过程中的分子机制.采用PCR技术构建MLCK部分氨基酸缺失的重组表达载体pGEX-F6-5/D,经大肠杆菌表达得到可溶性GST融合蛋白,利用SDS-PAGE及Western 印迹鉴定表达的MLCK在细胞中的分布,结果还显示,提取液的上清和沉淀中均有MLCK片段的表达.运用亲和层析技术分离并纯化删除前、后表达的MLCK片段（F6.5和F6-5/D）,经谷胱甘肽琼脂糖凝胶 4B 纯化,SDS-PAGE鉴定显示为单一表达条带.应用EnzChek磷分析试剂盒和孔雀绿两种方法分别测定不同浓度的MLCK对非磷酸化肌球蛋白Mg²⁺-ATP酶活性的影响.两种MLCK的片段均具有激活ATP酶活性的作用,并随MLCK浓度的增加,酶的活性增加.比较删除前后不同MLCK片段对ATP酶活性的影响结果显示,删除MLCK片段1002位丙氨酸至1019位亮氨酸后,对ATP酶的激活作用较删除前明显降低,表明删除的部分氨基酸序列为MLCK非激酶活性所必需的区域.利用电镜技术观察到MLCK片段（F6.5）使非磷酸化肌球蛋白构象发生明显的变化.加入MLCK片段后肌球蛋白的构象由非活性型转化为活性型,并且MLCK片段还具有促进肌球蛋白单体形成肌丝的作用.     

有机配体对稀土元素在小麦体内积累和分异的影响

采用营养液培养和添加外源混合稀土等方法,研究了有机配体柠檬酸、EDTA和DTPA对稀土元素在小麦的根和叶中积累与分异的影响。结果表明,低浓度有机配体对小麦根和叶中的稀土元素,尤其是轻稀土元素的积累有轻微的促进作用,随浓度的升高则表现出显著的降低作用。有机配体对重稀土的作用比轻稀土强,使根和叶中稀土元素的分布曲线向重稀土相对亏缺的方向发展。3种配体对轻、重稀土分异的作用强度为:EDTA>DTPA>柠檬酸。通过VM INTEQ计算表明,在EDTA和DTPA作用下小麦叶中稀土元素的积累与轻、重稀土的分异主要由溶液中呈自由离子态稀土元素的含量和组成控制;柠檬酸作用下小麦叶中稀土元素的变化与自由离子态稀土的含量和组成关系较弱,推测REE-柠檬酸络合物可被小麦直接吸收并运转到小麦的叶中。     

甘肃省麻疹减毒活疫苗强化免疫疑似接种异常反应分析

目的分析甘肃省2010年和2011年麻疹减毒活疫苗(Measles vaccine,live MV)强化免疫活动中疑似预防接种异常反应(Adverse events following immunization,AEFI)发生特征,评价AEFI监测工作。方法收集2010年和2011年甘肃省AEFI监测系统报告数据,采用描述性流行病学方法对相关数据进行分析。结果甘肃省2010年和2011年MV强化免疫活动共报告AEFI病例346例,报告发生率为14.17/100万,男性略多于女性。一般反应报告发生率为12.82/100万,异常反应报告发生率为1.19/100万,异常反应主要以过敏性皮疹为主。接种MV后,发生AEFI的时间多在1 d之内,占总报告病例数的76.41%,并呈现随着年龄增大发生率逐渐降低的趋势。结论两次MV强化免疫活动AEFI报告发生率较低,接种MV后的1 d之内需要重点监测,加强主动监测,提高AEFI的预防和处理水平。     

藏鸡线粒体全基因组序列的测定和分析

通过PCR扩增,测序,拼接,获得藏鸡（Tibetan Chicken）线粒体全基因组序列并进行数据分析处理。藏鸡线粒体全基因组序列全长16783bp,共有13个蛋白质编码基因、2个rRNA基因、22个tRNA基因和1个D-loop区。模拟电子酶切结果显示,藏鸡DraI酶的酶切结果和先前报道的原鸡,茶花鸡,尼西鸡和大理漾濞黄鸡的酶切结果都不相同,为藏鸡特有。基于D-loop区全序列和13个蛋白质编码基因序列,采用N-J算法与原鸡属4个种,3个亚种和3个家鸡品系构建系统进化树：初步确定藏鸡起源于红原鸡,与家鸡中的来航鸡、白洛克鸡亲缘关系最近,但是藏鸡的进化与来航鸡、白洛克鸡这两个家鸡品系又显得相对独立。推测可能原因是藏鸡的祖先在进入高原以后处于相对封闭的环境,从而形成了独特群体遗传特性。     

山西云顶山自然保护区野生种子植物区系研究

山西云顶山自然保护区位于吕梁山脉中段,有野生种子植物926种,隶属于391属、85科,其中裸子植物2科、4属、6种,被子植物83科、387属、920种(其中双子叶植物72科、311属、756种;单子叶植物11科、76属、164种).种子植物属的区系成分复杂多样,以温带成分占绝对优势,温带属共275属,占总属数的82.08％.种子植物种的区系成分中,温带分布占绝对优势,达566种,占总种数的62.61％,中国特有分布次之,有306种,它们是构成云顶山自然保护区森林植被和灌丛植被的建群种和优势种的主要成分.经与有关山地植物区系和植被组成比较后得出,云顶山自然保护区与庞泉沟自然保护区具有较高的同质性和密切的联系,与五台山次之,而与中条山具有明显的差异.云顶山自然保护区有国家二级保护植物野大豆,还有山西省重点保护植物山西乌头、红景天和党参3种.     

土施糖类对丛枝菌根真菌侵染率和产孢的影响

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)不能进行光合作用,需要宿主植物提供碳水化合物供其完成整个生命周期,添加外源物质调控AMF和宿主植物的关系被认为是一种可行的措施。通过盆栽实验种植番茄,探索土施不同糖类对摩西球囊霉Glomus mosseae的侵染率、产孢能力和功能(宿主植物生长和养分)的影响。结果表明,添加葡萄糖和蔗糖可提高接种了摩西球囊霉的番茄的地上部生物量以及磷、钾吸收量,但对地上部氮吸收量影响不显著;添加麦芽糖和淀粉对地上部生物量及氮磷钾养分吸收量的影响均不显著。添加糖类处理,土壤碱解氮均有下降趋势;土壤速效磷、速效钾随着地上部磷和钾吸收量增加有下降趋势。糖类添加对土壤有机质没有影响。添加不同糖类均提高了AMF的侵染率,其中添加蔗糖处理的侵染率较单独施用摩西球囊霉菌处理增加了114%。单独施用摩西球囊霉菌剂处理土壤孢子数为10个/g,添加葡萄糖和淀粉处理的孢子数均为8个/g,添加蔗糖和麦芽糖处理的孢子数均为11个/g,添加糖类均对AMF产孢无显著影响。