光驱动二氧化碳转化系统的构建、优化与应用

利用光能驱动二氧化碳(carbon dioxide, CO₂)还原生产化学品对于缓解环境压力、解决能源危机具有重要意义。光捕获、光电转化和CO₂固定等作为影响光合作用效率的关键因素,同时也制约着CO₂的资源化利用效率。为了解决上述问题,本文从生物化学与代谢工程相结合的角度,系统总结了光驱动杂合系统的构建、优化与应用,并从酶杂合系统、生物杂合系统以及杂合系统应用3个方面分析了光驱动CO₂还原合成化学品的最新研究进展。在酶杂合系统方面,采用的策略主要有提升酶催化活性、增强酶稳定性等;在生物杂合系统方面,采用的方法主要包括增强生物捕光能力、优化还原力供应以及改善能量再生等;在杂合系统应用方面,主要阐述了光驱动CO₂还原生产一碳含能化合物、生物燃料以及生物食品等。最后,从纳米材料(包括有机材料和无机材料)和生物催化剂(包括酶和微生物)两个方面,展望了人工光合系统的进一步发展方向。     

中国兰科羊耳蒜属新记录种——岩生羊耳蒜及其独特的珠芽繁殖方式

报道了中国兰科(Orchidaceae)羊耳蒜属(Liparis Rich.)植物一新记录种——岩生羊耳蒜(Liparis petraea),并提供了其形态描述及彩色图片,凭证标本保存于广西植物研究所标本馆(IBK)。岩生羊耳蒜与见血青(L.nervosa)在形态上相近,但前者叶银灰绿色,叶面平展,唇瓣基部胼胝体为短圆柱状突起,植株通常具珠芽而易与后者区分。岩生羊耳蒜居群内个体呈聚集式分布,并与其具有的珠芽繁殖方式相关。     

基于前体供给途径遗传改造提高褐黄孢链霉菌纳他霉素的产量

纳他霉素(natamycin)是一种高效、广谱、安全的抗真菌剂,广泛应用于食品防腐与医药领域。纳他霉素可由多种链霉菌发酵产生。它是以乙酰辅酶A、丙二酰辅酶A及甲基丙二酰辅酶A为前体经Ⅰ型聚酮合酶(polyketide synthase,PKS)催化合成的多烯大环内酯类化合物。本研究以纳他霉素产生菌——褐黄孢链霉菌为研究材料,分别对不同前体分子供给途径中的关键酶进行过表达,并确定影响纳他霉素产量的关键前体供给途径。研究结果发现：通过过表达乙酰辅酶A合成酶(acetyl-CoA synthase,ACS)加强乙酰辅酶A合成途径,以及通过过表达甲基丙二酰辅酶A变位酶(methylmalonyl-CoA mutase,MCM)加强甲基丙二酰辅酶A合成途径,重组菌株纳他霉素产量分别比野生型菌株提高了44.19%和20.51%。共过表达ACS和MCM,重组菌株纳他霉素产量获得进一步提升(达1123.34mg/L),比野生型菌株提高了66.29%。上述发现为通过前体代谢工程的策略构建纳他霉素工业高产菌株提供了参考,也为其他聚酮类天然产物高产工程菌株的构建提供了借鉴。     

新疆准噶尔盆地玛湖凹陷玛页1井宾夕法尼亚亚系至乌拉尔统风城组孢粉地层学研究

提要准噶尔盆地西北缘玛湖凹陷风城组主要形成于碱湖环境,含有优质生烃母岩。对玛页1井风城组岩心样品的孢粉分析建立了Protohaploxypinus perfectus–Lunatisporites tersus (PT)孢粉组合。该组合包括20属29种孢粉化石。PT组合以双气囊具肋花粉占主导,蕨类孢子含量很低为特征;孢粉母体植物类群以裸子植物门种子蕨盾籽目为主,其次为松柏纲松柏目。该组合与准噶尔盆地南缘塔什库拉组上部至乌拉泊组的Crustaesporites–Protohaploxypinus–Hamiapollenites孢粉组合可以对比,均以双气囊具肋花粉为主要特征,又同时出现重要的属种Gardenasporites bilabiatus,Triangulisaccites boleensis和Hamiapollenites saccatus。孢粉地层学和同位素年代学资料表明,玛页1井风城组PT组合的时代很可能属于石炭纪宾夕法尼亚亚纪卡西莫夫期至二叠纪乌拉尔世阿瑟尔期,玛湖凹陷区整个风城组沉积时代晚于宾夕法尼亚亚纪巴什基尔期,其上部可能包含部分乌拉尔世阿瑟尔期沉积。风城组黑色页岩中...     

千渭之会国家湿地公园典型植物底泥真菌群落结构及功能研究

通过研究陕西省宝鸡市千渭之会国家湿地公园不同植被类型的底泥中真菌群落结构、多样性及功能差异,为千渭之会国家湿地公园水生植物的优化选择提供依据。以芦苇、香蒲、白茅、水葱、荷花等典型湿地植物底泥样本为研究对象,采用高通量测序技术对底泥样本DNA的ITS1片段进行基因测序,获取底泥中真菌群落结构组成并预测其功能信息,测定样本理化性质及酶活性。结果表明,测序共获得11 778个OTUs(Operational Taxonomic Units),划分为34个门、58个纲、134个目、244个科、599个属;真菌群落以子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)为主;芦苇底泥样品的真菌多样性最低;子囊菌门的相对丰度与蔗糖酶、磷酸酶活性呈显著正相关(P<0.05),担子菌门的相对丰度与总碳、总有机碳含量以及蔗糖酶活性呈显著正相关(P<0.05);底泥真菌群落主要包括3类营养型和6类互有交叉营养型功能菌群。探讨了湿地中不同植物群落的底泥中真菌群落结构、多样性以及潜在功能的差异,分析相关理化性质的影响,以期为筛选人工湿地植物、有效利用湿地资源和生态修复提供参考。     

三种植物源药剂对红火蚁的防治效果评估及其对本地蚂蚁群落影响

红火蚁Solenopsis invicta Buren是一种危险性入侵害虫,可对人类健康、农林业生产、公共安全和生态系统产生严重的负面影响。目前,化学农药是防治红火蚁的主要方法。然而,大多数化学农药并不适用于有机农场、水产养殖区等生态敏感区。为筛选出用于生态敏感区红火蚁防治的药剂,本文结合室内和田间试验评估了植物源杀虫剂苦参碱Matrine、鱼藤酮Rotenone和除虫菊素Pyrethrin对红火蚁的防治效果。室内试验结果表明,苦参碱、鱼藤酮和除虫菊素对红火蚁均具有较高的毒性。田间试验表明,25.00 mg/L和12.50 mg/L苦参碱、250.00 mg/L 和125 mg/L鱼藤酮、75.00 mg/L和37.50 mg/L除虫菊素灌巢处理,红火蚁蚁巢减退率分别达到100%、81.25%、87.50%、79.17%、71.73%和66.67%。然而,除25.00 mg/L苦参碱外,其他处理均导致在被灌巢的蚁巢周围短期内出现新蚁巢。灌巢处理后,处理区的蚂蚁多样性指数和均匀度指数升高,优势度指数下降。综上所述,苦参碱、鱼藤酮和除虫菊素适合灌巢处理防治红火蚁,其中0.5%苦参碱可溶性液剂能有效降低红火蚁种群数量,使得蚁巢减退率达100%,同时对本地蚂蚁群落没有负面影响,因此该商品制剂在红火蚁防治方面具有较好的开发潜力。     

聚腺苷二磷酸-核糖聚合酶1功能与其抑制剂的作用及耐药机制

聚腺苷二磷酸-核糖聚合酶1(poly ADP-ribose polymerase-1,PARP1)是细胞中重要的修饰酶,其最广为人知的作用是通过自身PAR修饰,募集以XRCC1为首的多种DNA损伤修复效应蛋白质,参与DNA单、双链损伤修复。PARP1还能通过促进复制叉停滞与核小体解聚,为DNA损伤修复提供有利条件,维持基因组稳定性。近年来,除DNA损伤修复方面的作用,还发现PARP1能影响细胞凋亡、自噬与炎症通路,与神经退行性疾病的发生发展密切相关。而PARP抑制剂(PARP inhibitor,PARPi)是一种靶向PARP1,与细胞同源重组(homologous recombination,HR)缺陷表型共同作用,产生合成致死效应的抗肿瘤药物。该药物可捕获PARP1并抑制其活性,一方面直接干扰PARP1参与的DNA损伤修复通路,另一方面也抑制了PARP1介导的DNA损伤修复通路选择和复制叉停滞,使细胞基因组不稳定。然而,在临床治疗中常发现肿瘤细胞对PARPi不敏感。肿瘤细胞对PARPi耐药与自身基因突变高度相关,这些基因分别作用于细胞HR修复途径、PARP1循环途径、复制叉稳定性和药物主动外排等方面,在耐药肿瘤患者中确定具体的突变位点,将为临床治疗提供帮助。本文旨在对PARP1的功能作一综述,并重点介绍PARPi的作用机制和与肿瘤耐药相关的突变基因及其耐药机制,以期加深对细胞中PARP1介导的DNA损伤修复通路的认识,并为将来的临床治疗提供新思路。     

有机肥替代化学氮肥对橡胶幼苗生长和土壤环境的影响

研究有机肥替代化学氮肥对橡胶幼苗生长和土壤环境的影响对橡胶的培育移植和土壤环境的改善具有重要意义.本研究以热研'7-33-97'品系橡胶幼苗为材料,以等氮(每株幼苗4.63 g全氮)替换的方式设置不施肥(CK)、单施化肥(N)、有机肥替代50％化肥(M+N)、有机肥替代100％化肥(M)4个施肥处理,分析了有机肥替代化...     

温度对取食玉米籽粒桃蛀螟生长发育、存活和生殖的影响

为了明确不同温度对取食玉米籽粒桃蛀螟生长发育、存活和生殖的影响,本研究依据年龄-龄期两性生命表理论计算了在21、24、27和30 ℃下取食玉米籽粒的桃蛀螟种群的生命表参数,并基于这些参数预测了未来80 d的种群动态。结果表明: 在21、24、27和30 ℃下桃蛀螟均能完成1个世代,随着温度升高,各阶段的发育历期缩短,且温度间差异显著。24 ℃下的平均单雌产卵量最高(116.7粒),成虫前期存活率最高(84.7%),雌虫占比最高(0.46),均显著高于其他温度。24、27、30 ℃下种群的内禀增长率分别为0.1059、0.1101、0.1045 d^-1,周限增长率分别为1.1117、1.1164、1.1102 d^-1,处理间差异不显著,但均显著高于21 ℃处理。21、24、27和30 ℃下的净增殖率(R₀)分别为17.3、53.7、36.9、19.8个后代个体,其中24 ℃时的R₀最高且显著高于其他温度处理。表明桃蛀螟种群在24～27 ℃下的存活率高、繁殖力大、雌性占比较高,是其生长发育、生存和繁殖的适合温度。     

金针菇高表达基因的密码子偏好性及特征分析

为探究金针菇的密码子偏好性,挖掘高表达基因的特征信息,以金针菇基因组及转录组数据为材料,分析金针菇的密码子偏好性及其影响因素,并对发育阶段高表达基因进行功能注释和顺式元件分析。分析表明,金针菇高表达基因表现出较强的密码子偏好性,且其偏好密码子多以胞嘧啶(C)结尾,此外在高表达基因中存在6种氨基酸的最优密码子较为保守。在进化过程中,金针菇高表达基因密码子偏好性受到自然选择压力的影响较大。功能注释分类表明,高表达基因多为核糖体通路相关的基因,与蛋白质翻译和生物合成相关。顺式元件分析表明,高表达基因启动子区域大多存在MeJA响应元件、ABA响应元件、光响应元件及MYB转录因子结合元件。研究结果可为提高金针菇异源表达效率和挖掘强启动子提供理论基础和思路。