解淀粉芽胞杆菌PC2产抑菌物质培养基及发酵条件优化

【目的】优化解淀粉芽胞杆菌PC2产抑菌活性物质发酵培养基及发酵条件。【方法】以马铃薯葡萄糖液体培养基为基础,依据发酵液对金黄色葡萄球菌抑菌圈的单因素试验结果,采用Box-Behnken响应面法优化发酵培养基,二次通用旋转组合设计,频率分析法优化发酵条件。【结果】影响发酵液抑菌活性的培养基主要组分为马铃薯、蔗糖和L-谷氨酸钠,最优发酵培养基配方为:马铃薯188.0 g/L,蔗糖22.0 g/L,L-谷氨酸钠1.80 g/L,培养基成本为0.81元/L;最佳发酵条件为:接种量6%、发酵温度30°C、装液量40 mL/250 mL、摇床转速185 r/min、发酵时间24 h、初始pH 7.0。优化后发酵液对金黄色葡萄球菌抑菌圈直径为30.82 mm,较优化前的18.22 mm增加了12.60 mm。【结论】优化后的培养基和发酵条件提高了解淀粉芽胞杆菌PC2发酵液的抑菌活性,为该菌株的工业化生产应用提供了依据。     

一种融合抗体ScFv-Fc通用表达载体的构建

为了构建一个可供自由替换的ScFv区,表达人小分子融合抗体ScFv-Fc的通用载体,利用RT-PCR技术扩增人抗体IgG1的Fc片段克隆至毕赤酵母表达载体pPICZα,将一段人工合成的互补寡核苷酸链插入重组载体pPICZα/Fc中Fc区的上游,引入2个可供小分子抗体ScFv-Fc的ScFv区自由替换的限制性酶切位点。分别扩增人抗狂犬病毒以及抗乙型肝炎表面抗原的ScFv片段,克隆至已构建的通用载体pPICZα/Fc,在毕赤酵母中诱导表达。进一步在1L条件下对活性抗体进行发酵,并利用protein A亲和层析柱进行纯化。应用酵母基因组PCR、ELISA、Western blotting、活性检测等试验对此小分子抗体的表达进行生物学及免疫学分析。结果表明具有狂犬病毒抗原结合活性以及乙肝表面抗原结合活性的人源抗体分子均获得成功表达,1L发酵条件下表达量达到20~30mg/L, protein A亲和层析纯化后纯度＞95%。研究构建了可用于功能性抗体分子ScFv-Fc筛选和表达的通用载体并对其发酵、纯化条件进行了摸索,为重组抗体分子诊断、治疗试剂的开发以及抗体的人源化奠定了物质基础。     

黄丘区特色治理开发小流域土壤侵蚀变化对景观格局演变的响应

研究土壤侵蚀与景观格局变化的关系对小流域的治理开发具有重要的指导意义。本研究以实施退耕还林草、生态农业、生态旅游及科技示范的黄土高原安塞南沟特色治理小流域为研究对象,基于GIS平台和通用土壤流失方程,分析小流域1981—2018年景观格局和土壤侵蚀量的时空演化特征,并利用主成分回归法,从斑块类型水平和景观水平两个尺度分析土壤侵蚀模数与3类9个景观格局指标的关系。结果表明: 研究期间,在5种景观类型中,耕地和林地面积的时空变化主导了南沟小流域景观格局的演化,并且影响整个小流域的聚集分散程度;南沟小流域的土壤侵蚀量逐年减少,1981—2018年土壤侵蚀面积减少29.7%,侵蚀模数减少61.2%,且有73.4%的区域土壤侵蚀强度减轻;耕地和林地面积的变化决定了整个小流域土壤侵蚀模数的变化,其景观格局指数的变化方向与该景观类型土壤侵蚀的变化方向一致;退耕还林草工程是流域景观格局变化、土壤侵蚀减轻的主要原因,特色开发治理可以减弱局部地区土壤侵蚀强度。景观类型的合理化配置能有效地防治小流域土壤侵蚀,将其与特色治理开发相结合有助于实现小流域可持续高质量发展。     

人机共融的主动型下肢假肢分层控制策略探讨

为研究当前主动型下肢假肢控制问题的解决策略,提出了主动型下肢假肢设计和分类的通用控制框架,包括3个分层结构:上层控制器、中层控制器、底层控制器。其中,上层控制器感知运动意图;中层控制器将运动意图转换为预期的装置状态,用于底层控制器的跟踪参考;底层控制器通过反馈控制或者前馈控制计算出预期装置状态与当前装置状态的误差,驱动假肢执行这些命令,形成控制闭环。结果表明,该通用控制框架可完整阐释主动型下肢假肢的人—机—环境共融关系,明确了分层控制策略的层级任务,为未来主动型下肢假肢的发展提供了理论指导。     

数量化理论在建立多地域产量通用模型上的应用

通过应用数量化理论和多元回归分析理论,解决了小样本多变量自由度小及各地域数据不能通用的问题,建立了河北、北京等八个试验地域的掖单13号夏玉米产量的通用模型,并由此建立各地域的产量模型,研究地域因素对产量的影响,最后又以河北试验区为例进行了施肥方案的优化研究．     

《致癌基因》：研究发现新型通用癌生物标志物

来自第四军医大学肿瘤生物学国家重点实验室的研究人员发现了我国首个新型通用癌生物标志物：HAb18G／CD147。这一标志物作为癌症的全新药靶。对临床诊断和预后判断具有重要意义。这一研究成果公布在《致癌基因》（Oncogene）,《生物科学与生物工程期刊》（J Biosci Bioeng．）等杂志上。     

基于中国生态系统研究网络的典型森林生态系统土壤保持功能分析

森林生态系统土壤保持功能在控制土壤侵蚀以及维持生态安全方面具有不可替代的作用。根据不同气候带降雨特征进行降雨侵蚀力参数校正,基于中国生态系统研究网络(CERN)的森林生态系统长期定位观测样地2005—2015年监测数据利用修正的通用土壤流失方程(RUSLE)定量分析了典型森林生态系统土壤保持功能的时空变化特征,并探讨了土壤保持功能的影响因素。研究结果表明:①日雨量侵蚀力模型在降雨丰富的热带模拟效果优于降雨相对较少的亚热带和温带,参数校正后模拟效果明显提升;②研究期内10个典型森林生态系统土壤保持量变化范围为4.44—891.67 t hm^-2 a^-1,呈现北低南高的空间格局(R²=0.65^***);土壤保持率均达到97%以上;③降雨、归一化植被指数、土壤质地和植被林龄是影响森林生态系统土壤保持功能的主要影响因素;降雨量与土壤保持量显著相关(R²=0.52^*),NDVI和土壤质地与实际土壤侵蚀量显著相关(R²=0.64^**     

气候和土地利用变化影响下生态屏障带水土流失趋势研究

受气候和地形等诸多因素影响,我国"两屏三带"国家生态屏障带中的川滇-黄土高原区域和南方丘陵带水土流失十分严重,自然灾害频发。但是,针对川滇-黄土高原区域和南方丘陵带水土流失时空格局变化,特别是未来气候变化和土地利用变化影响下水土流失变化趋势的研究很少。因此,本研究以川滇-黄土高原区域和南方丘陵带为研究对象,利用修正土壤流失方程（RUSLE）定量分析了该区在2000-2015年水土流失的时空变化规律及其影响因素,并预测了在RCP2.6和RCP4.5的未来气候情景下及土地利用变化条件下水土流失的变化趋势。研究结果表明：（1）黄土高原地区在植被恢复的积极作用下,水土流失显著缓解;（2）川滇地区的西南部因植被盖度的增长和降雨的减少水土流失显著缓解,但四川省境内人口密集区农田面积增加以及降水增加造成水土流失大幅度加剧;（3）南方丘陵带受降水增加影响导致了部分区域的水土流失恶化;（4）在未来气候变化情景下,由于大部分地区降雨将减少使土壤侵蚀趋于缓解,但四川、黄土高原和南方丘陵带大部分地区仍然面临未来农田面积增加带来的水土侵蚀压力。考虑到未来气候变化情景下降雨减少的趋势,建议在黄土高原地区提高草地在土地利用类型中的占比,在减少耗水量的同时维持地表盖度,缓解水土侵蚀;此外,各区域仍需控制农田面积,而且需通过加强坡耕地上保水保土耕作措施降低农田区域的土壤侵蚀压力。     

一种改良的植物基因组DNA通用提取方法

高质量的基因组DNA是分子生物学研究的基础,而从富含糖类和次生代谢物且异质性强的植物材料中分离DNA相对困难。本方法在CTAB法和商业DNA提取试剂盒的基础上,在裂解细胞之前,对植物材料进行预处理．去除干扰DNA提取的代谢物,并在后续步骤中进行了一些优化。该方法适于多种不同的植物种类,所提取的基因组DNA质量较好,能满足下一步基因操作的要求,是一种通用的植物基因组DNA提取方法。     

水肥耦合对玉米籽粒全氮含量的影响

采用四因素五水平(1/2实施)二次通用旋转组合设计,选取灌水、施氮肥、施磷肥和秸秆覆盖四因素作为试验因素,在辽西半干旱区褐土农田进行了水肥耦合效应长期定位试验。按照二次通用旋转组合设计统计分析方法建立回归模型,分析了水肥耦合对玉米籽粒全氮含量的影响。结果表明:水肥单因子对籽粒全氮的含量有较明显的影响,影响顺序为施氮秸秆覆盖施磷灌水;当灌水量为700m3.hm-2、施氮量为180kg.hm-2、施磷量为120kg.hm-2和秸秆覆盖量为7500kg.hm-2时,它们每个因素对玉米籽粒全氮含量的影响都集中11.7g·kg-1,此时籽粒蛋白质含量为73g·kg-1,产量为12000kg.hm-2,表明该处理组合下,玉米的经济效益和生态效益达到最佳,推荐生产上以此进行施肥。