生物法生产1，3-丙二醇

生物炼制技术（biorefmery technology）或白色生物技术（white biotechnology）近几年受石油价格不断攀升的影响而越发受到人们的关注,尤其是生物质能源和生物基大宗化学品,如燃料乙醇、生物柴油、沼气、生物氢气以及1,3-丙二醇、2,3-丁二醇、乳酸、琥珀酸、丁醇／丙酮等。2006年原油价格由40美元／桶上升至70余美元／桶．最高达到75美元／桶：     

台湾乳白蚁肠道鞭毛虫群落结构及三种研究方法的比较

大量鞭毛虫栖息在低等白蚁肠道内, 是白蚁赖以生存的共生微生物。不同种类的鞭毛虫共同作用形成了一套降解食物的系统, 为宿主提供营养和能量。研究鞭毛虫群落结构是揭示其各组成种类生理功能的基础。利用形态特征进行物种鉴定受鞭毛虫生长发育阶段、 样品制备方法等多种因素的影响, 而基于分子标记的分子生物学方法能不受这些因素的制约来研究复杂的微生物群落。本研究结合形态特征鉴定和分子生物学方法研究台湾乳白蚁Coptotermes formosanus肠道鞭毛虫群落结构, 并对这些方法进行了比较。通过光学显微镜和扫描电子显微镜进行形态观察鉴定, 确定了台湾乳白蚁肠道内的3种鞭毛虫, 分别为伪披发虫Pseudotrichonympha grassii、 全鞭毛虫Holomastigotoides mirabile和旋披发虫Spirotrichonympha leidyi。18S rDNA文库限制性片段长度多态性分析较形态鉴定能够反映群落更复杂的物种多样性。利用光学显微镜进行细胞计数较18S rDNA文库克隆数能更准确地反映各种鞭毛虫数量, 每头工蚁肠道内平均含伪披发虫780±179头, 全鞭毛虫1 630±391头, 旋披发虫2 950±1 003头。本研究建立了光学显微镜形态鉴定和18S rDNA分子标记相结合调查鞭毛虫多样性和数量的方法, 为进一步研究白蚁肠道共生生物的功能奠定了基础。     

牙鲆CA/GT微卫星标记的筛选

采用生物素选择杂交法与放射性同位素杂交法相结合的技术,成功地从牙鲆(Paralichthys olivaceus)基因组中分离出含有CA/GT重复类型的微卫星序列。通过两轮淘选,共获得526个阳性菌落。测序其中的119个菌落,结果获得133个含有微卫星座位的序列。除了两个复合型微卫星外(1.5%),完美型63个(47.37%),非完美型68个(51.13%)。设计并合成22对微卫星引物,对8个人工雌核发育家系的亲本进行遗传背景分析。PCR结果表明,4对引物无扩增带或者扩增带不是目的条带,1对引物表现为单态,其余17对引物均呈多态性,平均每个座位产生5.2个复等位基因,杂合度为0.375～0.846,多态信息含量为0.305～0.823。结果表明,所筛选的大部分微卫星标记能够用于牙鲆群体遗传学研究。     

蛹虫草原基分化的差异蛋白质组学研究

蛹虫草子实体形成及发育的蛋白分子机制尚不清楚,本研究引入SWATH非标记定量蛋白质组学技术,对蛹虫草Cordyceps militaris 905菌株的菌丝体（mycelium,My）、原基（primordium,Po）、生长期子实体（developmental fruiting body,DF）和成熟期子实体（mature fruiting body,MF）进行了比较蛋白质组学分析。经搜库比对,从蛹虫草的My、Po、DF和MF中依次鉴定蛋白1 136个、1 090个、1 018个和997个（global FDR 1%）,经维恩分析后获得C. militaris 905蛹虫草表达蛋白1 578个。在此基础上,SWATH非标记技术定量蛋白1 109个。本研究获得了蛹虫草Po期与My期、DF期与Po期、MF期与DF期的差异表达蛋白,依次为115个、352个和104个,并对菌丝体分化形成原基的差异表达蛋白进行了重点解析。GO注释结果表明,Po期与My期差异表达蛋白以有机含氮类化合物代谢为主,其中AMP（活性成分虫草素合成的中间产物）从头生物合成途径富集最为显著。约1/5的差异表达蛋白参与氧化还原反应,还原酶活性的蛋白在原基中几乎都上调表达,而氧化功能的蛋白受到抑制,表明蛹虫草原基分化可能受到氧化应激的诱导。蛋白互作网络分析结果进一步表明,氧化还原反应与核苷类物质代谢相关联,可能通过影响AMP从头生物合成途径来调控虫草素的生物合成。对蛹虫草子实体系统的蛋白质组学研究和解析有利于揭示子实体形成的蛋白分子机制,为蛹虫草的基础和栽培研究提供了理论支撑。     

近35年官厅水库消落带消涨特征及分区

水库消落带作为重要的生态交错带,是深入分析生态要素内在作用机制的特殊区域。以华北内陆大型水库——官厅水库为研究对象,选择1979—2013年Landsat MSS/TM/ETM+/OLI影像作为数据源,分析35年来官厅水库消落带的消涨特征、时空分布差异及其变化趋势,在此基础上进行消落带淹水时长和淹水频次的分区研究,揭示消落带生态结构的形成过程。研究结论如下:(1)近35年来,官厅水库水位落差较大,达8.19m,水位变化分为3个特征时期:1979—1996年,涨落周期约为4—5a的间歇涨落期;1996—2007年,水位持续下降达7.12m的持续萎缩期;2007—2013年,涨落周期为2 a,且年际变化差稳定在0.75m的频繁涨落期。(2)35年来,官厅水库水位消涨形成118.31km~2的消落带,对应3个特征时期形成消落带的面积依次为80.20km~2,76.81 km~2和19.89km~2。间歇涨落期形成的消落带主要分布在永定河河口及平坦的康西草原一带;持续萎缩期的消落带有明显向西北河岸带扩张的趋势;频繁涨落期的消落带以库心区域水位回升为主,面积仅19.89 km~2。(3)1979—2013年,基于淹水累计时长的分区中,消落带整体上表现为淹水累计时长随边岸向库区中心逐渐递增的趋势,25.85%的消落带淹水时长不足5a,71.77%的消落带淹水时长大于16 a,但随着淹水时长减少,消落带区域植物旱化现象突出,同时植被群落盖度和多样性降低。淹水频次分区中,相同淹水频次的区域在空间上离散分布,一次淹水区面积为32.79km~2,在消落带中所占比例优势明显,但累计淹水时长差异同样显著,分别为2 a和26 a,淹水最为频繁的消落带共经历了9次淹水过程;分区中的土壤有机质含量差异表明,淹水频次越高越有利于土壤有机质的积淀。     

利用反硝化细菌法测试水体硝酸盐氮氧同位素

反硝化细菌方法作为测试硝酸盐氮氧同位素组成的最新方法,具有可测试低浓度水样、对样品无需特殊处理、不会交叉污染和需样量少等诸多优点而得到迅速发展。本研究率先在国内实验室利用反硝化细菌法成功测试了硝酸盐氮氧同位素组成,将经过5～10d培养的反硝化细菌Pseudomonas aureofaciens离心,然后将菌液浓缩5倍,再向顶空进样瓶注入3mL菌液,密封后利用高纯氮气吹扫3h以上,注入50nmolNO3-水样经过夜培养灭活后,使用TraceGasPre-concentrator-Isoprime测试N2O同位素组成,结果表明,重现性和测试精度与国际上类似研究接近。该方法的建立对于国内开展河流及湖泊(水库)、降水等氮的生物地球化学循环将起到促进作用。     

生物破乳剂产生菌的筛选及其方法研究

针对生物破乳剂产生菌筛选难的问题, 采用显色法、溶血细胞测试法、表面张力测定法和排油圈法从6种不同菌源对生物破乳菌产生菌进行了筛选。通过试验筛选得到了17株生物破乳剂产生菌, 其中24h内破乳率高于70%的破乳菌有5株; 油田含油污泥、采油废水生物处理污泥和污水处理厂剩余污泥是筛选破乳菌的较好的菌源; 显色法、溶血圈法存在检测范围的局限性; 表面张力测定法和排油圈法是最为简易和准确的生物表面活性剂产生菌的筛选方法, 采用模型乳状液对生物破乳剂产生菌进行筛选最为直接和准确, 但工作量大、所需时间长, 因此在筛选高效破乳菌时, 建议采用表面张力、排油圈法进行初筛, 而后通过模型乳状液破乳进行验证。     

涡度相关观测的能量闭合状况及其对农田蒸散测定的影响

涡度相关法被认为是测定农田蒸散量的标准方法。然而,能量不闭合现象在涡度相关测量中普遍存在。分析能量不闭合对涡度相关观测的影响,对于提高涡度相关观测精度具有重要意义。以蒸渗仪法为参照,探讨涡度相关观测的能量闭合状况对农田蒸散测定的影响,在导致涡度相关观测能量不闭合的诸多因素中,寻找对蒸散测定有影响的因素。结果表明:涡度相关观测的白天能量平衡比率(EBR)呈秋冬高、春夏低的变化特征,麦季日均EBR范围在0.26—2.84之间,平均1.15;玉米季日均EBR范围在0.19—2.59之间,平均0.78。无论麦季或玉米季,涡度相关法测定的平均蒸散量(ETec)均明显低于蒸渗仪法观测值(ETL),但两者显著相关(P<0.01),并有相似的季节变化。平均蒸散比(ETec/ETL)麦季约为0.61,玉米季约为0.50。在冬小麦田和夏玉米田,ETec/ETL均与EBR显著相关(P<0.01)。麦田种植密度大,下垫面较均匀,蒸散比与EBR成正比(P<0.01),且不受叶面积指数(LAI)大小影响;反之,玉米田种植密度小,只有当LAI>1,下垫面变得较均匀后,蒸散比与EBR的关系才变得显著(P<0.01)。风速小时ETec/ETL与EBR显著相关,风速增加时二者相关性减弱。尤其在玉米田,当摩擦风速(u*)大于0.3 m/s时,ETec/ETL与EBR的相关性不再显著。风速小时,大气湍流微弱,湍流的涡旋较大。在有限的观测时段(0.5h)内,涡度相关仪的传感器难以捕捉足够的湍涡能量,所测湍流能量偏低,导致能量不闭合。以上结果为应用能量平衡比率校正农田蒸散提供了可能途径。     

用DNA杂交技术检测绿脓杆菌氨基糖甙类钝化酶基因的研究

目前已知的氨基糖甙类抗菌素钝化酶基因有许多种,2″—0—腺苷转移酶[ANT(2″)]基因为其中之一。本文从一株含ANT(2″)基因的重组质粒pFCT3103的基因克隆株,分离出310bp的ANT(2″)基因片段,将它制成基因探针,用该探针检查了30株绿脓杆菌是否含有氨基糖甙类钝化酶基因的存在情况,结果表明ANT(2″)基因的检出率为43.3%。     

菜蚜种群抽样理论的蒙特卡洛试验研究

北京地区秋白菜上蚜虫种群在其一定发展阶段的空间格局是可以用Pearson Ⅲ型分布拟合的。用蒙特卡洛试验研究这种分布的三个参数——平均数Ex,变异系数Cv和偏态系数Cs的估计误差同样本容量的关系是有效的途径。本文介绍了该试验的设计思想和实施步骤,并得出初步结论:以一株菜为一个样本单位计数白菜上的蚜虫头数,则在允许误差不大于5%的情况下,样本容量为50时,用矩法便可足够准确地估计Ev和Cv值了;但对于估计Cv值,则样本容量应为500左右。