技术与方法理性设计改造牛肠激酶的热稳定性

以牛肠激酶作为研究对象,利用理性设计的方法提高其热稳定性。首先通过分子动力学模拟软件Gromacs v 4.5.5,FlexService以及B-FITTER软件预测出了肠激酶的柔性区Fragment 64～69,Fragment 85～90;然后结合β-转角序列统计学信息以及引入位置原有的残基不参与形成氢键的原则,确立了3个突变位点S67P,R87P以及Y136P;通过Quik Change^TM 定点突变的方法引入突变位点,并进行了酶热稳定性分析。结果表明,R87P突变体酶的失活半衰（t_1/2）和T₅₀¹⁰ 较野生型分别提高了3.1 min和11.8℃,同时,动力学常数（K_m/k_cat）测定结果显示酶活未受到显著影响。该策略有潜力应用于其他工业酶分子的热稳定性改造,为推动生物酶的工业化应用奠定基础。     

不同土壤质地和淤积深度对大米草生长繁殖的影响

盐沼湿地生态系统中的土壤质地和淤积深度由于受到潮汐和生物的协同作用会发生相应的变化, 将对植物个体生长与湿地植被分布产生影响。本文通过智能温室人工模拟控制土壤质地和淤积深度实验, 分析了不同土壤质地(粘土和混合土)及淤积深度(无淤积、淤积植株高度1/4、淤积植株高度1/2及淤积植株高度3/4)对外来克隆植物大米草(Spartina anglica)种群的生长繁殖特征及生物量积累的影响。结果表明: 粘土促进叶面积、叶片数及根状茎数的增加, 并增加根状茎总长、根状茎生物量及地上生物量的积累; 而混合土(粘土与沙土体积比为1:1)增加了克隆分株数、总生物量、地下生物量及根生物量。除叶面积在淤积株高3/4处理下达到最大值外, 其他指标均在淤积株高1/2处理下达到最大值。由此推断, 大米草种群较适宜的土壤质地及淤积深度为粘土淤积株高的1/2处。据此推测, 可通过相应的生物及工程措施来改良土壤质地及通过改变淤积深度来有效管理我国海岸带大米草的分布, 为控制大米草在海岸带盐沼中的入侵与种群扩张提供了理论依据。     

富碳培养对海洋富油微藻油脂积累特性的影响

实验针对三株海洋富油微藻:球等鞭金藻（Isochrysis galbana CCMM5001）、一种等鞭金藻（Isochrysis sp. CCMM5002）和一种微拟球藻（Nannochloropsis sp. CCMM7001）,研究了它们在通入0.03%（空气）、5%、10%三个浓度CO2培养条件下的生长特性,同时考察了其总油脂及中性脂的累积情况。结果显示,富碳培养有利于这三株海洋微藻的生长,但最适生长的CO2浓度不同。球等鞭金藻（Isochrysis galbana CCMM5001）和等鞭金藻（Isochrysis sp. CCMM5002）在通入10% CO2时具有最大产率,分别达到（182.287.07） mg/（Ld）和（164.227.10） mg/（Ld）,而微拟球藻在通入5%时具有最大产率,达到（122.251.17） mg/（Ld）,随着CO2浓度的增加,三株海洋微藻的总脂含量和中性脂含量有明显提高。在通入10% CO2条件下,球等鞭金藻（Isochrysis galbana CCMM5001）、等鞭金藻（Isochrysis sp. CCMM5002）和微拟球藻（Nannochloropsis sp. CCMM7001）的总脂含量分别达到（45.154.03）%、（47.151.20）%和（41.201.69）%;从中性脂的累积规律来看,三株藻均在平台期的累积达到最大,脂肪酸分析结果表明三株藻种适合制备生物柴油的C14-C18系脂肪酸相对含量在不同CO2条件下基本保持不变,维持在90%左右。实验结果显示,研究的藻株作为富油高固碳优良藻株,具备用于海洋生物质能耦合CO2减排开发的潜力。       

三峡库区降雨侵蚀力时空分布特征

基于1976-2005年三峡库区及周边25个气象站点的日雨量资料,对三峡库区降雨侵蚀力（R）值的时空分布特征进行了研究,并重点分析了库区境内7个主要站点降雨侵蚀力的年内分配及年际变化规律.结果表明：1976-2005年,三峡库区年均R值在4389.0～8021.0 MJ·mm·hm^-2·h^-1·a^-1,从库区东北向西南方向,R值先是逐渐递增,至库区中部达最大值后又开始递减;三峡库区7个主要站点的年内降雨侵蚀力主要集中在4-10月,R值从4月开始逐步增大,一般在6、7月出现最大值后又逐渐减小,其中连续3个月的最大累计降雨侵蚀力值占年值的54.2%～60.7%;研究期间,三峡库区7个主要站点年降雨侵蚀力的变异系数在0.278～0.387,属中等程度变异,倾向率的变化范围在-431.1～263.5 MJ·mm·hm^-2·h^-1·(10 a)^-1,但趋势系数均没通过0.05显著水平的信度检验,年降雨侵蚀力变化存在一定随机波动性;月降雨侵蚀力的变异程度明显大于年降雨侵蚀力,但也仅是部分站点的少数月份存在显著气候趋势.     

基于植株碳流的水稻籽粒淀粉积累模拟模型

通过解析水稻(Oryza sativa)植株碳素积累和转运的动态规律及其与环境因子和基因型之间的定量关系, 构建基于植株碳流动态的水稻籽粒淀粉积累模拟模型。水稻籽粒中的淀粉积累速率取决于库限制下的淀粉积累速率和源限制下的可获取碳源。库限制下的淀粉积累速率是潜在淀粉积累速率及温度、水分、氮素、淀粉合成能力等因子综合影响的结果; 源限制下的可获取碳源取决于花后光合器官生产的即时光合产物和营养器官向籽粒转运的储存光合产物。花后植株即时光合产物随花后生长度日呈对数递减。花后营养器官向籽粒转运的储存光合产物又分为叶片和茎中积累碳素的转运。利用不同栽培条件下的独立田间试验资料对籽粒淀粉积累的动态模型进行了检验, 结果显示籽粒淀粉积累量和含量的模拟值和观测值之间的根均方差均值分别为3.61%和4.51%, 决定系数分别为0.994和0.959, 表明该模型对不同栽培条件下的水稻单籽粒淀粉积累量和含量具有较好的预测性, 为水稻生产中籽粒淀粉指标的动态预测和管理调控提供了量化工具。     

光周期和有效积温对水稻分蘖角度动态变化的影响

通过田间播期试验、植物培养箱人工光周期和温度试验研究了水稻DI508分蘖角度动态变化特性与光周期和温度的关系.结果表明：不同播期(4月4日、5月5日、6月4日)条件下,大田DI508分蘖角度从半散生到渐趋直立的变化均发生在自然光周期变短(6月21日,夏至)后的10～15 d;在光周期条件下,DI508的分蘖角度同样具有动态变化特性,10 h光照处理可使分蘖角度提前从半散生向直立转变,14 h光照处理则延缓转变.温度处理对水稻分蘖角度的变化特性没有显著影响.     

小麦灌水时期与灌水量对花后果聚糖积累与转运及水分利用效率的影响

于2004-2005年和2005-2006年冬小麦生长季,在山东泰安和兖州进行田间试验,研究不同灌水时期和灌水量处理对冬小麦开花后倒二节间果聚糖积累与转运和水分利用效率的影响.结果表明：全生育期不灌水促进了灌浆后期倒二节间贮藏果聚糖向籽粒的转运.在拔节期和开花期各灌水60 mm,可提高开花后旗叶的光合速率和同化物输入籽粒量及其对籽粒的贡献率,拔节期、开花期和灌浆期各灌水60 mm或拔节期和开花期各灌水90 mm,灌浆后期旗叶的光合速率显著降低,营养器官花前贮藏同化物转运量及其对籽粒的贡献率升高,花后同化物输入籽粒量及其对籽粒的贡献率降低,灌浆后期倒二节间的聚合度（DP）≥4、DP=3果聚糖滞留量增加,不利于果聚糖向籽粒的转运.两个生长季中,拔节期和开花期各灌水60mm处理的小麦籽粒产量较高,水分利用效率最高.拔节期、开花期和灌浆期各灌水60 mm或拔节期和开花期各灌水90 mm,小麦籽粒产量无显著变化,水分利用效率降低.     

长期施肥条件下黑土镉的积累及其趋势分析

以中国科学院海伦农业生态实验站长期田间定位试验为基础,研究了长期定量施用氮磷化肥和猪粪对黑土Cd的积累及其有效性的影响,并对黑土Cd的积累趋势进行了预测.结果表明：在完全不施肥的自然农业生产条件下黑土Cd浓度略有增加;长期定量施用氮磷化肥使黑土Cd浓度显著增加,但不同化肥用量对黑土Cd积累的影响无显著差异;长期施用猪粪可显著增加黑土Cd的积累,且近年来有加速积累的趋势,含Cd饲料添加剂可能是猪粪中Cd的重要来源;施用氮磷化肥对黑土Cd的有效性无显著影响,长期施用猪粪则可显著提高黑土Cd的有效性.     

甘氨酸甜菜碱增强青菜抗盐性的作用(英文)

通过对青菜 (BrassicachinensisL .)叶面喷施甜菜碱 ,发现其易于为叶片所吸收并运至其他部位。一定浓度范围内的甜菜碱可明显增强青菜对盐胁迫的抗性。甜菜碱可显著降低盐胁迫下叶和根中Na 的累积 ,这种降低主要是根系对Na 、K 的选择性吸收能力增强所致。盐胁迫下甜菜碱导致根系质膜H ATPase活性提高了 45.1 % ,据此推测甜菜碱降低植株中Na 的累积很可能部分由于促进根系质膜的主动排Na 过程。另外 ,甜菜碱对抗盐性的增强还体现在对叶片质膜和叶绿素的稳定作用和对脯氨酸合成的促进。     

Cu^2＋对大蒜生长的影响及大蒜根，叶及蒜瓣对Cu^2＋的累积

研究不同浓度（10^-6-10^-4mol/L)硫酸铜（CuSO4,5H2O)溶液对大蒜（Allium satiuwn L.)根,叶和蒜瓣生影响及其这些器官对Cu^2 的积累能力,研究结果指出：在106-5-10^-4mol/L,Cu的处理下,Cu严重影响大蒜根和叶生长,大蒜具有较强吸收和积累Cu^2 的能力,随着Cu^2 处理浓度的增加,大蒜根中的Cu^2 含量递增,大蒜经10^-4mol/L,Cu处理,根部积累了大量的Cu,其含量是对照的52倍,在10^-5和10^-6mol/L Cu处理中,根中Cu的含量分别是对照的13倍和1．4倍,Cu主要积累在极中（10^-5-10^-4mol/L Cu处理）,只有少量的转移到叶子和蒜瓣中。