高产纤溶酶菌株CNY16发酵条件优化及其酶学特性初步研究

【目的】通过响应面试验对产纤溶酶菌株CNY16发酵条件进行优化,并对其酶学特性进行初步研究。【方法】采用Plackett-Burman设计得出酵母膏、氯化钠、转速3个最重要影响因素,通过最陡爬坡实验逼近酶活的最高区域,然后根据Box-Behnken中心组合设计实验对显著因素进行优化分析,最后对该酶学性质进行初步分析。【结果】最终得到3个因素的最优组合:酵母膏3.28%,氯化钠1.14%,转速166 r/min,在此培养条件下,纤溶酶活达到875.932 U/mL,比优化前提高了46%;该菌株产纤溶酶最适温度为30°C,最适pH为6.5。【结论】确定了高产纤溶酶菌株CNY16的最优发酵条件及其部分酶学性质,为该酶的进一步深入研究及中试实验奠定基础。     

应加强对单细胞生物分批培养生长曲线中减速期的认识和教学

根据单细胞生物分批培养过程中比生长速率(μ)的变化,其生长曲线分为延滞期、加速期、对数期、减速期、稳定期和衰亡期6个时期.与其他生长时期相比,在减速期生物的生长、基质的利用、产物的合成和基因表达谱等方面有显著的不同,并对发酵生产有着重要作用.然而,长期以来,对减速期的认识和教学相当薄弱,亟需加强对减速期的认识和教学.     

海洋生物多样性损害与沿海地区经济增长关系实证研究

海洋生物多样性是海洋生态系统服务的基础,保护海洋生物多样性不仅对维持地球生态系统的功能至关重要,也与人类福祉密切相关。基于沿海11个省区生态系统亚健康程度指标和物种多样性损害指标,运用面板回归模型对中国沿海地区经济增长与海洋生物多样性损害的关系进行实证考察。研究结果表明：(1)海洋生态系统亚健康程度与沿海地区经济增长之间存在显著的线性关系,随着经济增长,典型海洋生态系统亚健康状态占比呈现出持续上升趋势。此外,实施排污费制度和建立海洋自然保护区有利于抑制海洋生态系统的恶化。(2)海洋物种多样性损害与沿海地区经济增长之间存在显著“倒U”型关系,随着经济增长,海洋物种多样性损害呈现先上升后下降的态势,转折点为人均GDP 45145元,目前海南省、广西壮族自治区、河北省未跨过转折点。此外,排污费制度有利于抑制海洋物种多样性损害,而沿海地区目前的产业结构加重了海洋物种多样性损害。根据实证分析结果,海洋生态系统健康尚未出现拐点,沿海地区经济增长如果建立在对生态环境破坏的基础上,则势必会造成生物多样性的损害。因此从规范海域利用方式,完善海岸生态保护红线划定,加强生态系统的监测与管理,保持绿色可持续的...     

生态系统服务供给量的确定——最小数据法在黑河流域中游的应用

确定生态系统服务供给量与付费标准是进行生态系统服务付费研究的关键问题。最小数据方法是一个推导生态系统服务供给曲线的数学模型,该模型通过分析土地利用收益的空间分布,计算出生态系统服务机会成本的空间分布,从而推导出生态系统服务供给曲线。介绍了最小数据方法,然后以黑河流域张掖市甘州区为例,以植被蒸散发量的减少表征生态系统服务,通过调查获得机会成本的空间分布,利用最小数据方法推导了水资源服务供给曲线。结果表明:随着补偿价格的提高,农业部门提供的水资源服务逐渐增加。当补偿价格从0.067元m-3(农业用水价格)提高到3元m-3(建筑用水水价),农业部门提供的水资源服务由2.08×106m3a-1增加到2.7×108m3a-1。这表明,采用生态系统服务付费政策可以有效减少农业用水量,同时这也为补偿标准的制定提供一种新的思路。     

马鞍列岛褐菖鲉Sebasticus marmoratus栖息地适宜性评价

为了评估趋礁鱼类在岛礁海域的生境适宜度,选取马鞍列岛的褐菖鲉(Sebasticus marmoratus)为指示物种,以2009年获取的水深、盐度、叶绿素a、浊度和底质数据作为褐菖鲉春、冬季栖息地指示因子,建立栖息地适宜度曲线,并计算各站点的栖息地适宜性指数(HSI)。结果显示:1)绿华、花鸟、嵊山沿岸站点HSI普遍较低,枸杞岛、三横山、东库山沿岸站点褐菖鲉HSI相对较高,其中最大值1.0出现在枸杞岛沿岸的站点;2)春季褐菖鲉幼鱼的适宜水深在6 m左右,成鱼适宜在8—12 m的水深处生存;冬季褐菖鲉对8—12 m的水深适宜性良好;3)春季所有褐菖鲉的适宜盐度为30PSU,冬季幼鱼的适宜盐度为27—31PSU,成鱼的适宜盐度为27PSU、31PSU;4)随着叶绿素a和浊度值的增大,褐菖鲉适宜性逐渐降低。底质类型为岩时最适合褐菖鲉生存。5)相关分析显示,褐菖鲉丰度与底质类型相关性最大,而与叶绿素a、浊度呈显著负相关。研究结果表明,初级生产力和浑浊程度越高对褐菖鲉丰度抑制越明显。底质类型是褐菖鲉丰度分布的重要影响因子,其中分布有较多大型海藻的岩礁生境是其最适宜的栖息地。利用2010年春、冬季环境调查和渔获数据进行HSI模型验证,资源丰度随HSI值升高而增加,因此构建的模型可用于趋礁鱼类在岛礁海域的栖息地适宜性分析。     

入侵植物喜旱莲子草和本地种接骨草光合生理特征对增温响应的差异

利用红外加热器模拟增温,比较入侵植物喜旱莲子草和本地种接骨草的光合特性对增温响应的差异,以预测气候变暖背景下入侵植物的入侵潜力,并为筛选替代控制植物提供依据。结果表明:增温导致喜旱莲子草和接骨草的叶绿素a/b值分别比对照显著提高6.21%和降低5.55%。无论增温与否,接骨草的叶绿素b含量显著高于喜旱莲子草,而叶绿素a/b值则相反。增温导致喜旱莲子草净光合速率显著提高9.23%,由于气孔导度增大引起蒸腾速率大幅度增加,使得其水分利用效率比对照显著降低10.64%。增温仅导致接骨草的气孔导度显著增加10.95%,而对其他气体交换特征无显著影响。对照条件下,尽管接骨草的气孔导度和胞间CO_2浓度分别显著低于喜旱莲子草7.03%和4.57%,但是前者的净光合速率和水分利用效率分别显著高于后者10.30%和11.92%。增温条件下,两种植物的净光合速率和气孔导度无显著差异,由于接骨草的蒸腾速率显著低于喜旱莲子草18.02%,故其水分利用效率显著高于后者26.45%。增温、物种及其两者的交互作用对光补偿点、光饱和点、最大净光合速率、暗呼吸速率和初始量子效率等光响应参数影响均不显著。总之,对照条件下,接骨草凭借较高的叶绿素b含量、净光合速率和水分利用效率,比喜旱莲子草具有更强的光合能力。但增温后,接骨草的光合优势被削弱。研究从光合生理角度证明接骨草有望作为喜旱莲子草的替代控制植物,但是未来气候变化背景下喜旱莲子草的入侵潜力可能增强。     

基于Z曲线方法重新注释脑膜炎奈瑟菌MC58株基因组

已测序的微生物基因组中包含的注释开放阅读框(open reading frames,ORFs)可以分为两大类:第一类对应于功能已知的蛋白质编码基因;第二类则为功能未知的假设ORFs,其中通常有一部分实际上不编码蛋白质。采用基于Z曲线的方法从属于第一类的功能已知基因出发训练参数,进而确定第二类ORFs中非编码的部分。通过支持向量机的学习及分类,结果显示十重交叉检验平均正确率为98.45%,说明Z曲线联合支持向量机是一种高度准确的基因识别方法。最终,确定216个假设ORFs实际上不编码蛋白质。通过采用Blastp进行序列比对,保留的假设ORFs中有341个在高可靠性的条件下获得了功能信息。根据蛋白质直系同源簇方法进行功能分类,分别有30、53、59和159个新注释的假设ORFs属于信息储存和加工类、细胞加工和信号传递类、新陈代谢类和特征不明显类。另外还有70个不属于其中的任何一类。注释结果比RefSeq及GenBank提供的原注释更加准确,更加完整。     

A new method for identifying rapid decline dynamics in wild vertebrate populations

Tracking trends in the abundance of wildlife populations is a sensitive method for assessing biodiversity change due to the short time‐lag between human pressures and corresponding shifts in population trends. This study tests for proposed associations between different types of human pressures and wildlife population abundance decline‐curves and introduces a method to distinguish decline trajectories from natural fluctuations in population time‐series. First, we simulated typical mammalian population time‐series under different human pressure types and intensities and identified significant distinctions in population dynamics. Based on the concavity of the smoothed population trend and the algebraic function which was the closest fit to the data, we determined those differences in decline dynamics that were consistently attributable to each pressure type. We examined the robustness of the attribution of pressure type to population decline dynamics under more realistic conditions by simulating populations under different levels of environmental stochasticity and time‐series data quality. Finally, we applied our newly developed method to 124 wildlife population time‐series and investigated how those threat types diagnosed by our method compare to the specific threatening processes reported for those populations. We show how wildlife population decline curves can be used to discern between broad categories of pressure or threat types, but do not work for detailed threat attributions. More usefully, we find that differences in population decline curves can reliably identify populations where pressure is increasing over time, even when data quality is poor, and propose this method as a cost‐effective technique for prioritizing conservation actions between populations.     

Subjecting the theory of the small‐island effect to Ockham’s razor

Species–area curves from islands and other isolates often differ in shape from sample‐area curves generated from mainlands or sections of isolates (or islands), especially at finer scales. We examine two explanations for this difference: (1) the small‐island effect (SIE), which assumes the species–area curve is composed of two distinctly different curve patterns; and (2) a sigmoid or depressed isolate species–area curve with no break‐points (in arithmetic space). We argue that the application of Ockham’s razor – the principle that the simplest, most economical explanation for a hypothesis should be accepted over less parsimonious alternatives – leads to the conclusion that the latter explanation is preferable. We hold that there is no reason to assume the ecological factors or patterns that affect the shapes of isolate (or island) curves cause two distinctly different patterns. This assumption is not required for the alternative, namely that these factors cause a single (though depressed) isolate species–area curve with no break‐points. We conclude that the theory of the small‐island effect, despite its present standing as an accepted general pattern in nature, should be abandoned.