谷氨酸棒杆菌代谢工程高效生产L-缬氨酸北大核心CSCD

L-缬氨酸作为一种支链氨基酸,广泛应用于医药和饲料等领域。本研究借助多种代谢工程策略相结合的方法,构建了生产L-缬氨酸的微生物细胞工厂,实现了L-缬氨酸的高效生产。首先,通过增强糖酵解途径、减弱副产物代谢途径相结合的方式,强化了L-缬氨酸合成前体丙酮酸的供给;其次,针对L-缬氨酸合成路径关键酶—乙酰羟酸合酶进行定点突变,提高了菌株的抗反馈抑制能力,并利用启动子工程策略,优化了路径关键酶的基因表达水平;最后,利用辅因子工程策略,改变了乙酰羟酸还原异构酶和支链氨基酸转氨酶的辅因子偏好性,由偏好NADPH转变为偏好NADH,从而提高了L-缬氨酸的合成能力。在5L发酵罐中,最优谷氨酸棒杆菌工程菌株Corynebacterium glutamicum K020的L-缬氨酸产量、得率和生产强度分别达到了110g/L、0.51g/g和2.29 g/(L·h)。     

基于野外观测检验动物廊道选址模型的准确性——以白头叶猴为例

廊道构建是减少栖息地破碎化负面影响的重要策略之一。目前,已经有许多模型用于动物廊道的选址,而"选址模型是否能准确预测动物迁移的实际发生位置"一直是保护生物学最为关注的问题。最小成本路径模型（LCP）和条件最小成本廊道模型（CMTC）是两种较为常用的廊道选址模型。以白头叶猴（Trachypithecus leucocephalus）为目标物种,分别运用LCP和CMTC模拟生成白头叶猴迁移廊道,将模拟结果与野外观测廊道进行对比,检验两种方法的准确性。结果表明：与野外观测实际廊道相比,LCP模型模拟结果的完全准确率为46.7%,部分准确率为20%,完全不准确率为33.3%;CMTC模型模拟结果的完全准确率为26.7%,其余73.3%为部分准确,无完全不准确的结果;总体上看,CMTC廊道的准确率较LCP高,因而CMTC模型模拟白头叶猴实际迁移廊道位置的准确性优于LCP模型。输入"源"要素类型、阻力面栅格尺度设定、栖息地土地利用类型变化以及动物迁移行为复杂性4个因素是影响该模拟结果准确性的主要原因。     

国土空间生态修复国际经验借鉴与广东省实施路径

开展国土空间生态修复是生态文明和美丽中国建设的要求,是关系国家生态安全和民生福祉的重大国家战略任务。梳理了近100年来以荒野、再野化、基于自然的解决方案、生态修复为核心的国际生态环境治理理念的发展语境,辨析概念之间的关系,阐明国际生态修复基本研究框架,并梳理国外生态修复的典型实践案例,总结国际经验。基于对广东省主要生态问题研判,从摸清家底、确定目标、谋划格局、布置行动、实施保障5个层面构建省域国土空间生态修复科学规划总体框架,并以实际问题和生态修复目标为导向,提出深入开展国土空间生态修复规划九项专题研究、生态修复技术研发、多元组织形式等策略。本文提出的广东省生态修复设计思路及实施路径,将为找准生态环境问题根源、实现靶向修复治理、促进生态文明建设提供决策支持。     

山岳型乡村旅游地“三生”空间演变及优化——德庆金林水乡的案例实证

以德庆县金林水乡为例,采用参与式观察和空间统计法,选取2000、2008年和2018年3个时段分析旅游发展对山岳型乡村旅游地"三生"空间的影响,并探讨了金林水乡"三生"空间的发展瓶颈及优化路径。研究发现:(1)旅游开发前,金林水乡土地结构与用地功能单一且呈片状分布;村落呈现传统乡村风貌,基础设施不健全;空间形态变化稳定,扩张缓慢。(2)旅游开发后,土地利用类型多样化,出现新型复合用地;土地功能利用复杂化,以服务旅游业为主;村庄景观风貌现代化,生活空间更加宜居。(3)旅游开发前后对比可得,土地平面占地规模化,空间用地以居民点为核心,呈圈层状向外围扩张;生产-生活-生态空间相互转化,乡村聚落重构特征较为显著;村落景观风貌的变化较大,呈现城镇化趋势。(4)金林水乡"三生"空间演化与旅游发展存在的问题表现在生产用地效率不高,生活用地质量较低,生态空间不断萎缩,在旅游产业发展上表现为旅游产品单一且缺乏创新,旅游服务功能不完善等。为此从生活空间的提质、生产空间增效、生态空间保护、旅游产业创新以及土地利用五方面提出优化建议。     

面向森林碳汇供给的企业减排路径选择机理与政策模拟

采用我国碳交易试点省市中钢铁、火电、化工3个碳排放密集型行业89家企业2759个减排单位为样本,通过构建企业减排路径选择模型,模拟分析面向森林碳汇供给的企业在不同减排政策影响下的减排路径及其行业差异。研究表明:(1)企业购买森林碳汇、技术减排和购买配额的成本分别为210元/t、319元/t和158元/t,因边际减排成本不同,行业间企业减排路径选择受减排政策的影响存在明显差异;(2)为激励企业购买森林碳汇以抵消碳排放,应对不同行业企业采取有差别的政策,综合考虑补贴投入和激励效果,应分别对火电企业实施102元/t的技术减排补贴,对化工企业给予技术减排补贴和购买森林碳汇补贴各83元/t,对钢铁企业购买森林碳汇进行168元/t的补贴;(3)在以上分行业施策的影响下,3个行业企业经不同减排路径成本比较后,均将有约50%的减排单位选择购买森林碳汇。结合国家应对气候变化战略目标和各行业发展规律,研究结果为积极引导企业节能减排、充分挖掘森林碳汇市场潜力、减小企业减排成本压力等提供了科学依据。     

响应面法优化复合益生菌固体发酵麸皮工艺

利用响应面法对复合益生菌发酵小麦麸皮生产多酚的工艺进行优化,为小麦麸皮发酵工业化生产提供参考。本试验采用Plackett-Burman设计法对影响麸皮发酵产生多酚的8个影响因子重要性进行考察,筛选出具有显著性影响的主效应因素,再通过最陡爬坡试验确定试验中心点,利用响应面分析法确定各显著影响因子的最佳水平。最终确定优化后的发酵工艺为:豆粕添加量为1%,糖蜜添加量为1%,NHS05接种量为7.5%,NHS03接种量为1%,NHS01接种量为1%,含水量为35.5%,培养温度为25℃,发酵时间为105.8 h。优化后复合益生菌发酵麸皮产生多酚产量从2.43 mg·g^-1增至4.54 mg·g^-1,提高了1.88倍。     

大气硝酸盐氧同位素异常及应用进展

近年来人为活动导致的大气硝酸盐不断增加,危害人体健康和生态环境。厘清大气硝酸盐的来源及形成机理至关重要。多氧稳定同位素技术是一种强有力的示踪手段,能够有效指示大气硝酸盐生成的氧化路径,在气溶胶、水体、土壤、森林、古气候研究中得到了广泛应用。本文总结了大气硝酸盐氧同位素异常(Δ17O)的测定方法(热裂解法、反硝化细菌法、化学法),探讨了Δ17O的产生原因,并围绕硝酸盐的形成过程阐明硝酸盐Δ17O的示踪机制,综述了Δ17O在大气化学反应机制研究中的应用。在此基础上,本文提出目前Δ17O研究的不足并对未来需要开展的研究进行了展望。     

温带气旋对一代粘虫迁飞的影响:2015年个例分析

【目的】一代粘虫Mythimna separate(Walker)蛾大多在5月中旬至6月中旬集群外迁,而此时我国温带气旋活动较为频繁,由气旋活动引起的风场条件的变化会对一代粘虫的迁入区分布造成极大影响,因此阐明温带气旋对一代粘虫迁飞过程的影响是预测2代粘虫发生的重要前提。【方法】通过在江苏姜堰、安徽金安和山东宁津设立高空灯监测点,获取三地粘虫空中种群过境动态,结合WRF(Weather Research and Forecast)模式输出的精细风温场资料分析2015年温带气旋对一代粘虫迁飞的影响。【结果】2015年5月东亚反气旋频繁过境,一代粘虫在反气旋影响下多往西南和西北方向迁飞。6月上旬在东北低涡和蒙古气旋的影响下,一代粘虫可迁入东北地区为害。【结论】春夏之交频发的温带气旋是导致我国二代粘虫大范围为害的重要原因。     

整合电路理论的生态廊道及其重要性识别

景观连接度被认为是影响诸多生态过程的一个重要因素.基于最小累积阻力模型的最小成本路径识别方法可以有效识别异质性景观中的功能连接,已被广泛应用到景观的功能连接评价与生态廊道模拟的研究中.基于电路理论的连接度模型用电阻代替了图论中的边、用电阻距离代替成本距离,来衡量异质性景观的功能连接.本文以SIMMAP 2.0软件生成的模拟景观为对象,借助于Linkage Mapper工具和Circuitscape软件,探讨如何将最小累积阻力模型与基于电路理论的连接度模型相结合来识别生态廊道及其景观要素的相对重要性.结果表明: 两种模型在应用中各有优势,互为补充.最小成本路径方法可以有效识别栖息地之间的最小成本廊道,基于电路理论的连接度模型通过电流密度的计算可以有效识别对景观连接性有重要影响的景观要素和“夹点”地区,并且“夹点”的位置不受廊道宽度的影响,在廊道重要性识别研究中具有明显优势.该方法可为区域生态保护规划和生态廊道设计提供科学依据.