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深海沉积物中产纤维素酶细菌的筛选、鉴定及其功能基因的异源表达

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深海沉积物中产纤维素酶细菌的筛选、鉴定及其功能基因的异源表达

作者：吴旭东自然资源部第三海洋研究所

学位级别：硕士

纤维素是木质纤维素生物质的主要成分,是地球上分布最广、含量最丰富的多糖。纤维素酶能将丰富的纤维素资源转化为可利用的糖类物质,在能源、食品、造纸、洗涤等领域中广泛应用。利用微生物产酶分解纤维素,是纤维素开发利用的一种高效... 详细信息

纤维素是木质纤维素生物质的主要成分,是地球上分布最广、含量最丰富的多糖。纤维素酶能将丰富的纤维素资源转化为可利用的糖类物质,在能源、食品、造纸、洗涤等领域中广泛应用。利用微生物产酶分解纤维素,是纤维素开发利用的一种高效、绿色途径。然而,大多数陆源产酶微生物,其纤维素酶酶活性较差,各种环境条件下的耐受性也较弱,这些缺陷严重制约了纤维素资源的开发利用。海洋具有低温、黑暗、高盐和高压等独特的环境,生活其中的海洋微生物具有一些特殊的生理机制和功能来适应极端生态环境,其中包括可产生具有多种特性的海洋纤维素酶。论文以开发可应用于多种场景的高效海洋纤维素酶资源为目的,从筛选产纤维素酶的海洋菌株出发,研究其产纤维素酶的酶学特性,优化菌株的发酵条件,在此基础上,通过对目标菌株全基因组测序,分析挖掘新型的纤维素酶基因,并对其进行异源表达。研究结果如下:本文从西印度洋海底沉积物中筛选获得两株产纤维素酶的海洋细菌,分别为XN149和XE48,通过形态学观察、生理生化实验、分子生物学鉴定及菌种进化分析将菌株XN149鉴定为Bacillus sp.XN149,是芽孢杆菌属(Bacillus sp.)的一个新种;将菌株XE48鉴定为Bacillus halotolerans XE48(耐盐芽孢杆菌)。酶学性质研究发现,菌株XN149和XE48所产纤维素酶的最适反应温度分别是65°C和60°C,具有良好的嗜热性,二者所产纤维素酶分别在p H 5.0～8.0及p H 4.0～8.0条件下处理1 h,相对酶活性可分别保持在90%及85%以上,显示良好的酸碱耐受性,这些温度和酸碱耐受特性,表明二者的纤维素酶具备应用于中高温生产条件及p H值复杂多变体系中的潜力。金属离子对酶的影响方面,Fe、Mn对菌株XN149所产纤维素酶有一定的促进作用,Ba对该菌株酶活性具有抑制作用,Ca、Mg和EDTA则对酶活性无太大影响。Mn、Ba和EDTA对菌株XE48所产纤维素酶活性具有抑制作用,但未发现其他金属离子对该菌株酶活性有显著促进作用。产酶发酵条件研究发现,菌株XN149的优化培养条件为:海水盐度为30‰,碳源为麸皮,氮源为鱼粉,发酵温度为26°C、接种量为7%,发酵p H为6.0,转速为150 r/min。菌株XE48的优化培养条件为:海水盐度为30‰,碳源为麸皮,氮源为蛋白胨,发酵温度为26°C、接种量为1%,发酵p H为6.0,转速为150 r/min。全基因组测序分析显示,菌株XN149全基因组仅由一个环状染色体组成,大小为3 284 405 bp,预测到3 197个编码基因,KEGG注释中参与碳水化合物代谢的有194个基因,并有452个编码CAZy家族基因,包括126个糖苷水解酶(GHs),其中含有2个内切葡聚糖酶基因;菌株XE48仅由一个环状染色体组成基因组,大小为4 152 610 bp,预测有3 916个编码基因,KEGG注释到参与碳水化合物代谢的有272个基因,并鉴定出592个CAZy家族基因,包括174个糖苷水解酶,具有1个内切葡聚糖酶基因。本研究利用PCR技术从菌株Bacillus sp.XN149和B.halotolerans XE48的基因组DNA中成功扩增得到内切葡聚糖酶基因Cel149与Cel48,并在大肠杆菌E.coli BL21(DE3)中得到了表达。其中菌株XE48在大肠杆菌中实现了胞外分泌表达,重组内切葡聚糖酶的产量与野生菌株相比,提高了44.5%。

关键词：芽孢杆菌纤维素酶发酵优化全基因组异源表达

魔芋葡甘聚糖/FeOOH水凝胶构筑及其对铀的富集分离研究

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魔芋葡甘聚糖/FeOOH水凝胶构筑及其对铀的富集分离研究

作者：吴旭东西南科技大学

学位级别：硕士

基于食用胶的功能特性,其在食品工业中得以广泛应用。凝胶化是食用胶的重要流变特性,在临界聚合物浓度以上,由于分子链引线之间的纠缠,即形成水凝胶。水凝胶网络提供了一种多孔骨架结构,可限制纳米光催化剂分散到反应介质(空气或水)中,... 详细信息

基于食用胶的功能特性,其在食品工业中得以广泛应用。凝胶化是食用胶的重要流变特性,在临界聚合物浓度以上,由于分子链引线之间的纠缠,即形成水凝胶。水凝胶网络提供了一种多孔骨架结构,可限制纳米光催化剂分散到反应介质(空气或水)中,使纳米光催化剂更易回收再利用。基于水凝胶与纳米光催化剂之间的相互促进和协同作用,光催化水凝胶在重金属离子的处理中能够表现出高效稳定的富集分离性能。铀是放射性废水中危害最大的核素之一,自然环境中游离的铀会对生物体和生态环境造成严重危害。因此,本文以食品胶中的魔芋葡甘聚糖(KGM)为原材料对其进行改性修饰,制备了多孔KGM/γ-FeOOH水凝胶和KGM/γ-FeOOH/聚-N-异丙基丙烯酰胺复合热敏体系,研究了所制备材料在铀废水体系中光催化富集分离铀的性能。主要研究结论如下:1.针对光催化还原铀酰离子过程中小尺寸光催化剂难回收、易污染的问题,本章通过将纳米光催化剂γ-FeOOH原位负载在KGM水凝胶的网络结构中,同时进行了造孔处理,开发了一种具备高循环稳定性的KGM/γ-FeOOH水凝胶。结果表明,合成的KGM/γ-FeOOH水凝胶材料具有相互连接的三维多孔网络结构,增加了KGM/γ-FeOOH水凝胶与铀酰离子的接触面积。KGM/γ-FeOOH水凝胶的拉伸性能、压缩性能及溶胀性能均强于KGM水凝胶。相对于未造孔的KGM/γ-FeOOH水凝胶,多孔KGM/γ-FeOOH水凝胶对铀的去除率有所提升(最大去除率达到79%),且在经历连续5个循环后多孔KGM/γ-FeOOH水凝胶的铀去除率仍然保持稳定,证明了水凝胶在循环回收方面的优越性。2.针对第一章构筑的多孔KGM/γ-FeOOH水凝胶与铀酰离子接触面积小的问题,本章进一步提出微凝胶及热敏转变体系概念,通过在KGM/γ-FeOOH微凝胶表面生成复合温敏材料PNIPAM(聚-N-异丙基丙烯酰胺),构筑了具备分散态-凝聚态可逆转变特性的KGM/γ-FeOOH/PNIPAM复合热敏体系,以此达到高效富集去除铀酰离子的目的。结果表明,KGM/γ-FeOOH微凝胶表面有一层PNIPAM膜状结构,即热敏体系高温自凝聚的原因。KGM/γ-FeOOH/PNIPAM复合热敏体系的LCST(最低临界溶解温度)为41.6℃,即KGM/γ-FeOOH/PNIPAM复合热敏体系在此温度会发生可逆相变(分散态-凝聚态)。在铀的富集分离过程中,通过低温条件下加入热敏材料形成均匀分散态(利用分散态与铀酰离子的高接触面积)进行反应,再升高体系温度使得温敏体系转变成凝胶相(利用凝聚态稳定的循环回收性能)进行分离回收,KGM/γ-FeOOH/PNIPAM热敏体系对铀的去除率对比多孔KGM/γ-FeOOH水凝胶明显升高,最大去除率可达92.3%,在经历5次循环后其仍然表现出高循环稳定性。此外,铀的去除机理表明,KGM/γ-FeOOH/PNIPAM热敏体系对铀的去除主要是以吸附为主、光催化还原为辅,并通过XPS和光暗条件下去除率的对比证明了此观点。综上所述,本论文基于食品胶为原料的水凝胶负载γ-FeOOH光催化剂,制备了KGM/γ-FeOOH水凝胶及KGM/γ-FeOOH/PNIPAM复合热敏体系,在光照下对铀高效富集且快速分离。在铀的富集分离方面,以食品天然高分子材料为基材的光催化水凝胶是极具潜力的,拓宽了食品天然高分子材料在环境修复方面的附加价值。

关键词：魔芋葡甘聚糖羟基氧化铁聚-N-异丙基丙烯酰胺铀

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新型侧吹炉多相流强化搅拌数值模拟研究

新型侧吹炉多相流强化搅拌数值模拟研究

作者：吴旭东昆明理工大学

学位级别：硕士

基于机器视觉技术的小麦种子活力检测技术方法研究

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基于机器视觉技术的小麦种子活力检测技术方法研究

作者：吴旭东中北大学

学位级别：硕士

要提高我国的种业市场竞争力,种子质量是关键。种子活力检测是提高种子质量的重要环节。种子活力是衡量种子播种质量的一项重要指标,高活力种子对实际农业生产具有非常重要的意义,因此,测定种子活力显得十分重要。通过查找文献总结前人... 详细信息

要提高我国的种业市场竞争力,种子质量是关键。种子活力检测是提高种子质量的重要环节。种子活力是衡量种子播种质量的一项重要指标,高活力种子对实际农业生产具有非常重要的意义,因此,测定种子活力显得十分重要。通过查找文献总结前人的实验方法,传统的种子活力检测方法都是由专业的技术员手工检测,主观性较大且效率低。传统的发芽法测定种子活力的具体方法是采用标准发芽试验,逐日记载发芽种子数,发芽试验结束后测定正常幼苗长度。这些方法无法满足当前育种智能化的发展需求。随着计算机技术和图像处理技术的快速发展,基于机器视觉检测种子活力的技术应运而生。为了寻找新的种子活力检测方法,本文以小麦种子为实验对象,研究基于机器视觉的小麦种子活力检测方法,可为小麦种子在线活力检测提供有力的理论依据和技术支撑。本文的主要研究内容及结果如下:1)设计垂直发芽装置。对传统的卷纸发芽法进行改进,设计出适用于机器视觉技术检测小麦种子活力的垂直发芽装置,该装置可以实现种子活力的在线检测,无需将待测种子脱离发芽环境。2)提出了一种基于形态学检测小麦种子活力的方法。基于形态学分析,设计了小麦种子芽点（胚根、胚芽突破种皮的位置点）检测方法,借助芽点位置对胚根、胚芽长度进行检测,实现了种子发芽快速识别。通过对连续7天的发芽实验数据进行检测分析,与人工测定结果进行对比,本文方法测定小麦种子发芽率的准确率100%,发芽势、发芽指数、平均发芽天数误差分别为4%,0.47、0.08天。试验结果表明,本文设计的装置和方法实现了对种子活力参数的准确检测,可为农作物种子的活力快速检测提供研究基础。3)提出一种基于机器学习检测小麦种子活力的方法。首先利用HALCON图像处理软件提取小麦种子的颜色特征信息（RGB、HSV、HSI、Lab各分量的均值以及标准差）和形状特征参数（长度、宽度、区域面积、圆形度、周长、紧实度、凹凸性、矩形度、外接圆半径、内切圆半径、圆周到中心的平均距离、圆周到中心的距离偏差、轮廓区域点之间的最大距离）,然后分别采用PER（皮尔逊相关性分析法）、PCA（主成分分析法）和PER-PCA（前两者结合）对归一化后的数据进行特征筛选,并建立与之对应的3种OCSVM（One Class SVM）小麦种子发芽检测模型,3种模型均取得了较好的检测结果,其中PER-OCSVM模型的表现最佳,该模型的准确率（Accuracy）能达到96.81%,精准率（Precision）为98.70%,召回率（Recall）为95.58%,F1值为97.11%。利用PEROCSVM模型对连续7天的小麦种子发芽试验数据进行检测,检测结果表明,本文设计的检测方法测定的小麦种子活力指标与人工统计的基本一致,检测发芽率误差为1%,发芽势、发芽指数、平均发芽天数的误差分别为1%、0.38、0.12天。结果表明本文提出的基于机器学习检测种子活力的方法具有可行性。

关键词：机器视觉小麦种子活力检测发芽率

绿色资产支持商业票据融资模式研究——以融和绿能ABCP2020为例

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绿色资产支持商业票据融资模式研究——以融和绿能ABCP2020为例

作者：吴旭东安徽财经大学

学位级别：硕士

当前人类社会面临众多共同的挑战,其中最严峻的就是环境保护问题。事实上,绿色发展已成为我国政府重要的施政理念,在2021年两会上,政府工作报告中更是明确提出了“碳达峰、碳中和”的目标。截止2020年末,我国绿色产业总产值(营收)达到7.... 详细信息

当前人类社会面临众多共同的挑战,其中最严峻的就是环境保护问题。事实上,绿色发展已成为我国政府重要的施政理念,在2021年两会上,政府工作报告中更是明确提出了“碳达峰、碳中和”的目标。截止2020年末,我国绿色产业总产值(营收)达到7.5万亿,占GDP比例已经达7.3%。但是我国目前绿色产业依然处在投资研发阶段,企业相关资本支出不断攀升,资金需求量很大。融资租赁作为绿色产业企业一个重要的融资渠道,为众多中小企业解决资金短缺问题提供了很大帮助。但融资租赁企业在业务规模不断扩大的同时,也面临资产负债率偏高、流动性风险日益增加、融资成本居高不下的困境。而在2020年新冠疫情肆虐背景下,中国银行间市场交易商协会推出了资产支持商业票据这一创新型证券化融资工具,为解决这一困境提供了新的思路。本文选择的案例是在2020年发行的,市场上第一只经过绿色认证的资产支持商业票据。本次发行利用资产支持商业票据独特的循环发行结构,不仅将资金回收期较长的相关资产现金流提前收回,而且能够实现产品发行期限的缩短,进入货币市场融资,有效降低融资成本。因此,本文旨在通过对这一典型案例的剖析,为相关企业拓宽融资渠道、降低融资成本提供借鉴和指导,为我国早日实现“双碳”目标贡献绵薄之力。本文首先简要介绍了本次发行的主要参与机构的相关情况,并阐述了产品的交易结构及发行安排。然后针对企业的发行动因进行了分析,认为其发行资产支持商业票据主要是为了盘活存量资产,提高短期偿债能力、拓宽融资渠道,降低融资成本及响应政策号召。之后针对产品基础资产情况、现金流质量、信用增级方式、绿色认证情况及潜在风险等进行分析,同时对本产品的定价方式进行了分析探究。并通过对比发行企业发行前后相关财务数据得出资产支持商业票据的发行确实具有降低融资成本、拓宽融资渠道、增强短期偿债能力的作用,同时选取了一个传统的资产支持票据项目进行对比,突出了循环发行机制的优越之处。文章最后总结了本次绿色资产支持商业票据成功发行带来的四点启示。第一,“循环发行”机制能有效降低产品发行成本。第二,合适的基础资产是发行成功的前提。第三,完善的信用增级机制是发行成功的保障。第四,健全绿色认证有助于绿色金融的发展。针对发行企业存在的问题也提出了三点建议。第一,企业要分散化选择基础资产,降低基础资产集中度。第二,产品设计考虑引入第三方信用增级机制。第三,尽量实现基础资产的“真实出售”。

关键词：绿色资产证券化资产支持商业票据循环发行 “双碳”目标

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应用于无线通信的低抖动锁相环设计

应用于无线通信的低抖动锁相环设计

作者：吴旭东东南大学

学位级别：硕士

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近5年大白猪经济性状研究进展

中国畜牧杂志 2023年

作者：吴旭东殷宗俊畜禽产品安全工程安徽省重点实验室安徽省农科学院畜牧兽医研究所安徽农业大学动物科技学院

生猪产业是我国畜禽生产的重要组成部分，包括大白猪在内的国外瘦肉型猪种是目前养殖的主要商品品种，在保障居民蛋白质需求方面发挥着重要作用。随着技术进步及检测成本降低，全基因组选择得到了广泛应用，国内外大白猪育种进展取得新... 详细信息

生猪产业是我国畜禽生产的重要组成部分，包括大白猪在内的国外瘦肉型猪种是目前养殖的主要商品品种，在保障居民蛋白质需求方面发挥着重要作用。随着技术进步及检测成本降低，全基因组选择得到了广泛应用，国内外大白猪育种进展取得新突破，同时市场需求及主要流行疫病的改变也开启了大白猪研究的新方向。本文对近5年大白猪繁殖性状、生长性状、肉品质性状、抗性性状研究进展进行归纳总结，以期为我国大白猪良种选育工作提供参考。

关键词：大白猪育种经济性状分子标记

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民国时期“基督教中国化”理念论析

宗教学研究 2024年第1期 192-199页

作者：吴旭东朱峰福建商学院马克思主义学院福建商学院中国式现代化与中华优秀传统文化传承研究中心福建师范大学

“基督教中国化”理念虽在近年来逐步引领相关学术研究,但上溯民国时期却是“基督教中国化”理念开始系统讨论与形塑的重要时期。20世纪20年代对“基督教中国化”理念的探讨偏重于基督教与中国文化(尤其是儒家伦理)融合,至20世纪30年代... 详细信息

“基督教中国化”理念虽在近年来逐步引领相关学术研究,但上溯民国时期却是“基督教中国化”理念开始系统讨论与形塑的重要时期。20世纪20年代对“基督教中国化”理念的探讨偏重于基督教与中国文化(尤其是儒家伦理)融合,至20世纪30年代后,这种探讨转向“救亡图存”,与全民族抗战紧密结合。尽管受诸多因素影响,“基督教中国化”在民国时期尚未达到理想程度,但这期间的努力仍为当下的研究与实践提供了经验与借鉴。

关键词：基督教中国化儒家伦理救亡图存全民族抗战民国时期经验与借鉴学术研究

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以数字赋能推动重大水利工程审计高质量发展

审计观察 2024年第3期 10-15页

作者：吴旭东中国南水北调集团审计部(法律事务部)

2023年中共中央、国务院印发的《数字中国建设整体布局规划》进一步明确提出,通过数字经济治理,赋能经济发展,促进中国式现代化建设。推动数字经济高质量发展已上升为国家战略,数字化转型成为中央企业高质量发展的重要引擎。当前,我国... 详细信息

2023年中共中央、国务院印发的《数字中国建设整体布局规划》进一步明确提出,通过数字经济治理,赋能经济发展,促进中国式现代化建设。推动数字经济高质量发展已上升为国家战略,数字化转型成为中央企业高质量发展的重要引擎。当前,我国正全力推进水利基础设施建设,国家水网主骨架和大动脉加快构建,水利建设投资和规模创历史新高。重大水利工程审计必须把握数字时代新趋势,积极践行数字赋能,大力推动数字化转型,为水利高质量发展提供保障。

关键词：水利建设投资数字化转型中国式现代化水利工程审计赋能水利基础设施建设高质量发展整体布局

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