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粉末链霉菌KR4突变体的构建及产物分析

粉末链霉菌KR4突变体的构建及产物分析

作者：孔鲁鲁大连理工大学

学位级别：硕士

Fostriecin(福司曲星,FST)及其衍生物是一类很有价值的聚酮化合物,具有广谱的抗肿瘤活性。对FST结构经常进行化学修饰步骤繁琐,而且易引起环境污染,所以探索基因工程途径改造FST的合成过程,可为新型抗生素的研发开辟新的途径。首先,本... 详细信息

Fostriecin(福司曲星,FST)及其衍生物是一类很有价值的聚酮化合物,具有广谱的抗肿瘤活性。对FST结构经常进行化学修饰步骤繁琐,而且易引起环境污染,所以探索基因工程途径改造FST的合成过程,可为新型抗生素的研发开辟新的途径。首先,本实验利用pSETl52载体建立了FST产生菌的转化体系。通过对PEG介导的原生质体转化,接合转移和电转化三种转化方法比较,我们发现接合转移对FST产生菌进行基因工程操作更适合,同时使用含一定浓度的Mg2+,Ca2+和甘氨酸的MS培养基会大大提高FST产生菌与大肠杆菌属间的接合转移效率,并显著加速转化子的生长。对红霉素组合生物合成技术的研究中发现,位于红霉素PKS中的KR6结构域Tyr2699是关键性氨基酸残基,同时我们在对FST的合成酶KR4酶结构域与人、大肠杆菌和铜绿假单胞菌的谷胱甘肽还原酶氨基酸序列比对时,发现KR4酶域有一个相类似的指纹区域,是与NADPH的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸部分结合部位,FST的侧链上C-11位功能基团-OH是由其聚酮合成酶(polyketidesynthase, PKS)模块4中的酮基还原酶(keoterudcates,KR)酶域决定,所以可以利用基因工程的方法改造KR4酶域的DNA序列,使KR4酶域失活。本文通过同源重组方法在粉末链霉菌中突变了KR4酶域中指纹区域的第一个Gly密码子和与红霉素KR6催化位点Tyr2699相对应的KR4中的Tyr密码子,获得了C-11含酮基的FST突变株,以粉末链霉菌基因组DNA为模板,用PCR技术扩增出KR4及两侧DNA片段。克隆到载体pUC19上,然后利用PCR介导的部分互补引物定点突变方法将KR4中的Tyr(Y)TAC换成Thr(T)密码子ACC, Gly(G)GGC换成Ala(A)GCG。并克隆到pOJ260质粒上,构建了同源重组质粒pOJTA,利用接合转移方法将pOJTA转入粉末链霉菌,并整合于染色体FST合成基因位点。筛选出的整合体FZ在ISP2培养基上生长至少5代后,挑出不能在Apramycin抗性平板上生长但是可在空ISP2培养基上生长的突变菌株FM。PCR和部分基因组DNA序列分析表明突变菌株粉末链霉菌FM染色体上KR4酶域相应位点发生了突变,但摇瓶发酵产物的HPLC分析结果表明：突变株没有检测到11-酮基的FST。分析其原因可能是目标产物量太少,无法检测到信号或者是TE酶对其不能识别脂肪侧链或者是两个氨基酸位点的改变影响了整个聚酮合酶的活性。以上研究结果为研究FST生物合成酶的特征,以及进一步利用组合生物合成技术合成FST类似物奠定了基础。

关键词：聚酮合酶定点突变接合转移同源重组福司曲星链霉菌

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丁酸梭菌对花鲈生长、免疫及肝肠功能的影响

丁酸梭菌对花鲈生长、免疫及肝肠功能的影响

作者：孔鲁闽集美大学

学位级别：硕士

在绿色健康养殖的要求下,水产养殖面临着维护生态环境和确保水产品安全性的双重挑战。因此,开发各种安全环保的功能性饲料添加剂对促进水产动物健康养殖中具有重要意义。丁酸梭菌(Clostridium butyricum)作为常用的益生菌,具有促进生长... 详细信息

在绿色健康养殖的要求下,水产养殖面临着维护生态环境和确保水产品安全性的双重挑战。因此,开发各种安全环保的功能性饲料添加剂对促进水产动物健康养殖中具有重要意义。丁酸梭菌(Clostridium butyricum)作为常用的益生菌,具有促进生长、增强免疫力、促进消化和改善肠道健康的作用。本研究以花鲈(Lateolabrax maculatus)作为研究对象,旨在探究丁酸梭菌对花鲈生长、免疫及肝肠健康的影响。试验方法如下:在基础饲料中分别添加0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%和0.5%的丁酸梭菌(1×10～9 cfu/g),作为试验饲料。选取初始体重为(9.58±0.05)g的花鲈450尾,随机分为6个组,每个组3个重复,分别放入18个试验缸中,每个试验缸放置25尾鱼。每天分别饱食投喂各组的试验饲料,在水温为25℃～28℃的条件下进行54 d的养殖试验。试验结果如下:(1)饲料中添加丁酸梭菌对花鲈生长、消化、非特异性免疫及抗氧化能力的影响与对照组相比,0.2%和0.3%的丁酸梭菌显著提高了花鲈末重、增重率和特定生长率(P0.05)。肠道菌群分析结果表明,与对照组相比,丁酸梭菌显著降低了花鲈肠道菌群的Simpson和Shannon指数(P<0.05)。在门分类水平上,各组花鲈肠道中的优势菌群均为变形菌门、拟杆菌门和厚壁菌门,而相比对照组,丁酸梭菌进一步增加花鲈肠道中变形菌门、拟杆菌门和厚壁菌门的丰度。在属分类水平上,相比对照组,丁酸梭菌增加了肠道邻单胞菌属和短螺旋体属的丰度。以上结果表明,丁酸梭菌能通过改善花鲈肠道组织结构和调控肠道菌群组成,以此影响花鲈的肠道生理机能。(3)转录组学与代谢组学联合分析丁酸梭菌对花鲈肝脏功能的影响通过对花鲈肝脏进行转录组学分析,共鉴别出149个差异表达基因。其中,下调基因84个,上调基因65个。对转录组结果进行KEGG通路富集分析,发现差异表达基因主要富集在氨基酸生物合成、精氨酸生物合成、精氨酸和脯氨酸代谢、d-谷氨酰胺和d-谷氨酸代谢、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢、α-亚麻酸代谢等代谢相关通路中。通过对花鲈肝脏进行代谢组学分析,共鉴别出248种差异代谢物,其中157种代谢物表达上调,91种代谢物表达下调。对代谢组结果进行KEGG代谢途径富集分析,发现差异代谢物主要富集在碳水化合物代谢(淀粉和蔗糖代谢、氨基糖和核苷酸糖代谢、半乳糖代谢)、脂质代谢(脂肪酸降解和脂肪细胞脂解调节)等通路。转录组学和代谢组学的联合分析表明,丁酸梭菌能够调节葡萄糖代谢、脂质代谢和氨基酸代谢途径的转录水平,并调节花生四烯酸、巴豆酰辅酶A和D-葡萄糖1-磷酸等代谢生物标志物的丰度。

关键词：丁酸梭菌花鲈生长性能肠道肝脏

CO_(2)驱动的海水酸化对菲律宾蛤仔组织、免疫和抗氧化酶活及转录水平的影响

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海洋学报 2024年第1期46卷 88-100页

作者：林毅陈强周思顺孔鲁闽黄张帆集美大学水产学院福建厦门361021 福建省海洋渔业资源与生态环境重点实验室福建厦门361021

随着CO_(2)的大量排放,海洋酸化效应不断加重,为探究未来海水酸化情况对菲律宾蛤仔产生的影响,设置对照组(pH为8.1)和酸化组(pH为7.7、7.1和6.4),研究周期为42 d,测定菲律宾蛤仔在酸化条件下组织结构、免疫和抗氧化酶活性的变化情况,以... 详细信息

随着CO_(2)的大量排放,海洋酸化效应不断加重,为探究未来海水酸化情况对菲律宾蛤仔产生的影响,设置对照组(pH为8.1)和酸化组(pH为7.7、7.1和6.4),研究周期为42 d,测定菲律宾蛤仔在酸化条件下组织结构、免疫和抗氧化酶活性的变化情况,以及在分子水平上产生的影响。结果表明:菲律宾蛤仔置于酸化海水环境中,鳃丝间距随pH的降低而扩大,鳃丝纤毛黏合,水管和外套膜外表皮褶皱逐渐加深;鳃组织中酸性磷酸酶(ACP)和超氧化物歧化酶(SOD)活性变化情况为先降后升,碱性磷酸酶(AKP)活性各组变化趋势不同,总抗氧化能力(T-AOC)、过氧化氢酶(CAT)和溶菌酶(LZM)活性趋势为先升后降;鳃和内脏团谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性变化规律皆为持续上升;内脏团组织中LZM活性变化趋势各不相同,ACP活性变动趋势为先降后升,AKP、SOD和CAT活性变化规律为先升后降,T-AOC趋势为持续下降;通过转录组的分析得到,鳃组织GO功能主要富集在DNA整合、膜的组成部分和RNA定向DNA聚合酶活性等条目中,KEGG通路主要富集在吞噬体和与蛋白合成的相关通路中。海水酸化使菲律宾蛤仔组织呈现不同程度的损伤,破坏其内环境稳态,改变其代谢水平和与免疫相关基因表达,引发菲律宾蛤仔染病乃至死亡的风险上升。

关键词：二氧化碳菲律宾蛤仔免疫抗氧化转录水平

基于衍生搜索政治优化算法解决含可再生能源的多区域经济调度问题

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电网技术 2024年第4期48卷 1583-1592,I0055,I0056-I0059页

作者：陈旭鲁启江苏大学电气信息工程学院江苏省镇江市212013

随着可再生能源并入多区域电力系统,其不确定性大大增加了电力系统多区域经济调度的复杂度。如何高效求解含有风力和太阳能的多区域经济调度(multi-areaeconomic dispatch containing wind and solar energy,MAEDWS)问题面临着严峻的挑... 详细信息

随着可再生能源并入多区域电力系统,其不确定性大大增加了电力系统多区域经济调度的复杂度。如何高效求解含有风力和太阳能的多区域经济调度(multi-areaeconomic dispatch containing wind and solar energy,MAEDWS)问题面临着严峻的挑战。针对现有优化算法在处理MAEDWS问题时存在收敛速度慢和求解精度低等不足,该文提出一种基于衍生搜索的政治优化(derivative search-based political optimizer,DSPO)算法。在政治优化算法的基础上,引入首脑引领策略和衍生搜索机制。前者引领候选解前往更有希望的区域,加快收敛速度;后者在区域获胜者周围衍生邻域解,丰富多样性。该文将DSPO算法和其他6种代表性算法应用于MAEDWS问题,并进行对比分析。收敛曲线和性能指标的结果表明DSPO算法在收敛效率、求解精确度、稳定性方面取得了整体最优。

关键词：多区域经济调度风力和太阳能政治优化算法衍生搜索

特征提取中一类矩阵迹函数极值问题的黎曼优化算法

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数学物理学报（A辑） 2024年第4期44卷 1012-1036页

作者：李姣芬孔鲁源宋佳铄文娅琼桂林电子科技大学数学与计算科学学院广西高校数据分析与计算重点实验室广西桂林541004 广西应用数学中心(桂林电子科技大学) 广西桂林541004

研究来源于特征提取中的一类鲁棒判别回归模型,该模型问题可以重构为Stiefel流形和线性流形组成的乘积流形约束下的一类矩阵迹函数极小化问题.整合紧流形和线性流形,结合乘积流形几何性质,本文设计适用于求解重构问题简化版本的一类基于... 详细信息

研究来源于特征提取中的一类鲁棒判别回归模型,该模型问题可以重构为Stiefel流形和线性流形组成的乘积流形约束下的一类矩阵迹函数极小化问题.整合紧流形和线性流形,结合乘积流形几何性质,本文设计适用于求解重构问题简化版本的一类基于Zhang-Hager技术拓展的乘积流形黎曼非线性共轭梯度法,并给出算法全局收敛性分析.数据实验表明所提算法对于问题求解是高效可行的,且与已有算法、其它黎曼梯度类算法及黎曼优化工具箱中已有的黎曼一阶和二阶算法相比在迭代解精度或迭代效率上有一定优势.

关键词：特征提取矩阵迹函数乘积流形黎曼共轭梯度法

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富氮唑含能内盐研究进展

火炸药学报 2024年第7期47卷 591-600,I0001页

作者：鲁鸿魏颢西北大学化学与材料科学学院陕西西安710027

基于重氮基、亚氨基和富氮唑等正离子内盐结构,综述了近10年来单环、联环、稠环唑类等富氮唑含能内盐的合成方法和理化性能,阐明了富氮唑内盐结构的能量水平和稳定性,并对不同结构富氮唑含能内盐发展方向进行了总结:(1)重氮内盐较传统... 详细信息

基于重氮基、亚氨基和富氮唑等正离子内盐结构,综述了近10年来单环、联环、稠环唑类等富氮唑含能内盐的合成方法和理化性能,阐明了富氮唑内盐结构的能量水平和稳定性,并对不同结构富氮唑含能内盐发展方向进行了总结:(1)重氮内盐较传统无铅绿色起爆药二硝基重氮酚(DDNP)具有更好的爆轰性能,应深度挖掘富氮唑烷基桥联与联环结构带来的热稳定性优势,探索其在耐热起爆药领域的应用潜力;(2)亚氨基-偕二硝基甲基内盐能够改善重氮盐因低键能导致的感度问题,但其热稳定性仍需进一步优化;(3)应充分发掘富氮唑正离子含能内盐结构和致爆基易于调整的特性,同时利用其与离子盐、共晶之间优势的互补,拓展含能内盐在高能钝感炸药、高能推进剂、绿色气体发生剂及耐热含能材料等领域的应用。

关键词：有机化学含能内盐富氮唑高能量密度材料 DDNP 气体发生剂

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国际危机中声望动机的识别

世界经济与政治 2024年第2期 89-117,156页

作者：丁鲁西南政法大学政治与公共管理学院重庆401120

在国际危机中,决策者需要识别对手的动机,以制定行之有效的应对之策。其中一项富有挑战性的动机识别工作是判断对手追求声望的动机。具体而言,决策者有时判断声望动机在对手的决策中发挥主导作用,有时则判断声望动机仅发挥次要作用。作... 详细信息

在国际危机中,决策者需要识别对手的动机,以制定行之有效的应对之策。其中一项富有挑战性的动机识别工作是判断对手追求声望的动机。具体而言,决策者有时判断声望动机在对手的决策中发挥主导作用,有时则判断声望动机仅发挥次要作用。作者因此探讨决策者依据什么条件判断声望动机为对手主导(或次要)动机。根据声望动机识别理论,当满足以下任一条件时,决策者会判断声望动机在对手的决策中发挥主导作用:其一,决策者判断对手的非理性程度高,且危机所涉及对手的物质利益重要性高;其二,决策者判断对手的非理性程度低,且危机所涉及对手的物质利益重要性低。在其他情况下,决策者会判断声望动机仅在对手的决策中发挥次要作用。对阿比西尼亚危机和第三次柏林危机两个案例的过程追踪研究验证了这一理论的有效性,有助于理解国际危机中的妥协行为,并对制定合理的声望政策具有一定的启示意义。

关键词：国际危机声望动机动机识别阿比西尼亚危机第三次柏林危机

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“统一的多民族国家”:概念溯源与话语演变

社会主义研究 2024年第1期 17-24页

作者：鲁特上海交通大学马克思主义学院

“统一的多民族国家”是具有中国特色的政治概念和话语表达。既有研究侧重于对其进行历史证成和理论阐释,少有从概念史的层面对其进行概念溯源和话语演变的梳理。“统一的多民族国家”概念孕育于中国自古以来的“国家统一”话语,生成于... 详细信息

“统一的多民族国家”是具有中国特色的政治概念和话语表达。既有研究侧重于对其进行历史证成和理论阐释,少有从概念史的层面对其进行概念溯源和话语演变的梳理。“统一的多民族国家”概念孕育于中国自古以来的“国家统一”话语,生成于中国共产党革命、建设和改革时期的社会实践,经新时代以来的理论创新,其概念内涵日益丰富,话语价值充分彰显,建构方式也逐渐明确。对其进行概念史的梳理,可以厘清这一概念和话语背后的政治意涵,深刻理解我国是“统一的多民族国家”的历史和国情,为推进中华民族共同体建设和实现中华民族的伟大复兴提供理论指引。

关键词： “统一的多民族国家” 国家统一民族团结概念史

端接复杂电路传输线网络的电磁耦合时域并行计算方法

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电子与信息学报 2024年第2期46卷 713-719页

作者：叶志红张玉鲁唱唱重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 电网环境保护全国重点实验室武汉430074

针对端接复杂电路传输线(TL)网络的电磁耦合问题,仍缺乏高效的场路协同仿真技术。该文将传输线方程与时域有限差分(FDTD)方法、诺顿定理和置换定理以及NGSPICE软件相结合,并引入消息传递接口(MPI)并行技术,提出一种高效的时域混合并行算... 详细信息

针对端接复杂电路传输线(TL)网络的电磁耦合问题,仍缺乏高效的场路协同仿真技术。该文将传输线方程与时域有限差分(FDTD)方法、诺顿定理和置换定理以及NGSPICE软件相结合,并引入消息传递接口(MPI)并行技术,提出一种高效的时域混合并行算法(FDTDTL-NGSPICE)。首先,根据诺顿定理和置换定理,将传输线网络分解为传输线子系统和复杂电路子系统,并构建对应的等效电路模型。然后,使用FDTDTL并行算法计算传输线子系统沿线各点的电压和电流,并获取对应诺顿等效电路的电流源和等效导纳大小。最后,使用NGSPICE对复杂电路子系统进行传导干扰分析,获得复杂电路各元件上的瞬态响应,并将端口电压反馈给传输线子系统作为边界,实现传输线网络电磁耦合的场线路联合协同仿真。通过对3类典型场景的计算实例,分别使用时域混合并行算法和电磁仿真软件CST电缆工作室(CS)进行数值模拟并对比,验证所提算法的置信度。

关键词：传输线网络复杂电路诺顿定理时域有限差分与传输线方程的混合并行算法 NGSPICE软件