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作者：张文昌山东师范大学

学位级别：硕士

原核光合生物蓝细菌通过光合作用每年固定大气中约10%的二氧化碳,是实现“碳中和”的重要途径。细长聚球藻PCC 7942是一株模式蓝细菌（Cyanobacteria）,因其结构简单、光合效率高、遗传背景简单等特点作为一种模式生物被广泛应用于基础... 详细信息

原核光合生物蓝细菌通过光合作用每年固定大气中约10%的二氧化碳,是实现“碳中和”的重要途径。细长聚球藻PCC 7942是一株模式蓝细菌（Cyanobacteria）,因其结构简单、光合效率高、遗传背景简单等特点作为一种模式生物被广泛应用于基础研究以及工业应用。细长聚球藻PCC 7942主要通过卡尔文循环固定CO。在高等植物和真核藻类中,卡尔文循环的关键酶定位于叶绿体中。蓝细菌是一种原核光合生物,不具有叶绿素亚细胞器。除了羧酶体中的已报道的二氧化碳固定相关酶类,蓝细菌卡尔文循环的其它关键酶是否全部弥散在细胞质中?相关研究匮乏。研究卡尔文循环代表性蛋白在细长聚球藻PCC 7942中的定位机制对于全面揭示细长聚球藻二氧化碳固定机制具有重要意义。磷酸核酮糖激酶（Phosphoribulokinase,Prk）和甘油醛3-磷酸脱氢酶（Glyceraldehyde3-phosphate dehydrogenase 2,Gap2）是细长聚球藻PCC 7942卡尔文循环中的两个关键酶,在卡尔文循环调控中起着至关重要的作用。Prk介导卡尔文循环关键底物的再生,将5-磷酸核酮糖（Ru5P）催化生成1,5-二磷酸核酮糖（Ru BP）,Gap2作为光合作用的碳还原酶,将1,3-二磷酸甘油酸（PBGA）转化为3-磷酸甘油醛（G3P）。在黑暗条件下,卡尔文循环的两种酶Prk和Gap2形成无活性复合体,由一类氧化还原敏感蛋白的无序小肽Cp12介导,即形成GAPDH-CP12-PRK复合物,从而抑制卡尔文循环作用;在光照条件下,Cp12转变为还原态,将结合的Prk和Gap2释放,卡尔文循环活性恢复。目前,GAPDH-CP12-PRK复合物的形成过程和调节机制的研究是卡尔文循环研究的新兴热点,但关于GAPDH-CP12-PRK复合物在原核光合生物中的亚细胞定位尚未被关注。本文以细长聚球藻PCC 7942的Prk和Gap2为主要研究对象,首次发现了卡尔文循环关键酶的特殊亚细胞定位特征,并对该过程中Cp12及光照等环境因子的调控作用进行了分析,为探究原核光合生物的二氧化碳固定机制研究提供了新思路。本文的主要研究内容如下:（一）发现Prk在细长聚球藻PCC 7942中的特殊亚细胞定位:与以往在植物/真核微藻中报道不同,细长聚球藻PCC 7942中Prk形成特殊的亚细胞组织结构。具体表现在:（1）利用荧光标记和观察,发现在光照条件下,Prk在细长聚球藻PCC 7942的细胞质中出现聚集现象,形成点状和梭状的结构;（2）黑暗条件影响Prk的聚集,Prk以弥散形式存在;（3）通过添加小分子化合物,证明在光照条件下,加入Prk的底物、产物和抑制剂后,Prk的聚集不受影响,说明Prk的亚细胞定位仅受到光照的调节;（4）培养液中分别加入HO和相分离抑制剂后,发现Prk蛋白定位受到氧化作用的影响且Prk蛋白的特殊定位可能是一种未被解析的相分离现象。（5）通过比较分析光暗条件下Prk相互作用蛋白的异同,说明Prk在光暗条件下互作蛋白有所差异。（二）证明细长聚球藻PCC 7942中Gap2的亚细胞定位和聚集现象:Gap2在体内也形成特殊的亚细胞定位。具体表现在:（1）与Prk不同,在光照和黑暗的条件下,Gap2在细胞质中都以点状和梭状形式聚集;（2）Gap2的聚集方式不受小分子物质和光照的调节;（3）通过比较分析光暗条件下Gap2相互作用蛋白的异同,说明光照对Gap2亚细胞定位的影响。（三）揭示Cp12蛋白对Prk和Gap2定位的影响:通过同源交换的方法敲除cp12基因,揭示出Cp12影响Prk和Gap2形态,具体表现在:（1）Prk和Gap2的定位与其原先的蛋白标记突变体类似,都出现点状形态,无梭状形态;（2）光暗条件下,Cp12蛋白在细长聚球藻PCC 7942中都为弥散状态,可能是由于Cp12分子量小,易受荧光蛋白的影响。（四）Prk和Gap2的体外聚集现象分析:通过对Prk-eGFP和Gap2-m Cherry的蛋白纯化,获得C端带有荧光标签的Prk-eGFP和Gap2-m Cherry蛋白,在体外模拟Prk和Gap2蛋白聚集现象,具体表现在:（1）Gap2蛋白在大肠杆菌体内呈现聚集现象;（2）在正常的缓冲溶液条件（Tris-HCl,p H=7.0）下,Gap2蛋白呈现弥散状态。（五）分析卡尔文循环中其他代表性蛋白的亚细胞定位的普遍性:在对细长聚球藻PCC 7942卡尔文循环中其他代表性蛋白进行亚细胞定位时发现,果糖1,6-二磷酸醛缩酶和核糖3-磷酸异构酶的亚细胞定位呈现聚集现象,但其他蛋白并未出现聚集现象,而是普遍定位于细胞质、类囊体膜或外膜。综上所述,本文首次发现细长聚球藻PCC 7942卡尔文循环中关键酶Prk和Gap2的特殊亚细胞定位现象,并通过蛋白定位、生理功能、蛋白互作和模拟体外聚集等研究,初步阐明Prk和Gap2的聚集的分子机制。该研究成果丰富了原核光养生物

关键词：二氧化碳固定卡尔文循环 GAPDH-CP12-PRK复合物亚细胞定位无膜细胞器

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人源神经营养因子NT-4在家蚕丝腺中的表达及应用

人源神经营养因子NT-4在家蚕丝腺中的表达及应用

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作者：张文昌西南大学

学位级别：硕士

种桑养蚕在我国有悠久的历史,该产业一直都在我国农业经济中占有较大比重。家蚕（Bombyx mori）经济作用的存在主要源于家蚕丝腺,该器官是家蚕大量合成丝蛋白来吐丝营茧的场所。随着家蚕基因组图谱的绘制完成,家蚕丝腺蚕丝蛋白的化学组... 详细信息

种桑养蚕在我国有悠久的历史,该产业一直都在我国农业经济中占有较大比重。家蚕（Bombyx mori）经济作用的存在主要源于家蚕丝腺,该器官是家蚕大量合成丝蛋白来吐丝营茧的场所。随着家蚕基因组图谱的绘制完成,家蚕丝腺蚕丝蛋白的化学组成结构与合成分泌机理也被进一步研究。近年来,以家蚕丝腺为核心的生物反应器的遗传改良工艺技术得到进一步发展,成功地生产出了许多富有生物学活性的功能性外源蛋白,并衍生出将蚕丝蛋白与丝腺表达外源蛋白相结合构建功能型蚕丝的新研究方向,这不仅为蚕桑产业带来了新方向,也扩展了蚕丝的应用领域。为了更好利用家蚕丝腺生物反应器,本研究在丝腺中重组表达了具有生物活性的人源神经营养因子-4（Human neurotrophic factor-4,NT-4）,创制出了具有促细胞黏附与增殖分化作用的新型蚕丝水凝胶。主要研究结果如下:1.家蚕丝腺表达NT-4家蚕品系的获得与分子检测NT-4是神经营养因子家族的一员,在生物体发育过程中具有调控神经元的生长和生存,并维持成年神经元存活,促进受损轴突损伤后再生等功能。本研究通过人工合成NT-4基因并构建在家蚕丝腺中、后部特异性表达NT-4蛋白的转基因载体,将这两种载体显微注射入家蚕胚胎中,通过荧光筛选得到转基因品系;基因组PCR与实时荧光定量结果表明,NT-4基因己成功插入家蚕基因组当中并发生转录;WB实验成功检测到重组蛋白的表达;将转基因家蚕与872实用种杂交,获得的杂交蚕茧中外源蛋白表达量提高了两倍。2.转基因家蚕蚕茧中NT-4蛋白的生物活性检测NT-4蛋白具有促进神经细胞增殖与调节细胞分化的活性,为了验证家蚕表达NT-4蛋白的生物活性,对转基因蚕茧中NT-4蛋白进行提取及蛋白活性检测。研究结果显示:采用表达NT-4蛋白的家蚕蚕茧提取液培养新鲜取材获得的鸡胚背根神经节（DRG）24 h,与野生型蚕茧提取液相比,重组NT-4蛋白可以有效促进DRG细胞向外迁出;NT-4家蚕蚕茧提取液培养小鼠海马神经元前体细胞（HT22细胞）48 h,与对照组相比,重组蛋白NT-4可以有效促进HT22细胞向神经类细胞分化,以及促进髓鞘相关基因的表达;另外进行CCK-8细胞增殖检测与Ed U染色实验,结果表明NT-4能够有效促进HT22细胞增殖。3.家蚕表达NT-4蚕丝材料的构建与功能研究神经干细胞等神经类细胞在体外培养时会出现细胞增殖活性低、细胞黏附性差等问题,而NT-4蛋白可促进神经细胞增殖以及蚕丝蛋白可增加细胞黏附性,本研究将二者结合起来构建功能性蚕丝材料。研究结果显示:通过提取上蔟期家蚕丝腺腔内容物,溶解内容物获得丝素-丝胶再生溶液,并在4℃静置形成自组装水凝胶,将HT22细胞接种于丝素-丝胶水凝胶上培养,与普通细胞培养板相比,丝素-丝胶水凝胶可有效促进HT22细胞黏附;利用CCK-8试剂盒检测细胞增殖,结果显示,含NT-4蛋白的水凝胶可以促进HT22细胞增殖;Q-PCR检测HT22细胞髓鞘相关基因,含NT-4蛋白水凝胶显著上调HT22细胞髓鞘相关基因表达,表明含NT-4蛋白蚕丝材料可促进细胞分化。综上所述,本研究通过利用本实验室现有家蚕转基因技术与丝腺表达系统,构建出可以在中、后部丝腺表达具有生物活性NT-4蛋白的转基因家蚕品系,通过直接利用家蚕丝腺腔内容物提取获得含NT-4蛋白的蚕丝溶液,构建了可促进HT22细胞增殖、分化的丝素-丝胶自组装水凝胶。合理利用与改进该新型蚕丝材料,有望低成本制备促进神经类细胞增殖与神经损伤修复的再生蚕丝材料,从而应用于神经组织工程领域,具有较大应用价值。

关键词：家蚕人源NT-4蛋白遗传改良生物反应器蚕丝材料

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基于多级互相关的RDW高分辨率检测与表征方法

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传感器与微系统 2023年第2期42卷 32-36页

作者：刘跃刘超张文昌北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院北京100192 中国科学院微电子研究所微电子器件与集成技术重点实验室北京100029

针对红细胞分布宽度(RDW)分析中细胞体积单次检测与表征方法易受随机误差影响,从而引起统计分布展宽的问题,提出一种结合微流控技术和多级互相关分析(MCCA)的RDW高分辨率检测与表征方法。首先,利用微流控芯片对单细胞进行多级顺序检测,... 详细信息

针对红细胞分布宽度(RDW)分析中细胞体积单次检测与表征方法易受随机误差影响,从而引起统计分布展宽的问题,提出一种结合微流控技术和多级互相关分析(MCCA)的RDW高分辨率检测与表征方法。首先,利用微流控芯片对单细胞进行多级顺序检测,得到时间相关多脉冲电流信号,有效减小随机误差的影响;然后,利用MCCA算法对相关系数峰值进行提取,并以此为表征参量进行统计学分析,实现重叠率的降低;最后,搭建实验系统,开展系统标定与混合样本重叠率降低验证实验。实验结果表明:MCCA方法可以实现重叠率的有效降低(3μm微球+健康人红细胞及3μm微球+Ⅱ型糖尿病人红细胞的重叠率分别由3.22%和12.08%降至0.72%和1.93%),从而实现RDW的高分辨率检测与表征。

关键词：红细胞分布宽度微流控芯片多级互相关分析统计分析库尔特计数

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基于2D激光位移传感器的舱段自动对接测量方法

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中国机械工程 2023年第9期34卷 1120-1125,1133页

作者：孙露萍张文昌王志华王振文任志墨张倩北京机科国创轻量化科学研究院有限公司北京100083 北京特种机械研究所北京100143 先进成形技术与装备国家重点实验室北京100083

针对舱段对接装配需求,结合舱段对接工艺过程,提出一种基于2D激光位移传感器的舱段自动对接测量方法。首先将待对接舱段调整至相距基准舱段约50 mm待装位,采用2D激光位移传感器检测两舱段对接处三个点位的2D轮廓偏差,计算得到待对接舱... 详细信息

针对舱段对接装配需求,结合舱段对接工艺过程,提出一种基于2D激光位移传感器的舱段自动对接测量方法。首先将待对接舱段调整至相距基准舱段约50 mm待装位,采用2D激光位移传感器检测两舱段对接处三个点位的2D轮廓偏差,计算得到待对接舱段除自转角外的5个自由度位姿;然后根据两舱段法兰端面上的豁口特征,通过扫描两个舱段法兰豁口位置,计算得到待对接舱段自转角;最后将结果反馈至控制系统,驱动执行机构进行位姿的调整。通过引入误差的仿真并结合对接实验对所提方法进行了验证,结果表明,所提方法测量精度高,对接效果良好,能够满足舱段自动对接需求,有效提高了自动对接系统的效率、稳定性和一致性。

关键词：舱段自动对接 2D激光位移传感器图像处理位姿测量

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烧结温度对Al_(3)(Zr,Ti)/2024Al复合材料组织与性能的影响

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材料热处理学报 2022年第4期43卷 34-43页

作者：骆宏文徐琨张文昌龙威周小平湖北工业大学材料与化学工程学院湖北武汉430068 湖北工业大学绿色轻工材料湖北省重点实验室湖北武汉430068

以2024铝合金粉末为基体材料,纯Zr粉和纯Ti粉作为增强体材料,采用粉末冶金的方法制备出了Al_(3)(Zr,Ti)/2024Al复合材料。通过对Al-Ti-Zr三元体系进行差示扫描量热分析(DSC),确定了初步烧结温度。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、... 详细信息

以2024铝合金粉末为基体材料,纯Zr粉和纯Ti粉作为增强体材料,采用粉末冶金的方法制备出了Al_(3)(Zr,Ti)/2024Al复合材料。通过对Al-Ti-Zr三元体系进行差示扫描量热分析(DSC),确定了初步烧结温度。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、万能拉伸试验、显微硬度仪以及电化学性能测试等研究了烧结温度对复合材料组织与性能的影响。结果表明:随着烧结温度的升高,复合材料的抗拉强度和硬度均呈现出先增大后减小的趋势,耐腐蚀性能呈现出先上升后下降的趋势。当烧结温度为850℃时,复合材料的抗拉强度、硬度和腐蚀电位达到最大,分别为458.06 MPa、149.8 HV0.01和-0.451 V,腐蚀电流密度为1.888×10^(-6) A/cm^(2)。随着烧结温度的升高,复合材料的致密度呈现出上升的趋势,孔隙度呈现出下降的趋势,当烧结温度为950℃时,复合材料的致密度达到了98.88%,孔隙度下降到了1.12%,说明烧结温度的适当提高可以使复合材料的致密度提高。

关键词： Al_(3)(Zr,Ti)/2024Al复合材料烧结温度硬度抗拉强度耐腐蚀性

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俄乌双方坦克装甲车作战运用综合研究

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国防科技工业 2023年第4期 44-46页

作者：张文昌远望智库

坦克装甲车辆是作战双方主要的地面战手段和技术装备。从2022年2月24日到2023年2月24日，俄乌战争已经进行了一年。在网络中心战甚嚣尘上的时代，作为机械化战争主角的坦克装甲车辆不但没有被淘汰，反而继续显示出顽强的战场生命力，是...

坦克装甲车辆是作战双方主要的地面战手段和技术装备。从2022年2月24日到2023年2月24日，俄乌战争已经进行了一年。在网络中心战甚嚣尘上的时代，作为机械化战争主角的坦克装甲车辆不但没有被淘汰，反而继续显示出顽强的战场生命力，是交战双方实施军事行动的不可或缺。不过，尽管再一次的“坦克无用论”在俄乌战争的实践中被打破，

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烧结温度对Al_(3)Zr/2024Al多孔复合材料的组织与压缩性能的影响

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材料热处理学报 2022年第1期43卷 20-27页

作者：徐琨代文兰刘念张文昌龙威周小平湖北工业大学材料与化学工程学院湖北武汉430068 湖北工业大学绿色轻工材料湖北省重点试验室湖北武汉430068

以NaCl为造孔剂,2024Al和Zr粉末为基体,通过造孔剂法制备了Al_(3)Zr/2024Al多孔复合材料,研究了不同烧结温度对复合材料组织与压缩性能的影响。结果表明:复合材料的孔隙率几乎不受烧结温度影响;烧结温度的升高可促进Al_(3)Zr在孔壁内生... 详细信息

以NaCl为造孔剂,2024Al和Zr粉末为基体,通过造孔剂法制备了Al_(3)Zr/2024Al多孔复合材料,研究了不同烧结温度对复合材料组织与压缩性能的影响。结果表明:复合材料的孔隙率几乎不受烧结温度影响;烧结温度的升高可促进Al_(3)Zr在孔壁内生成、扩散和团聚长大;压缩试验结果表明Al_(3)Zr可明显提高复合材料的压缩性能,压缩强度随烧结温度的升高呈现先增大后减小的趋势,在650℃时屈服强度可达57.12 MPa,平台应力可达56.8 MPa,此时Al_(3)Zr/2024Al多孔复合材料具有最佳的压缩、吸能性能。

关键词： Al_(3)Zr/2024Al多孔复合材料多孔铝烧结温度压缩性能

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房屋建筑工程中混凝土施工技术探讨

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中国住宅设施 2023年第9期 106-108页

作者：张文昌中建海峡建设发展有限公司福建福州350000

在房屋建筑工程中,混凝土施工为常见的技术模式,与工程品质有着密切的关系,因此相关建设单位在房屋建筑工程中实施混凝土施工技术时,要加强对施工技术要点深入性分析,规避各种因素对房屋建筑混凝土施工所产生的各项影响,强化质量管理措... 详细信息

在房屋建筑工程中,混凝土施工为常见的技术模式,与工程品质有着密切的关系,因此相关建设单位在房屋建筑工程中实施混凝土施工技术时,要加强对施工技术要点深入性分析,规避各种因素对房屋建筑混凝土施工所产生的各项影响,强化质量管理措施,在不同环节实施严格的监管制度,使混凝土施工技术可以更加有序地实施,促进房屋建筑工程的顺利完工。

关键词：房屋建筑混凝土施工技术要点

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无人机运用与思考

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国防科技工业 2023年第4期 47-49页

作者：张文昌远望智库

2022年2月以来，俄乌冲突已持续一年，俄罗斯并未像最初普遍预期那样轻易拿下乌克兰，而是陷入了焦灼的阵地拉锯战，交战双方围绕乌克兰境内重要军事据点展开激烈争夺，由远程轰炸、空中突袭转入近距“斩首”、短兵相接，由野外战转入...

2022年2月以来，俄乌冲突已持续一年，俄罗斯并未像最初普遍预期那样轻易拿下乌克兰，而是陷入了焦灼的阵地拉锯战，交战双方围绕乌克兰境内重要军事据点展开激烈争夺，由远程轰炸、空中突袭转入近距“斩首”、短兵相接，由野外战转入城市战，由歼灭战转入消耗战。期间，无人机作为一类成本低廉、使用灵活、操作方便、种类多样的新兴作战装备，

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国家公园管理体制与运行机制研究

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农业科技与信息 2022年第9期 41-43页

作者：张文昌甘肃祁连山国家级自然保护区管护中心哈溪自然保护站甘肃天祝733200

当前我国国家公园在管理体制与运行机制方面还存在一些不足,影响了国家公园的发展。本文结合国家公园管理体制与运行机制面临的问题,探讨了完善国家公园管理体制与运行机制的方案。

关键词：国家公园管理体制运行机制

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