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产甘油假丝酵母25S rRNA甲基转移酶BMT5对乙酸胁迫耐受的影响及应用

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食品与发酵工业 2024年第1期50卷 1-6页

作者：周柳陆信曜宗红诸葛斌江南大学工业生物技术教育部重点实验室江苏无锡214122 江南大学生物工程学院工业微生物及多元醇研究设计中心江苏无锡214122

挖掘功能基因,提升菌株环境胁迫耐受性,对高效利用纤维素水解液产乙醇至关重要。产甘油假丝酵母(Candida glycerinogenes)是具有多重抗逆性的工业菌株,经基因组文库筛选,获得能够提高酵母乙酸耐受性的rRNA甲基转移酶基因CgBmt5。在酿酒... 详细信息

挖掘功能基因,提升菌株环境胁迫耐受性,对高效利用纤维素水解液产乙醇至关重要。产甘油假丝酵母(Candida glycerinogenes)是具有多重抗逆性的工业菌株,经基因组文库筛选,获得能够提高酵母乙酸耐受性的rRNA甲基转移酶基因CgBmt5。在酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中表达CgBmt5提高了乙酸耐受性,重组菌在胁迫下乙醇产量为60.5 g/L,提高17.7%。在C.glycerinogenes中过表达CgBmt5后,乙酸胁迫下乙醇产量提高17.6%,2种过表达的单位菌体产量、底物转化率、生产强度均有提高。进一步将C.glycerinogenes过表达菌应用于纤维素水解液发酵,乙醇产量提高71.7%,转化率提高65.0%,生产强度提高155.7%。乙酸胁迫下,过表达菌中脂质过氧化水平降低,且过氧化氢酶(catalase,CAT)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性增加;转录分析发现,Pfk1和Arg3基因上调,Gpd1和Cox3下调,表明CgBmt5可能通过降低脂质过氧化水平、提高SOD和CAT活性及影响糖代谢和精氨酸合成促进菌株的乙酸耐受和胁迫下的发酵能力。该研究为酵母的胁迫耐受机制和纤维素乙醇技术发展提供了新的生物材料。

关键词：产甘油假丝酵母基因筛选环境胁迫纤维素水解液 rRNA甲基转移酶

Candida glycerinogenes利用未脱毒纤维素水解液开放式发酵产甘油

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食品与发酵工业 2024年

作者：赵晓红宗红陆信曜诸葛斌江南大学生物工程学院工业微生物及多元醇研究设计中心江南大学工业生物技术教育部重点实验室

未脱毒水解液中的醛类、酚类等物质抑制菌株的生长发酵。产甘油假丝酵母（Candida glycerinogenes）具有多重抗逆性能，过表达相关抗性基因构建重组菌株并进行筛选。相比于对照菌株，过表达CgGCN4的重组菌株在含有3.0 g/L糠醛、2.0 g/L... 详细信息

未脱毒水解液中的醛类、酚类等物质抑制菌株的生长发酵。产甘油假丝酵母（Candida glycerinogenes）具有多重抗逆性能，过表达相关抗性基因构建重组菌株并进行筛选。相比于对照菌株，过表达CgGCN4的重组菌株在含有3.0 g/L糠醛、2.0 g/L香草醛、3.5 g/L乙酸的高糖培养基中生物量分别提高25.2%、14.6%、5.2%；葡萄糖消耗速率分别提高9.9%、5.5%、13.1%；在3.0 g/L糠醛的胁迫下甘油产量提高23.4%。在糠醛、香草醛或乙酸的胁迫下，重组菌株胞内活性氧水平的提高程度分别降低35.2%、28.0%、15.3%，与碘化丙啶的结合水平均有不同程度的降低，表明重组菌株可通过降低胞内活性氧的积累、保持细胞膜的完整性来保持菌株优良的生长与发酵性能。将抗性重组菌株应用于未脱毒甘蔗渣水解液开放式发酵生产甘油，可使耗糖速率提高20.0%；生物量提高12.3%；甘油产量提高21.7%。该研究为未脱毒纤维素水解液的应用提供了新思路及遗传资源。

关键词：产甘油假丝酵母未脱毒水解液 GCN4 甘油糠醛香草醛乙酸开放式发酵

不同多糖对鸡肝酶解液美拉德反应的影响及其产物应用

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食品与发酵工业 2024年第1期50卷 112-119,I0001-I0003页

作者：王晴蔡皓雯陆信曜诸葛斌宗红江南大学工业生物技术教育部重点实验室工业微生物研究中心江苏无锡214122

该文研究了不同多糖对鸡肝酶解液美拉德反应产物风味及抗氧化性的影响并进行了应用探索。结果表明,与不添加多糖相比,平菇多糖(flat mushroom polysaccharides,FMP)与鸡肝酶解液的美拉德反应产物(FMP,chicken liver protease hydrolysat... 详细信息

该文研究了不同多糖对鸡肝酶解液美拉德反应产物风味及抗氧化性的影响并进行了应用探索。结果表明,与不添加多糖相比,平菇多糖(flat mushroom polysaccharides,FMP)与鸡肝酶解液的美拉德反应产物(FMP,chicken liver protease hydrolysate Maillard reaction products,CLPHM-FMP)在420 nm和294 nm处的吸光值分别提高了67%和20%,亮度值L^(*)降低显著,FMP可促进中间产物和褐变产物的形成;傅里叶红外光谱结果显示FMP的添加有助于反应中氨基消耗,且其多羟基糖链与鸡肝酶解液结合程度最高;通过GC-MS分析发现,CLPHM-FMP中醇类和杂环类化合物含量分别提高了166.71%和53.37%,醛类化合物含量下降了73.12%,FMP减弱了美拉德反应产物(Maillard reaction products,MRPs)的腥味,增强其烘烤香味,对肉味形成具有重要贡献作用。FMP可以提高其MRPs的Fe^(3+)还原能力、DPPH自由基清除率和·OH清除率,分别提高了38%、39%和23%。对素鸡的物性分析结果显示,CLPHM-FMP的添加可有效保持素鸡的质构性能,且其中烃类、醇类和杂环类化合物含量分别提升了52%、22%和38%,有助于素鸡肉香味的形成。综上所述,FMP有利于鸡肝酶解液美拉德反应产物风味的形成及其抗氧化功能的提升,在风味食品中具有良好的应用前景。

关键词：鸡肝美拉德反应产物平菇多糖杂环类化合物肉香味抗氧化性

基于频谱图与时序成像的非侵入式负荷监测方法

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电力系统及其自动化学报 2024年第6期36卷 34-42页

作者：杨克新王小宇徐斌琚佳彬童力诸葛斌上海电力大学电气工程学院上海200090 国家电网浙江省电力有限公司电力科学研究院杭州310015 国家电网浙江省电力有限公司桐庐供电公司杭州311599

针对在多种电器设备同时运行的场景下,当前非侵入式负荷监测方法存在分解困难的问题,本文提出了基于频谱图与时序成像的非侵入式负荷监测方法。首先进行负荷分解,利用频谱图变换原理将多种电器设备的聚合电流转换成频谱图矩阵,并通过词... 详细信息

针对在多种电器设备同时运行的场景下,当前非侵入式负荷监测方法存在分解困难的问题,本文提出了基于频谱图与时序成像的非侵入式负荷监测方法。首先进行负荷分解,利用频谱图变换原理将多种电器设备的聚合电流转换成频谱图矩阵,并通过词嵌入将频谱图矩阵变换到高维;然后通过k-均值聚类算法得到单个电器设备的频谱图矩阵并反变换为相应的时序电流;其次,进行负荷分类,将负荷分解得到的各类电器设备的时序电流转换为图像进行分类,分类模型为训练完成的深度神经网络模型。最后,利用公开数据集进行实验,结果表明所提方法具有较好的分解和分类效果。

关键词：非侵入式负荷监测频谱图时序成像深度学习深度残差神经网络

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2D/3D多模态医学图像配准算法研究

电信科学 2024年第3期40卷 75-88页

作者：徐密诸葛斌袁非牛尹正虎董黎刚蒋献孙应绮宋嘉琦史晓彤苏雷周屹博林诗凡浙江工商大学信息与电子工程学院浙江杭州310020 上海师范大学信息与机电工程学院上海201418 复旦大学附属儿科医院上海201102

2D/3D多模态配准在医学影像导航手术中起着重要作用,主要用于提供术前三维图像和术中二维图像的实时信息,帮助医生精准定位病灶,规划手术路径,从而提高手术的安全性和效率。提出了一种2D/3D多模态医学图像配准算法,首先利用Swin Transfo... 详细信息

2D/3D多模态配准在医学影像导航手术中起着重要作用,主要用于提供术前三维图像和术中二维图像的实时信息,帮助医生精准定位病灶,规划手术路径,从而提高手术的安全性和效率。提出了一种2D/3D多模态医学图像配准算法,首先利用Swin Transformer优秀的特征提取能力,构建了初始姿态估计模型,实现姿态参数的快速预测;接着,为了提升整个配准方法的鲁棒性,引入基于Grangeat关系的粗配准方法;最后设计了基于梯度下降的精配准模块,以提升整个配准过程的精确性,且在该模块将Sobel微分算子与归一化互相关结合,提升了参数优化过程中的灵敏度。实验结果表明,所提配准方法在正位和侧位配准中的误差满足配准要求,配准成功率有显著提升。

关键词： 2D/3D图像配准多模态初始姿态估计粗配准精配准相似度测量

重组大肠杆菌1,2,4-丁三醇合成途径的平衡优化

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化工进展 2022年第12期41卷 6531-6539页

作者：郭超冯奥陆信曜宗红诸葛斌江南大学工业生物技术教育部重点实验室生物工程学院工业微生物研究中心江苏无锡214122

1,2,4-丁三醇(1,2,4-butantriol,BT)属于非天然化学品,是军工材料1,2,4-丁三醇三硝酸酯的前体。在重组大肠杆菌中,木糖经脱氢、脱水、脱羧和还原合成BT。但途径各反应不平衡使得中间代谢物积累限制菌体生长和产物合成。本研究首先通过CR... 详细信息

1,2,4-丁三醇(1,2,4-butantriol,BT)属于非天然化学品,是军工材料1,2,4-丁三醇三硝酸酯的前体。在重组大肠杆菌中,木糖经脱氢、脱水、脱羧和还原合成BT。但途径各反应不平衡使得中间代谢物积累限制菌体生长和产物合成。本研究首先通过CRISPR/Cas9敲除基因yjh G和yqh D构建无本底表达宿主菌,随后利用不同启动子组合调节BT合成途径中基因xdh、yjh G和yqh D的表达。结果发现,以P_(inv)表达醇脱氢酶基因yqh D使BT产量达到14.4g/L;以P_(tac)表达脱氢酶基因xdh和P_(rrn HP1)表达脱水酶基因yjh G的组合方式,BT产量达到15.6g/L,比对照菌株KXW3009分别增加5.9%和14.7%。本研究通过对中间代谢物木糖酸合成和代谢的组合优化,促进了BT的合成,为后续研究提供了借鉴。

关键词： 1 2 4-丁三醇大肠杆菌启动子途径平衡

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基于有序体数据的体绘制方法(英文)

航天医学与医学工程 2003年第4期16卷 243-247页

作者：诸葛斌冯焕清周荷琴中国科学技术大学生物医学工程研究所安徽合肥230026

目的体绘制是三维可视化的有效方法 ,但是它处理的数据量巨大。本文提出一种称为有序体数据的空间数据结构 ,它可以有效地加速体绘制而对图像质量没有影响。方法在体绘制前 ,将每个体数据的每个层片编码成以体素值为序的有序数组。依据... 详细信息

目的体绘制是三维可视化的有效方法 ,但是它处理的数据量巨大。本文提出一种称为有序体数据的空间数据结构 ,它可以有效地加速体绘制而对图像质量没有影响。方法在体绘制前 ,将每个体数据的每个层片编码成以体素值为序的有序数组。依据不透明度函数可确定出不透明体素所对应的体素值范围。通过对有序数组的截取 ,可快速地定位不透明体素 ,而跳过所有透明的体素。该算法的优点是在不透明度函数改变后无需重新生成有序体数据 ,方便体绘制中的交互 ,快速地绘制出结果图片。结果在典型的PC机上验证了上述算法 ,对于CT头部体数据 ,绘制时间不大于 1s,绘制速度达到了临床诊断的要求。结论基于有序体数据的体绘制方法思路简洁 ,易于实现 ,不受透明度变换函数的约束 ,显著提高了绘制速度。

关键词：体绘制医学图像空间数据结构体数据有序体数据

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耐高温厨余垃圾降解菌的分离、驯化与应用

机械工程学报 2022年

作者：陈海燕宗红陆信曜诸葛斌江南大学生物工程学院工业微生物研究中心江南大学糖化学与生物技术教育部重点实验室

为提高厨余垃圾减量效率，从不同来源的垃圾样品中分离筛选高效耐高温降解菌株应用于厨余垃圾降解。经平板涂布和划线分离法筛选共获得18株耐高温菌株，进一步利用平板透明圈法考察菌株对淀粉、蛋白、脂肪、纤维素的降解能力，最终获得... 详细信息

为提高厨余垃圾减量效率，从不同来源的垃圾样品中分离筛选高效耐高温降解菌株应用于厨余垃圾降解。经平板涂布和划线分离法筛选共获得18株耐高温菌株，进一步利用平板透明圈法考察菌株对淀粉、蛋白、脂肪、纤维素的降解能力，最终获得4株耐高温强降解能力的菌株；经形态学和分子生物学鉴定，菌株分别为枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、短小芽孢杆菌（Bacillus pumilus）、特基拉芽孢杆菌（Bacillus tequilensis）和嗜温鞘氨醇杆菌（Sphingobacterium thalpophilum）；为进一步提高厨余垃圾减量性能，以厨余垃圾浸出液作为培养基，对菌株进行定向驯化并制备复合菌剂，应用于厨余垃圾处理器，48 h后厨余垃圾质量减少了73.8%，与对照组相比，质量减少率分别提高约10%和35.1%。本研究利用厨余垃圾浸出液对筛选获得的菌株进行驯化和制备培养，不仅提高了菌剂降解活性，而且实现了废弃物的资源化利用。

关键词：分离筛选鉴定驯化厨余培养基降解菌废弃物资源

布拉氏酵母和鼠李糖乳杆菌发酵对葡萄籽和枸杞功能性的影响

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食品与发酵工业 2023年第5期49卷 134-142页

作者：刘迎雪陆信曜宗红诸葛斌工业生物技术教育部重点实验室(江南大学) 江南大学工业微生物研究中心江苏无锡214122

植物发酵提取物(plant fermentation extract,PFE)是重要的生物活性化合物来源。将不同植物与布拉氏酵母和鼠李糖乳杆菌发酵制备PFE,考察对其活性成分和功能性的影响,探讨菌株与植物底物间的相互作用,为制备葡萄籽/枸杞PFE提供借鉴。结... 详细信息

植物发酵提取物(plant fermentation extract,PFE)是重要的生物活性化合物来源。将不同植物与布拉氏酵母和鼠李糖乳杆菌发酵制备PFE,考察对其活性成分和功能性的影响,探讨菌株与植物底物间的相互作用,为制备葡萄籽/枸杞PFE提供借鉴。结果表明,葡萄籽和枸杞能够促进菌株分泌蛋白酶、脂肪酶、β-葡萄糖苷酶,进一步分解和/或转化植物底物提高其总酚、总黄酮、有机酸等活性物质含量,改变挥发性化合物组成,并显著提高其功能性。较未发酵提取物,DPPH自由基清除率提高了0.3~1.0倍,羟自由基清除率提高了0.4~1.6倍,酪氨酸酶抑制活性有显著改善(P<0.05),鼠李糖乳杆菌/枸杞PFE对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌圈直径均在16.0 mm以上。综上所述,微生物发酵能够提高植物原料中功能性活性物的提取效率,增强抗氧化活性、酪氨酸酶抑制活性和抑菌活性。同时,发酵菌种和植物原料的特性对PFE特性具有较大影响。

关键词：布拉氏酵母鼠李糖乳杆菌植物发酵提取物抗氧化酪氨酸酶抑制活性抑菌活性