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油茶KAS基因家族的鉴定及表达分析

热带作物学报 2025年第1期46卷 10-20页

作者：刘晓霞喻子昊敬辉扬熊凯峰覃佐东湖南科技学院化学与生物工程学院/湖南省生物质资源综合开发利用工程技术研究中心湖南永州425199

酮脂酰ACP合成酶(beta-ketoacyl-acyl carrier protein synthase,KAS)是植物脂肪酸生物合成过程中的关键酶系。为探究KAS在油茶种子成熟和油脂积累中的作用,本研究通过生物信息学方法对CoKAS基因家族成员进行鉴定,分析其理化性质、染色... 详细信息

酮脂酰ACP合成酶(beta-ketoacyl-acyl carrier protein synthase,KAS)是植物脂肪酸生物合成过程中的关键酶系。为探究KAS在油茶种子成熟和油脂积累中的作用,本研究通过生物信息学方法对CoKAS基因家族成员进行鉴定,分析其理化性质、染色体定位、亚细胞定位、二级结构、进化关系、保守基序、启动子顺式作用元件,并采用RT-qPCR技术分析油茶果实油脂快速积累期的表达模式。结果表明:鉴定出的14个CoKAS家族成员分布在7条染色体上,相对分子质量在1.13~5.15 kDa之间,且大部分为酸性稳定蛋白。除CoKAS II-2定位于线粒体和叶绿体外,其余均定位于叶绿体。系统发育分析显示CoKAS基因被分为3个亚类,同一亚族成员的基因结构和保守基序具有相似性。CoKAS基因家族成员的启动子区域富含与生长发育、光响应、激素诱导和胁迫应答相关的顺式作用元件。通过表达分析发现,大部分CoKAS基因在油茶种子油脂快速积累期的表达量较高。此外,在油茶果实成熟过程中,CoKAS与CoMYB基因家族间存在有较强相关性的成员。本研究结果为深入解析CoKAS基因在油茶油脂生物合成中的调控机制提供理论基础。

关键词：油茶 CoKAS基因家族生物信息学表达分析

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利用农业-食品生物质废弃物生物转化制备香兰素的研究进展

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食品科学 2025年第2期46卷 248-259页

作者：周曼李诚林林凯琳陈鲁易王子怡杨欣颖蒋海燕章晓雪黄晓琪周存山江苏大学食品与生物工程学院江苏镇江212013 江苏大学京江学院江苏镇江212013

香兰素是全球需求量最大的香料之一,广泛应用于食品、医药、化工等行业。从植物中提取天然香兰素过程繁琐、产量有限,化学合成香兰素存在品质及安全性不足等问题,利用微生物转化法生产香兰素具有安全、转化效率高、适用于大规模生产等... 详细信息

香兰素是全球需求量最大的香料之一,广泛应用于食品、医药、化工等行业。从植物中提取天然香兰素过程繁琐、产量有限,化学合成香兰素存在品质及安全性不足等问题,利用微生物转化法生产香兰素具有安全、转化效率高、适用于大规模生产等特点。近年来,由于能源短缺、资源匮乏和环境污染等,通过微生物利用价格低廉、来源广泛且可再生的农业-食品生物质废弃物为底物生物转化制备香兰素呈现快速的发展趋势。本文介绍香兰素的类型及来源,“生物漏斗”式木质素的生物转化合成香兰素路径,以木质素衍生化合物和葡萄糖等为底物的香兰素生物合成路径,综述微生物利用农业-食品生物质废弃物生产香兰素的相关研究进展,主要包括菌株筛选及培养条件优化、代谢工程促进香兰素产量提升,探讨目前研究所面临的挑战及潜在的解决策略,以期为利用农业-食品生物质废弃物生物转化制备香兰素研究工作提供参考。

关键词：香兰素生物转化农业-食品生物质废弃物木质素生物漏斗

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氯硫共掺杂氮化碳的制备及其光催化性能

功能材料 2025年

作者：景张欣宗刚高存任敬谢涛西安工程大学环境与化学工程学院

以三聚氰胺为前驱体,氯化铵为Cl源,硫脲为S源,采用直接热聚合法制备了Cl、S共掺杂石墨相氮化碳（g-C3N4）,考察了氯硫掺杂对g-C3N4结构和光催化性能的影响。利用X射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FTIR）、扫描电镜（SEM）、X射线光电... 详细信息

以三聚氰胺为前驱体,氯化铵为Cl源,硫脲为S源,采用直接热聚合法制备了Cl、S共掺杂石墨相氮化碳（g-C3N4）,考察了氯硫掺杂对g-C3N4结构和光催化性能的影响。利用X射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FTIR）、扫描电镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、比表面积和孔径分布（BET）、紫外可见光（UV-Vis）等手段对样品进行了表征和分析,研究了催化剂投加量、PH以及底物浓度对光催化降解碱性红18（BR18）的影响。结果表明:当氯化铵掺入量为0.4g,硫脲掺入量为1g时,ClSCN2的光催化性能最优。催化剂投加量为40 mg,pH=10,底物浓度为5 mg/L时,在120 min内对BR 18的降解率达到92.6%。自由基捕获实验表明,光降解过程中主要的活性物质是·O2-和·OH。Cl和S两种杂原子的掺杂扩大了g-C3N4的比表面积,为光催化提供了更多的活性位点。同时Cl和S的掺杂代替了g-g3N4中的N,使之产生N缺陷,提高了光生电子和空穴的分离。

关键词：石墨相氮化碳氯硫共掺杂光催化碱性红18

酵母细胞工厂用于木质纤维素生物转化研究进展

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化工进展 2025年

作者：倪新高教琪周雍进中国科学院大连化学物理研究所生物技术研究部大连工业大学生物工程学院

木质纤维素被公认为是一种具有环境效益的可再生原料，对其开发和利用可以最大限度地减少食品和能源供应之间的竞争。但是，木质纤维素复杂的组分和结构需要高成本的转化技术以实现其广泛利用。而从生物炼制的角度，需要开发高性能微生... 详细信息

木质纤维素被公认为是一种具有环境效益的可再生原料，对其开发和利用可以最大限度地减少食品和能源供应之间的竞争。但是，木质纤维素复杂的组分和结构需要高成本的转化技术以实现其广泛利用。而从生物炼制的角度，需要开发高性能微生物细胞工厂，实现木质纤维素原料中多碳源协同利用并转化为各种生物燃料和化学品。其中，酵母菌由于高鲁棒性和高密度发酵等优点而成为了性能优异的细胞工厂底盘宿主，迄今为止，利用代谢工程和合成生物学技术构建的酵母细胞工厂广泛应用于木质纤维素生物转化。本综述总结并讨论了将木质纤维素作为替代原料并使用酵母平台作为木质纤维素炼制厂的技术进展，为促进经济可行的木质纤维素原料替代提供新的见解和方向。

关键词：可替代原料木质纤维素酵母菌生物炼制代谢工程

一种新型的含筛孔八棱锥内构件泡沫分离设备的构建及其应用

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食品工业科技 2025年第1期46卷 104-113页

作者：薛静丽方思含张才亮韩娟吴嘉聪王蕾王赟江苏大学食品与生物工程学院江苏镇江212013 江苏大学化学化工学院江苏镇江212013

目的:本研究设计了一种新型的含筛孔八棱锥内构件,用以强化泡沫排液,提高泡沫分离效率。方法:以重组β-葡萄糖苷酶(Glu-linker-ELP50-GB,GLEGB)发酵液为模型,考察内构件的结构参数(个数、间距、筛孔直径)和泡沫分离实验参数(温度、初始... 详细信息

目的:本研究设计了一种新型的含筛孔八棱锥内构件,用以强化泡沫排液,提高泡沫分离效率。方法:以重组β-葡萄糖苷酶(Glu-linker-ELP50-GB,GLEGB)发酵液为模型,考察内构件的结构参数(个数、间距、筛孔直径)和泡沫分离实验参数(温度、初始蛋白浓度、气体流速、装液量)对GLEGB富集比和回收率的影响。此外,基于弹性蛋白样多肽(elastin-like polypeptides,ELPs)的温敏性,对重组β-葡萄糖苷酶泡沫液进一步纯化,并通过圆二色光谱仪(CD)、紫外-可见分光光度计(UV-vis)和傅里叶-红外光谱仪(FT-IR)对纯化后GLEGB的结构进行分析。结果:在内构件数量为5、间距为78 mm、筛孔直径为2 mm、蛋白质初始浓度为0.3 mg/mL、温度为45℃、气体流速为200 mL/min、装液量为100 mL的最佳条件下,GLEGB的蛋白富集比为2.46±0.10是对照柱的1.33倍,对重组β-葡萄糖苷酶泡沫液进一步纯化后GLEGB的纯化倍数为37.25±0.60,此外,结果证明纯化过程不会影响GLEGB的结构。结论:本研究设计的含筛孔八棱锥内构件可以有效地提高从发酵液中分离GLEGB的富集比,为泡沫分离设备的设计、研究及工艺优化提供了新的研究思路。

关键词：泡沫分离富集比重组 β-葡萄糖苷酶内构件

羟基官能化K掺杂g-C3N4光催化海水合成过氧化氢

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化学与生物工程 2025年第01期 29-34页

作者：骆盼盼游锦芳马诗棋石芹瑕杨树李心忠福州大学环境与安全工程学院闽江学院材料与化学工程学院

从双氰胺出发，以氯化铵、草酸铵为气体模板剂、KCl为热熔盐，经离子热缩聚反应合成了2种羟基官能化K掺杂g-C3N4（ACCN和AOCN）,用于光催化海水合成过氧化氢（H2O2）,考察了ACCN和AOCN的循环使用性能，并通过加入捕获剂探究了H2O2的合... 详细信息

从双氰胺出发，以氯化铵、草酸铵为气体模板剂、KCl为热熔盐，经离子热缩聚反应合成了2种羟基官能化K掺杂g-C3N4（ACCN和AOCN）,用于光催化海水合成过氧化氢（H2O2）,考察了ACCN和AOCN的循环使用性能，并通过加入捕获剂探究了H2O2的合成机理。结果表明，在室温、常压、中性条件下，以空气为分子氧源、乙醇为牺牲剂、模拟太阳光为光源，实现了ACCN、AOCN光催化海水合成H2O2,6 h时H2O2最高生成速率为1 622μmol·g-1·h-1;ACCN、AOCN经离心分离后循环使用5次，催化活性基本保持不变。

关键词：过氧化氢海水可见光分子氧还原 g-C3N4

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环境中抗生素抗性基因的健康风险分级

化学与生物工程 2025年第01期 9-14页

作者：许梅榕安新丽赵彩霞姚槐应苏建强中国科学院城市环境研究所武汉工程大学环境生态与生物工程学院

细菌耐药性的快速传播和蔓延是全球公共健康领域的重大挑战。除了医疗和动物养殖业外，抗生素抗性基因可在多种环境介质中传播扩散进而转移到人类病原菌中，影响人类健康。甄别环境中高风险抗性基因是实现抗性基因有效环境监测和风险评... 详细信息

细菌耐药性的快速传播和蔓延是全球公共健康领域的重大挑战。除了医疗和动物养殖业外，抗生素抗性基因可在多种环境介质中传播扩散进而转移到人类病原菌中，影响人类健康。甄别环境中高风险抗性基因是实现抗性基因有效环境监测和风险评估的基础。对环境中抗性基因的研究现状进行了总结，聚焦质粒携带的抗性基因，提出了环境中抗性基因风险分级框架，进而对制药厂和养殖厂场地环境样品进行了质粒组分析，形成了风险分级清单。结果表明，按抗性基因的移动性(与可移动遗传元件共存)、质粒类型、在人类病原菌中的流行度、致病潜力(与毒力因子共存)等4个标准，从制药厂和养殖厂场地环境样品中共检测到425个质粒携带的抗性基因，其中最高风险Ⅰ级抗性基因0种，Ⅱ级2种，Ⅲ级33种，Ⅳ级89种，最低风险Ⅴ级301种，形成了制药厂和养殖厂场地环境抗性基因风险分级清单。所检测到的高风险抗性基因，为环境抗性基因污染监测及人群暴露健康风险评估提供了理论和数据支撑。

关键词：抗生素抗性基因风险评估质粒可移动遗传元件病原菌毒力因子

一种基于Flory-Huggins理论的等温吸附模型——用于分析小麦粉的水分吸附

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食品工业科技 2025年第1期46卷 114-120页

作者：李望铭马荣琨贾庆超徐娜孔欣欣魏笑笑郑州科技学院食品科学与工程学院河南郑州450064 郑州轻工业大学食品与生物工程学院河南郑州450002

本文基于Flory-Huggins方程提出一种水分等温吸附模型,该模型采用Langmuir模型表示结合水的吸附,其余水分在干物质-结合水体系中的吸附遵循Flory-Huggins方程,并采用橡胶弹性理论的幻影模型计算弹性作用对水分化学势的贡献。采用动态水... 详细信息

本文基于Flory-Huggins方程提出一种水分等温吸附模型,该模型采用Langmuir模型表示结合水的吸附,其余水分在干物质-结合水体系中的吸附遵循Flory-Huggins方程,并采用橡胶弹性理论的幻影模型计算弹性作用对水分化学势的贡献。采用动态水分吸附分析仪测定了小麦粉在20、30、40℃时的吸湿及解吸平衡水分,对所提出的模型进行分析验证。结果表明,采用本文提出的等温吸附模型能够很好描述小麦粉的水分等温吸附特性,预测的Flory-Huggins相互作用参数χ在0.86~1.52之间,大分子交联浓度在3000~6400 mol/m3之间,说明所提出的模型是合理的。基于该模型的分析显示,温度对平衡水分含量的影响主要归结为对Langmuir水含量的影响,在中低水分活度时混合效应是决定化学势的主要因素,而在高水分活度时弹性效应的贡献不容忽略。

关键词：水分吸附 Flory-Huggins 理论 Langmuir 吸附橡胶弹性化学势小麦粉

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噻吩酰亚胺衍生物二阶非线性光学性质的DFT研究

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原子与分子物理学报 2025年第1期42卷 20-28页

作者：蔺彬彬闫慧君哈尔滨学院食品工程学院化学系哈尔滨150086

采用密度泛函理论(DFT)CAM-B3LYP方法,计算研究了12个设计的噻吩酰亚胺衍生物的电子光谱和二阶非线性光学性质.结果表明,此类化合物有较大的第一超极化率β_(tot)值和β_(vec)值,且β_(tot)值和β_(vec)值随引入氰基数目的增加而显著增... 详细信息

采用密度泛函理论(DFT)CAM-B3LYP方法,计算研究了12个设计的噻吩酰亚胺衍生物的电子光谱和二阶非线性光学性质.结果表明,此类化合物有较大的第一超极化率β_(tot)值和β_(vec)值,且β_(tot)值和β_(vec)值随引入氰基数目的增加而显著增大.给/吸电子基团引起的电荷转移变化对体系β_(tot)值和β_(vec)值的影响大于分子六元杂环中N杂原子位置变化对其影响.

关键词：噻吩酰亚胺衍生物密度泛函理论二阶非线性光学性质电子光谱