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好氧颗粒污泥代谢高浓度有机废水的数学模拟

应用与环境生物学报 2014年第6期20卷 1063-1069页

作者：关梦龙黄钧毕京芳赵晶桃何京钟中国科学院成都生物研究所、中国科学院环境与应用微生物重点试验室、四川省环境微生物重点试验室成都610041 中国科学院大学北京100049

为促进好氧颗粒污泥技术的实际应用,结合COD(Chemical Oxygen Demand)、OUR(Oxygen Uptake Rate)数据修正ASM3(Activated sludge model No.3)模型,建立可描述好氧颗粒污泥代谢高浓度有机废水过程的数学模型,并提出测定部分动力学参数的... 详细信息

为促进好氧颗粒污泥技术的实际应用,结合COD(Chemical Oxygen Demand)、OUR(Oxygen Uptake Rate)数据修正ASM3(Activated sludge model No.3)模型,建立可描述好氧颗粒污泥代谢高浓度有机废水过程的数学模型,并提出测定部分动力学参数的新方法.试验中好氧颗粒污泥系统未测得自养硝化作用.异养菌产率系数YHS、存储产率系数YSTO、直接利用底物最大比增长速率μHS、最大存储产率kSTO、衰减系数bH分别为0.7、0.95、0.11 h-1、0.4 h-1、0.014 h-1.模型能准确模拟反应器运行工况.模拟结果表明,异养微生物利用外源底物生长,维持基础代谢,并同时进行存储.在底物富余时期,好氧颗粒污泥利用外源底物存储多余生长.当外源底物消耗完后利用存储物质生长并维持基础代谢.

关键词：好氧颗粒污泥数学模拟呼吸计量法高浓度有机废水

枯草芽孢杆菌全长引物酶的溶液结构研究（英文）

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生物化学与生物物理进展 2019年第11期46卷 1101-1109页

作者：罗昊刘文林周迎芹陶美刘忠川王刚刚中国科学院应用与环境微生物重点实验室环境微生物四川省重点实验室中国科学院大学

在细菌DNA复制中,Dna G引物酶合成RNA引物,然后合成的引物通过DNA聚合酶进行延伸. Dna G引物酶由3个结构域组成,N端锌结合结构域(zinc-binding domain,ZBD)、RNA聚合酶结构域(RNA polymerase domain,RPD)和C端解旋酶结合结构域(helicase... 详细信息

在细菌DNA复制中,Dna G引物酶合成RNA引物,然后合成的引物通过DNA聚合酶进行延伸. Dna G引物酶由3个结构域组成,N端锌结合结构域(zinc-binding domain,ZBD)、RNA聚合酶结构域(RNA polymerase domain,RPD)和C端解旋酶结合结构域(helicase binding domain,HBD).在合成引物的过程中,引物酶的3个结构域协同作用,缺一不可.尽管引物酶3个结构域的结构均已有研究报道,但到目前为止,引物酶的全长结构尚不清楚.我们在上海光源利用小角X射线散射技术研究了枯草芽孢杆菌全长引物酶的溶液结构,首次构建了全长引物酶结构模型.我们发现,枯草芽孢杆菌引物酶在溶液中处于伸展状态,且ZBD和HBD结构域相对于RPD结构域呈现出连续的构象变化.本文研究表明Dna G引物酶中的结构域重排可能有助于其在DNA复制中发挥功能.

关键词： DNA复制体引物酶小角X射线散射柔性

水稻秸秆序批式干发酵产沼气中试及其动力学研究

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农业工程学报 2018年第23期34卷 221-226页

作者：刘杨闫志英姬高升许力山房俊楠曾勇宦臣臣佟欣宇中国科学院环境与应用微生物重点实验室成都610041 环境微生物四川省重点实验室成都610041 中国科学院大学北京100049

干发酵处理有机废弃物或生物质废弃物等具有处理量大,用水量少,处理周期短等优势。该试验以水稻秸秆为原料(269 kg,TS为89.19%±0.24%),用沼液(500 kg)调节水稻秸秆含水率至67.58%,覆膜堆沤3 d,并以运行良好沼气池污泥为接种物(300 kg,... 详细信息

干发酵处理有机废弃物或生物质废弃物等具有处理量大,用水量少,处理周期短等优势。该试验以水稻秸秆为原料(269 kg,TS为89.19%±0.24%),用沼液(500 kg)调节水稻秸秆含水率至67.58%,覆膜堆沤3 d,并以运行良好沼气池污泥为接种物(300 kg,接种量为28.06%,TS为1.88±0.07%),室温(30~35℃)条件下进行周期为55 d的干发酵中试试验。试验结果表明:反应55 d后,秸秆累积产气量为308.20 m3/t,累积产甲烷量为167.44 m3/t,最高甲烷体积分数达57.88%,最大日产气量为2.33 m3。通过Gompertz模型对水稻秸秆产甲烷曲线进行拟合,拟合出的产甲烷潜力值和实际的产甲烷潜力值很接近,R2为0.990 7,显示出较高的准确性。该研究可为序批式干发酵法处理水稻秸秆提供理论依据和指导。

关键词：秸秆沼气动力学干发酵降解

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植物激素对棉花蕾铃脱落的调控研究进展

作物学报 2025年第1期51卷 1-29页

作者：谢章书谢学方屠小菊刘爱玉董合忠周仲华湖南农业大学农学院/作物生理与分子生物学教育部重点实验室湖南长沙410128 中国热带农业科学院橡胶研究所海南海口571101 山东省农业科学院经济作物研究所山东济南250000

棉花蕾铃脱落是一个普遍存在的现象,有对逆境环境胁迫的主动适应性脱落,也有因品种遗传特性、环境条件、栽培措施以及生物和非生物胁迫被动的受损脱落。蕾铃脱落直接影响着棉花的产量,国内外现有公开报道多集中于20世纪50、60年代关于... 详细信息

棉花蕾铃脱落是一个普遍存在的现象,有对逆境环境胁迫的主动适应性脱落,也有因品种遗传特性、环境条件、栽培措施以及生物和非生物胁迫被动的受损脱落。蕾铃脱落直接影响着棉花的产量,国内外现有公开报道多集中于20世纪50、60年代关于乙烯和脱落酸对棉花蕾铃脱落影响的初步发现。结合其他植物的研究结果来看,蕾铃脱落似乎与生长素、赤霉素和细胞分裂素等促生长类激素的下降以及乙烯和脱落酸等抑制生长类激素的升高密切相关,激素在植物体内不仅介导新陈代谢过程,还协调着与信号通路相关的调控因子,在脱落过程中起着关键作用。本文从植物激素调控入手,综述了近年来包括脱落区形成和作用的分子调控机制以及各激素在棉花蕾铃脱落以及其他植物(生殖)器官脱落过程中的响应和调控机制等。发现目前以棉花蕾铃脱落为对象的研究非常匮乏,且多集中于少数激素对棉花生殖生长影响的有限研究,缺乏对导致蕾铃脱落的深层次机制的探究和解析。因此,未来研究方向应着重于探究棉花蕾铃脱落的遗传基础、发掘新的抗脱落基因资源和培育抗脱落棉花品种,同时加强在以棉花为模型植物下,蕾铃脱落与植物激素调节的关系研究,为提高棉花产量提供理论依据和技术支持。

关键词：棉花植物激素蕾铃脱落研究现状研究方向

场驱动医疗微机器人:材料制备工艺不断优化的应用前景

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中国组织工程研究 2025年第10期29卷 2097-2104页

作者：肖文谦韩宏娟杨淏程李波何彬艳重庆科技大学纳微生物医学检测技术重庆市工程实验室重庆市401331 绵阳市肿瘤医院手术室四川省绵阳市621000

背景:微机器人具有体积小、灵活、靶向性强等特点,可以在狭窄的环境下通过单体或集群的方式完成复杂的工作。随着材料、制备工艺以及驱动方式的不断优化,其在生物医学领域内显示出越来越重要的应用价值。目的:分析场驱动微机器人在生物... 详细信息

背景:微机器人具有体积小、灵活、靶向性强等特点,可以在狭窄的环境下通过单体或集群的方式完成复杂的工作。随着材料、制备工艺以及驱动方式的不断优化,其在生物医学领域内显示出越来越重要的应用价值。目的:分析场驱动微机器人在生物医学领域的应用并展望其应用前景。方法:以“微机器人,纳米机器人,驱动,生物医学,医疗”为中文关键词,以“microrobots,micro-robots,nanorobots,micromachine,microswimmer,medical”为英文关键词,分别检索万方以及Pub Med数据库,检索时间范围重点为2010年1月至2024年1月,同时纳入少数远期文献。通过阅读文题、摘要初步筛选,排除重复性研究、低质量期刊以及与内容不相关的文献,阅读全文后最终纳入66篇文献进行综述。结果与结论:场驱动医疗微机器人涵盖了磁、光、热、超声及多种混合因素驱动机器人。场驱动机器人已被应用于肠道诊断、药物靶向治疗及干细胞治疗等多个领域。尽管医用微机器人在临床医学中已有少数应用,但大多数还处于理论和实验阶段。医用微机器人的未来面临诸多挑战,如实现大规模制备、进一步提升精确控制、解决回收或体内降解问题,以及所用材料是否会对人体产生不良反应等,此外微机器人还需与相应的微创医学手术相配合。

关键词：微机器人场驱动医疗靶向微创研究进展

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土壤中典型矿物对锑的吸附-沉积行为研究

岩矿测试 2025年第1期44卷 127-139页

作者：郭贵宾袁晓雅黄理金帅琴胡圣虹欧阳磊生物地质与环境地质国家重点实验室中国地质大学(武汉)材料与化学学院湖北武汉430074

矿物开采、煤炭燃烧等人类活动使大量的锑进入土壤,造成严重的锑污染,危害人类健康。厘清环境中锑的吸附-沉积行为对锑的环境归趋预测及污染防治具有重要意义,但土壤中典型矿物对锑的吸附沉积行为缺乏系统比较,界面吸附形态也难以表征... 详细信息

矿物开采、煤炭燃烧等人类活动使大量的锑进入土壤,造成严重的锑污染,危害人类健康。厘清环境中锑的吸附-沉积行为对锑的环境归趋预测及污染防治具有重要意义,但土壤中典型矿物对锑的吸附沉积行为缺乏系统比较,界面吸附形态也难以表征。为了系统地比较土壤中典型矿物对锑的吸附能力差异,本文选用土壤中常见的5种金属氧化物(赤铁矿、针铁矿、水铁矿、氧化铝、斜方锰矿)和1种黏土矿物(高岭石),探究Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)在其表面的吸附热、动力学行为,并基于原位拉曼光谱表征分析了锑的吸附形态,推测其吸附机理。结果表明:铁锰氧化物对锑的吸附容量较大,而氧化铝、高岭石对锑吸附容量较小,6种典型矿物对Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)吸附容量(mg/g)分别为水铁矿(101.4、55.9)>斜方锰矿(16.52、7.58)>针铁矿(13.30、5.67)>赤铁矿(5.13、3.70)>氧化铝(1.66、1.69)>高岭石(0.27、0.51);受锑存在形态及矿物表面电位的影响,酸性条件下有利于Sb(Ⅴ)的吸附,吸附量较之碱性环境有24%~78%增加,而Sb(Ⅲ)的吸附受pH值影响较小(变化范围0.3%~14%);土壤中典型矿物对不同浓度的Sb(Ⅴ)主要为吸附作用,而Sb(Ⅲ)在较高浓度时,可能在矿物表面发生沉积,形成Sb_(2)O_(3)。本文通过采用拉曼光谱,基于锑的特征谱峰,可方便地对矿物表面吸附态和沉积态的锑进行原位表征。

关键词：锑水铁矿斜方锰矿氧化铝吸附沉积拉曼光谱

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玉米秸秆产生物燃气及其微生物群落解析

化工学报 2014年第5期65卷 1784-1791页

作者：袁月祥文昊深黄显波李香真刘晓风李东闫志英中国科学院环境与应用微生物重点实验室四川成都610041 环境微生物四川省重点实验室四川成都610041 中国科学院成都有机化学研究所四川成都610041

为研究玉米秸秆产沼气及其发酵过程中微生物群落变化，以预处理后的玉米秸秆为原料，采用10 L厌氧反应器进行批式中温发酵产沼气。同时取样利用454焦磷酸测序法测定发酵过程中微生物群落的变化。结果表明：该系统启动迅速，在第3 d就达... 详细信息

为研究玉米秸秆产沼气及其发酵过程中微生物群落变化，以预处理后的玉米秸秆为原料，采用10 L厌氧反应器进行批式中温发酵产沼气。同时取样利用454焦磷酸测序法测定发酵过程中微生物群落的变化。结果表明：该系统启动迅速，在第3 d就达到产气高峰7.78 L，料容产气率为0.97 L·L^-1·d^-1，46 d原料沼气产率和甲烷产率分别为236.84 ml·（g VS）-1和132.23 ml·（g VS）-1。454焦磷酸测序及分析表明系统中古菌主要为甲烷微菌纲（Methanomicrobia，占总OTU的89.63%），其次为热原体纲（Thermoplasmata，8.51%）古菌。发酵系统中共有22～29个细菌门，其中优势菌群为拟杆菌门（Bacteroidetes，平均含量46.07%）、变形菌门（Proteobacteria，平均含量20.51%）和厚壁菌门（Firmicutes，平均含量13.09%）。玉米秸秆沼气系统微生物群落结构的阐明可为秸秆沼气工程调控提供科学数据。

关键词：玉米秸秆生物燃气微生物解析 454焦磷酸测序

阳离子交换树脂对新奥霉素的吸附性能分析与研究

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离子交换与吸附 2014年第2期30卷 97-107页

作者：宋玉龙周金燕杨杰谭红中国科学院成都生物研究所环境与应用微生物重点实验室中国科学院大学四川省环境微生物重点实验室

采用阳离子交换树脂分离提取核苷肽类农用抗生素新奥霉素。实验结果表明,在8种阳离子交换树脂中,7320树脂吸附效果最好,在pH=7时,树脂的交换容量最大;3%氨水可高效地将新奥霉素从7320树脂上解析下来,解析率为95.00%。静态吸附动力学符合... 详细信息

采用阳离子交换树脂分离提取核苷肽类农用抗生素新奥霉素。实验结果表明,在8种阳离子交换树脂中,7320树脂吸附效果最好,在pH=7时,树脂的交换容量最大;3%氨水可高效地将新奥霉素从7320树脂上解析下来,解析率为95.00%。静态吸附动力学符合Lagergren准二级速率方程,颗粒内扩散为影响吸附速率的主要控速步骤,吸附速率常数为k=0.00738g/(mg·min)。吸附等温线符合Langmuir方程,由热力学平衡方程计算得ΔH=60.93kJ/mol,ΔS>0,ΔG<0,表明该交换过程是自发的、吸热、熵增加的过程。在动态实验中,发酵液以1BV/h上样、3%氨水以2BV/h进行解吸,解吸液经减压浓缩得到褐色膏状物质,新奥霉素得率为79.96%。

关键词：新奥霉素离子交换树脂吸附解吸

结核分枝杆菌DnaG引物酶与ssDNA模板相互作用的研究（英文）

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生物化学与生物物理进展 2024年第8期51卷 1920-1934页

作者：陈江罗昊张知明宋旭王刚刚中国科学院成都生物研究所四川省环境微生物重点实验室环境与应用微生物学重点实验室四川大学生命科学学院中国科学院大学

目的结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis）引物酶DnaG (MtuDnaG)在其基因组DNA复制中起着至关重要的作用，因而被认为是抗结核药物研发的新靶点。然而MtuDnaG起始引物合成的机制尚不清楚，这阻碍了MtuDnaG抑制剂的筛选。本研究... 详细信息

目的结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis）引物酶DnaG (MtuDnaG)在其基因组DNA复制中起着至关重要的作用，因而被认为是抗结核药物研发的新靶点。然而MtuDnaG起始引物合成的机制尚不清楚，这阻碍了MtuDnaG抑制剂的筛选。本研究将鉴定MtuDnaG结合模板的特异性识别位点，探讨MtuDnaG与ssDNA模板之间的相互作用。方法本研究以MtuDnaG的双结构域蛋白MtuP49 （包含了锌指结合结构域和RNA聚合酶结构域）为研究对象，利用生物化学和生物物理学方法，研究MtuDnaG与含不同三联体的ssDNA模板之间的相互作用，鉴定MtuDnaG的特异性识别位点。结果 5'-GCG/C-3'三联体可能是MtuDnaG结合模板ssDNA的特异性识别位点。此外，在结核分枝杆菌基因组的复制起始点附近也存在可以与MtuP49特异结合的5'-GCG/C-3'位点，其3'端侧翼序列显著影响ssDNA与MtuP49的亲和力。突变实验表明，位于锌指结合结构域中的Arg31对MtuP49结合ssDNA的活性具有重要贡献。基于预测的MtuP49结构，推测在MtuP49结合模板ssDNA过程中，锌指结合结构域会发生分子内重排。结论本研究首次鉴定了MtuDnaG结合模板ssDNA的特异性识别位点，揭示了影响MtuDnaG与模板ssDNA相互作用的主要因素。本文的研究结果不但有助于阐明MtuDnaG起始引物合成的机制，也为靶向DnaG的新型抗结核药物开发提供了新的信息。

关键词：引物酶DnaG 结核分枝杆菌特异性识别位点结构域重排 DNA复制