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彩色马铃薯花青素合成相关ERF基因筛选及表达分析

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生物技术通报 2024年

作者：吴娟武小娟王沛捷谢锐聂虎帅李楠马艳红内蒙古农业大学农学院内蒙古自治区农牧业科学院

【目的】乙烯响应因子（ethylene responsive factor,ERF）是一类重要的转录因子，参与调控植物花青素的生物合成。筛选可能参与调控马铃薯块茎花青素合成的StERFs基因，为开展彩色马铃薯花青素相关StERFs基因功能研究奠定基础。【方法... 详细信息

【目的】乙烯响应因子（ethylene responsive factor,ERF）是一类重要的转录因子，参与调控植物花青素的生物合成。筛选可能参与调控马铃薯块茎花青素合成的StERFs基因，为开展彩色马铃薯花青素相关StERFs基因功能研究奠定基础。【方法】利用生物信息学方法对其理化性质、亚细胞定位、保守基序、进化关系、蛋白质二级结构、启动子顺式作用元件及蛋白互作关系进行分析，同时采用RT-qPCR方法对不同颜色马铃薯薯肉中StERFs进行表达模式分析。【结果】基于不同颜色马铃薯块茎的转录组表达谱，获得7个差异表达ERF转录因子。7个StERFs属于亲水性蛋白，均预测定位于细胞核。Motif 1(RWLG)和Motif2(YRG)是7个StERFs中共同的保守基序，属于AP2的结构域特征序列。StERFs基因启动子序列含有响应激素作用元件，以及响应防御与胁迫、低温和光照等的顺式作用元件。7个StERFs在紫色薯肉中表达量显著高于黄色薯肉，其中StERF72和StERF110与已知的花青素相关ERFs(IbERF71和PyERF3)亲缘关系较近，且7个StERFs与56个转录因子存在蛋白互作关系。【结论】7个StERFs基因可能参与调控马铃薯块茎中花青素的合成，其中StERF72和StERF110可作为候选基因进一步验证其功能。

关键词：彩色马铃薯花青素 ERF转录因子生物信息学分析表达模式分析

寒地苹果龙丰、岳艳及其两个杂交优系抗寒性综合评价

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果树学报 2024年第2期41卷 241-251页

作者：包俊宏包敖民杨荣李今普王宝侠郑东生何炎红内蒙古农业大学林学院呼和浩特010018 通辽市林业和草原研究所内蒙古通辽028399 内蒙古自治区林业科学研究院呼和浩特010010

【目的】通过对内蒙古寒地苹果龙丰和岳艳及其2个优系的抗寒性进行综合评价,明确2个优系的适生区域,为丰富寒地苹果种质资源以及选育抗寒性强的寒地苹果品种提供科学依据。【方法】以龙丰、岳艳以及它们的2个杂交优系为试材,在不同低温... 详细信息

【目的】通过对内蒙古寒地苹果龙丰和岳艳及其2个优系的抗寒性进行综合评价,明确2个优系的适生区域,为丰富寒地苹果种质资源以及选育抗寒性强的寒地苹果品种提供科学依据。【方法】以龙丰、岳艳以及它们的2个杂交优系为试材,在不同低温处理下进行1年生枝条生理指标试验,测定相对电导率(REC)、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白(SP)含量;以及在模拟霜降条件下做花期生理反应试验,测定花朵子房及幼果过冷却点和结冰点。采用隶属函数法综合评价4份苹果材料的抗寒性。【结果】随着处理温度的降低,各供试材料枝条的相对电导率逐渐升高,呈“S”形变化曲线,其中优系TL0099相对电导率上升幅度小,岳艳跃变幅度较大;优系TL0099的MDA含量在-25℃低温胁迫下出现突然跃变的现象,而岳艳从对照(4℃)持续增加,-25℃低温胁迫处理后开始下降;优系TL0099的POD活性显著高于亲本组合;不同低温处理下,2个优系枝条SOD活性显著高于亲本组合。各供试材料SP含量到达峰值的温度均在-20℃,且达到峰值后,SP含量不再上升。通过花期霜冻试验,发现4份供试材料的子房、幼果受冻温度范围为-5.6℃~-2.4℃,且各供试材料幼果过冷却点均高于子房过冷却点。【结论】4份苹果材料抗寒力强弱排序依次为:TL0099>TL0092>龙丰>岳艳。其中TL0099、TL0092为Ⅱ级抗寒品系;龙丰为Ⅲ级中抗品种;岳艳为Ⅳ级低抗品种。

关键词：苹果抗寒性生理指标过冷却点

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玉米秸秆降解复配菌的构建及其协同效果评价

玉米科学 2024年第6期32卷 46-54页

作者：青格尔张必周王莉杰赵文山于晓芳高聚林内蒙古农业大学/玉米秸秆原位还田微生物内蒙古自治区工程研究中心/内蒙古自治区作物栽培与遗传改良重点实验室呼和浩特010019 内蒙古自治区农牧业科学院呼和浩特010010

针对秸秆木质纤维素组成结构复杂性,充分利用不同菌株间的协同效应提升秸秆降解效率。以功能单菌株Achromobacter deleyi strain LMG 3458(A3)、Pseudomonas plecoglossicida strain NBRC(A4)、Aspergillus terreus(A)、Phanerochaete Chrysosporium(P)为试材,通过相互组配构建菌株丰度为1~4的多个复配菌,采用相关性分析和方差分析等方法探明菌株丰度对秸秆降解效率及其生物量的影响。结果表明,秸秆及木质纤维素降解率和酶活性均与复配菌组成丰度呈显著正相关关系,丰度为4时(A3+A4+A+P),其玉米秸秆、纤维素、半纤维素和木质素降解率分别为37.01%、36.27%、33.50%和31.27%,滤纸酶活性、木聚糖酶活性和漆酶活性分别为15.47、5.84和58.05 U/L,表明菌株间以及酶之间存在多样性效应。复配菌组成菌株间具有协同效应,促进秸秆高效降解,具有良好的应用前景。

关键词：玉米:复配菌秸秆降解多样性效应抽样性效应

有限元分析技术在膝关节生物力学应用中的特点与优势

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中国组织工程研究 2025年第15期29卷 3253-3261页

作者：郭欢萱康志杰白小龙田晓燕金凤内蒙古医科大学附属医院影像诊断科内蒙古自治区呼和浩特市010010 内蒙古医科大学研究生院内蒙古自治区呼和浩特市010010

背景:有限元分析是一种先进的计算机工程技术,利用数学近似的方法对真实人体进行模拟,可以真实反映膝关节结构内部的生物力学特征,为理解膝关节疾病发病机制、优化手术方案以及开发新型植入材料提供了有效的工具。目的:对膝关节有限元... 详细信息

背景:有限元分析是一种先进的计算机工程技术,利用数学近似的方法对真实人体进行模拟,可以真实反映膝关节结构内部的生物力学特征,为理解膝关节疾病发病机制、优化手术方案以及开发新型植入材料提供了有效的工具。目的:对膝关节有限元模型的建立及其在膝关节疾病研究中的应用进行综述,并展望了未来的发展趋势。方法:第一作者于2024年4月以“Finite Element Analysis,FEA,knee joint,Finite Element Model,Knee Biomechanics,Knee Osteoarthritis,Knee Prosthesis,Knee Ligaments,Meniscus”为英文检索词在PubMed和EI数据库进行检索,以“有限元分析,有限元模型,膝关节,生物力学,骨关节炎,计算模型,膝关节假体,膝关节韧带,半月板”为中文检索词在中国知网和万方数据库进行检索,最终纳入75篇文献进行分析。结果与结论:①有限元分析法利用医学影像数据获得三维人体模型,将复杂的人体关节结构简化为有限且相互连接的单元,通过对模型施加外部载荷,直观地显示膝关节内部的应力分布。②研究者通过有限元分析深入研究膝关节在不同工况下的内部应力和应变分布,可发现膝关节内部载荷分配平衡改变时,关节软骨的过度载荷及部分区域的负荷下降,这种长期异常应力会引起软骨变形和磨损,最终缺失,对于理解生物力学因素如何引起膝关节退行性变至关重要。③有研究通过有限元分析评估膝骨关节炎患者采用太极拳、步态调整等物理治疗方法的效果,结果显示这些治疗方法减少了软骨的过度负荷,为临床治疗提供了科学理论依据。④临床医生通过有限元分析在手术前进行三维重建、数据测量和模拟手术,能够优化手术治疗策略;此外,还可以通过模拟不同假体的力学特征,改进假体的形状、材料和固定方式,减少患者的并发症,提高患者的治疗效果。⑤人工智能与有限元分析相结合使得有限元模型的构建更为精确和易于操作,极大提高了临床医生医疗实践的效率和患者的治疗效果。⑥有限元分析仅是数字化的模拟,与真实物理状态仍存在一定差异。

关键词：膝关节关节软骨半月板生物力学有限元分析有限元模型膝骨关节炎关节置换人工智能综述

内蒙古西部某铜尾矿周边土壤重金属污染特征及风险评价

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土壤通报 2024年第3期55卷 840-851页

作者：陈晨红梅施和平兰天谢世程周瑞霞孟畅王水平徐明明内蒙古农业大学草原与资源环境学院内蒙古自治区呼和浩特010018 内蒙古农业大学理学院内蒙古自治区呼和浩特010018 中国农业大学土地科学与技术学院北京100084 内蒙古自治区土壤质量与养分资源重点实验室内蒙古自治区呼和浩特010018

目的探究铜尾矿周边表层土壤重金属形态特征和污染风险等级,为防治土壤污染提供理论依据。方法以内蒙古自治区西北部某废弃铜尾矿周边土壤为研究对象,共采集50份土壤样品。运用单因子污染指数、地累计污染指数、潜在生态风险指数及人体... 详细信息

目的探究铜尾矿周边表层土壤重金属形态特征和污染风险等级,为防治土壤污染提供理论依据。方法以内蒙古自治区西北部某废弃铜尾矿周边土壤为研究对象,共采集50份土壤样品。运用单因子污染指数、地累计污染指数、潜在生态风险指数及人体健康风险评价模型分析重金属铜(Cu)、锌(Zn)、砷(As)、铅(Pb)及镉(Cd)的污染水平;结合重金属形态,利用生态风险指数法和次生相原生相分布比值法评估重金属的生物有效性以及迁移风险,并分析重金属的来源和重金属污染的影响因素。结果①重金属Cu、Zn、As和Cd未超出GB 15618—2018《土壤环境质量农用地污染风险管控标准》风险管制值,仅有一个采样点Pb含量(448.02 mg kg^(-1))超过风险管制值;Cu、As、Pb和Cd分别有32、17、15和3个点位重金属含量超过风险筛选值,Zn不超标。②土壤Cu和Pb污染较严重,Zn污染程度最低。污染物生物有效性处于低风险和无风险范围。土壤重金属存在迁移风险,表层土壤65%的采样点As污染具有高迁移风险。土壤中铁锰氧化态(F3)和交换态(F1)的增加是主要原因。③As、Pb及Cd是威胁人体健康的主要污染物,儿童健康风险高于成人。④研究区重金属污染几乎都源于尾矿释放。结论研究区重金属含量不同程度超出风险筛选值,需进行调控;属中等污染水平,是尾矿长期堆放所致,需减少在该研究区内的牧业生产活动。

关键词：尾矿土壤重金属化学形态风险评价

光谱技术用于泥炭甲烷发酵残渣腐植酸的影响研究

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光谱学与光谱分析 2024年第4期44卷 1025-1030页

作者：路亚楠马力通李丽萍李冉冉邓雅卉内蒙古科技大学化学与化工学院内蒙古包头014010 生物煤化工综合利用内蒙古自治区工程研究中心内蒙古包头014010 内蒙古科技大学低阶煤炭碳中和实验室内蒙古包头014010

生物甲烷化可能是泥炭低碳转化最有利的方法,为探索泥炭甲烷发酵残渣再利用提取腐植酸,实现泥炭甲烷发酵耦合腐植酸提取新工艺,需要解析碱液对甲烷发酵残渣腐植酸得率、纯度、结构的影响。以草本泥炭为原料,先进行氢氧化钠预处理再甲烷... 详细信息

生物甲烷化可能是泥炭低碳转化最有利的方法,为探索泥炭甲烷发酵残渣再利用提取腐植酸,实现泥炭甲烷发酵耦合腐植酸提取新工艺,需要解析碱液对甲烷发酵残渣腐植酸得率、纯度、结构的影响。以草本泥炭为原料,先进行氢氧化钠预处理再甲烷发酵,残渣采用碱溶酸析法提取腐植酸,分别采用氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂和焦磷酸钠萃取,对得到的腐植酸样品进行产率、纯度分析和紫外-可见光谱、红外光谱、荧光光谱表征。结果表明,不同萃取剂萃取、氢氧化钠预处理甲烷发酵均对泥炭腐植酸产率、纯度、结构有明显影响。氢氧化锂萃取氢氧化钠预处理甲烷发酵与对照组残渣腐植酸产率、纯度均最高,产率分别达43.59%、41.07%、纯度分别是70.4%、70.6%。焦磷酸钠萃取泥炭腐植酸中羟基、甲基、亚甲基、醚键含量较多,芳构化程度较低;氢氧化钠萃取泥炭腐植酸酮、醛、羧酸和苯环等结构含量丰富,芳构化程度较高。氢氧化钠预处理甲烷发酵残渣腐植酸羟基、甲基、亚甲基、醚键含量均降低,羰基、苯环含量较高,芳构化程度增大。甲烷发酵残渣提取泥炭腐植酸的变化特征研究表明,氢氧化钠预处理甲烷发酵对碱溶酸析法提取泥炭腐植酸的结构有明显影响,泥炭甲烷发酵残渣再利用提取腐植酸工艺可行。

关键词：泥炭残渣再利用腐植酸甲烷发酵碱液

离子掺杂调控双钙钛矿量子点发光性能的研究进展

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高等学校化学学报 2024年第9期45卷 1-15页

作者：张丽媛王查斯娜胡井香詹传郎内蒙古师范大学化学与环境科学学院先进材料化学与器件内蒙古自治区高等学校重点实验室呼和浩特010022

铅基卤化物钙钛矿发光材料因具有灵活的晶体结构、带隙可调性、缺陷容忍性和高荧光量子产率等优异性能而备受关注.但金属铅的毒性和钙钛矿的稳定性一直是阻碍其商业应用急需解决的问题.因此,需要探索更绿色环保的非铅金属卤化物类钙钛... 详细信息

铅基卤化物钙钛矿发光材料因具有灵活的晶体结构、带隙可调性、缺陷容忍性和高荧光量子产率等优异性能而备受关注.但金属铅的毒性和钙钛矿的稳定性一直是阻碍其商业应用急需解决的问题.因此,需要探索更绿色环保的非铅金属卤化物类钙钛矿发光材料.近年来,通过替换铅离子发展起来的非铅双钙钛矿结构成功实现了低毒性和高稳定性,但由于其是间接带隙或因为宇称禁阻的直接带隙而造成光致发光效率极低.为了解决此问题,研究人员开发了离子掺杂策略,实现了光致发光效率的提升.本文综合评述了非铅双钙钛矿材料的晶体结构和发光性能,归纳了主族金属、稀土金属和过渡金属掺杂对非铅双钙钛矿发光性能的影响及其发光机制.最后,对离子掺杂策略的应用和进一步提升非铅双钙钛矿发光材料的性能进行了总结和展望.

关键词：双钙钛矿量子点离子掺杂光致发光量子效率自陷激子态发光

中国东部冬季气温变化的主要区域空间模态及其与大气环流的关系

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冰川冻土 2024年第3期46卷 876-890页

作者：陈金琪范灵悦高晶内蒙古自治区气候中心内蒙古呼和浩特010051

本文利用1956—2017年我国519个站点逐日气温资料,通过旋转经验正交函数分析方法得到了近62年我国冬季气温变化主要的区域空间模态,研究了其与大气环流的关系,并进一步使用2018—2023年上述站点冬季气温资料进行验证分析。结果表明,我... 详细信息

本文利用1956—2017年我国519个站点逐日气温资料,通过旋转经验正交函数分析方法得到了近62年我国冬季气温变化主要的区域空间模态,研究了其与大气环流的关系,并进一步使用2018—2023年上述站点冬季气温资料进行验证分析。结果表明,我国冬季气温变化有两个较为稳定的区域空间模态:第一模态主要表现为南方大部分地区出现异常低温,低温极值区位于华南和东南沿海区,称之为南方型;第二模态的气温异常信号主要集中在东北地区,称之为东北型。其中,南方型模态与赤道中太平洋的海温呈显著负相关关系,与东亚冬季风的“南北反向”模态呈显著正相关。当冬季赤道中太平洋海温异常偏冷时,东亚南部地区表现为强烈的低层偏北风距平,北方则无显著偏北风距平,造成南方大部分地区出现异常低温。冬季北极涛动与东北型低温模态有显著联系,当北极涛动呈负位相时,冷高压主要集中在极区,高压东侧盛行东北风,造成东北地区冬季气温异常偏低。近6年中,2018年与2021年冬季呈东北型低温模态,其关键环流系统接近北极涛动负位相,验证了该结论。

关键词：冬季气温空间型态东亚冬季风“南北反向”模态北极涛动

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三维数字儿童蒙医针刺穴位可视化系统的研发

中国组织工程研究 2024年第20期28卷 3223-3228页

作者：刘宇航孙瑞芬木日根吉雅王星李志军刘亚楠郝韵腾蔡永强张少杰李琨内蒙古医科大学研究生院内蒙古自治区呼和浩特市010000 内蒙古医科大学第二附属医院影像中心内蒙古自治区呼和浩特市010000 内蒙古医科大学蒙医药学院内蒙古自治区呼和浩特市010020 内蒙古医科大学基础医学院解剖学教研室内蒙古自治区呼和浩特市010110 内蒙古医科大学数字医学中心内蒙古自治区呼和浩特市010059

背景:目前中医成人针刺穴位数字化、可视化系统相关报道日益增多,且中医儿童针刺穴位数字化、可视化系统及蒙医训练针刺手法仿真系统已有报道,但蒙医面向儿童群体此类系统尚未见报道。目的:研发蒙医儿童针刺穴位仿真系统,希望供临床教... 详细信息

背景:目前中医成人针刺穴位数字化、可视化系统相关报道日益增多,且中医儿童针刺穴位数字化、可视化系统及蒙医训练针刺手法仿真系统已有报道,但蒙医面向儿童群体此类系统尚未见报道。目的:研发蒙医儿童针刺穴位仿真系统,希望供临床教学、施术手法练习及针刺安全性研究使用。方法:在学龄前男童断层解剖数据集基础上运用PhotoShop 2021与Digihuman Reconstruction System软件完成儿童三维数字化虚拟解剖模型及内部多器官组织的构建;通过Unity数据库语言编制蒙医顶会穴等27个穴位的相关注释信息库;在儿童3D打印头颈部树脂模型上选用蒙医金针、银针录制针刺穴位教学视频;在Unity3D软件中整合儿童解剖模型、穴位注释信息库及针刺操作视频并编写代码,成功创建集仿真针刺训练、临床教学及针刺安全性研究等多功能于一体的三维数字儿童蒙医针刺穴位可视化系统。结果与结论:①该研究基于真实儿童标本,为减少二维分割错误,采用手动逐层分割断面图像法,最大程度确保3D模型精度的前提下,使用3D软件Digihuman Reconstruction System提取和保存独立分割数据,与PhotoShop.2021软件共同完成儿童头颈部外层皮肤与其内部骨性结构、颈脊髓、血管和神经、肌肉及韧带等数十个解剖结构的三维重建后,于MeshLab软件中完成各独立结构基本形态和整体轮廓完整性核验工作,并利用3-matic research 13.0软件进行最终精细化调校及解剖位置确认,成功模拟还原学龄前儿童头颈部真实解剖形态。②该研究运用Unity3D软件将儿童三维模型、针刺操作视频和穴位注释库三者整合,成功构建三维数字儿童蒙医针刺穴位可视化系统。③该研究以中国学龄前男童真实连续断层超薄数据集为基础,实现了中国首个蒙医儿童头颈部针刺穴位三维数字化、可视化系统的研发,较既往针刺软著更贴合亚洲儿童解剖形态学发育特点,在蒙医针刺安全性研究、临床教学及针刺模拟训练等领域具有极高应用价值。

关键词：儿童蒙医针刺穴位可视化断层解剖安全性穴位毗邻 3D打印仿真系统