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蜡样芽孢杆菌GW-01全基因组测序及生物学特性分析

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食品工业科技 2024年第7期45卷 167-176页

作者：刘珊蒋杨丹颜佶沙谢宇宣赵思佳何启田赵甲元西南土地资源评价与监测教育部重点实验室(四川师范大学) 四川成都610101 四川师范大学生命科学学院四川成都610101 浙江大学生物系统工程与食品工程学院浙江杭州310000

目的:通过全基因组测序和生物信息学,研究前期筛选可降解高效氯氰菊酯(β-CY)蜡样芽孢杆菌GW-01的基因组序列信息和生物学特性,为其安全性评估提供参考。方法:利用HPLC验证了GW-01降解β-CY的能力。GW-01的整个基因组基于二代Illumina N... 详细信息

目的:通过全基因组测序和生物信息学,研究前期筛选可降解高效氯氰菊酯(β-CY)蜡样芽孢杆菌GW-01的基因组序列信息和生物学特性,为其安全性评估提供参考。方法:利用HPLC验证了GW-01降解β-CY的能力。GW-01的整个基因组基于二代Illumina NovaSeq与三代PacBio Sequel测序平台相结合的测序技术,对菌株GW-01进行全基因组测序,并对测序数据进行基因组组装、基因预测与功能注释、碳水化合物活性酶预测、毒力因子和抗生素抗性分析,此外,还基于gyrA基因序列对菌株GW-01构建系统发育树。结果:GW-01在第6 d可降解48.4%的β-CY;GW-01菌株全基因组大小为5244145 bp,基因组类型为环状,平均GC含量36.43%,共编码5314个基因,含有104个tRNA基因,313个ncRNA,GW-01菌株全基因组序列在GO、KEGG、COG、NR和Swiss-Prot、CAZy、VFDB、CARD数据库分别注释到基因3536、4714、4434、5290、3854、135、263和96个,GW-01与其他四个近缘菌株相比显示出高GC含量,并且毒力因子和耐药基因较少。结论:GW-01与其近缘菌相比,显示出明显不同的进化途径和毒素编码基因,表明其安全性较高。

关键词：蜡样芽孢杆菌全基因组测序生物学特性安全性

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淮北平原中小型湖泊鸟类多维度多样性

湖泊科学 2024年第4期36卷 1183-1191页

作者：李永民董锴李东伟王魏根胡文峰阜阳师范大学生物与食品工程学院阜阳236037 阜阳师范大学历史文化与旅游学院阜阳236037

湿地介于陆地和水生生态系统之间,具有丰富的生态价值,湿地公园在维持生态平衡,提高鸟类多样性等方面具有重要作用。2022年3月2023年2月,采用样点法和样线法对淮北平原地区颍州西湖国家湿地公园进行鸟类调查,通过对鸟类群落的物种多样... 详细信息

湿地介于陆地和水生生态系统之间,具有丰富的生态价值,湿地公园在维持生态平衡,提高鸟类多样性等方面具有重要作用。2022年3月2023年2月,采用样点法和样线法对淮北平原地区颍州西湖国家湿地公园进行鸟类调查,通过对鸟类群落的物种多样性、分类学多样性、功能多样性和系统发育多样性4个维度多样性指数以及鸟类生态类群的分析探究湿地公园鸟类群落的时空分布格局。本轮调查共记录鸟类153种共26107只次,其中国家Ⅰ级重点保护野生动物1种,国家Ⅱ级重点保护野生动物16种;IUCN红色名录极危物种1种,易危物种2种。结果表明:春季功能丰富度、物种丰富度和香农-威纳指数在湖泊、防护林和绿化带3种生境之间差异显著,夏季湖泊生境中物种丰富度(24.67±0.94)和系统发育多样性(985.14±52.57)显著高于绿化带和防护林,秋季功能丰富度(8.24±0.90)和系统发育多样性(935.34±37.12)在湖泊中均最高,冬季湖泊香农-威纳指数(2.31±0.03)、功能丰富度(3.73±0.77)显著高于绿化带和防护林2种生境;绿化带生境中,多个多样性指数在春季最高,在冬季均达到最低水平,湖泊生境冬季的物种丰富度(25.00±0.82)、香农-威纳指数和辛普森指数(0.84±0.01)在冬季最高,夏季系统发育多样性最高;防护林生境中物种丰富度(22.67±2.87)在秋季显著高于其他3个季节。单次调查中发现并记录青头潜鸭(Aythya baeri)15只,超过东亚-澳大利西亚候鸟迁徙路线该物种种群数量的1%,达到国际重要湿地标准。结果显示秋季为该湿地公园鸟类多样性保护的重点季节,湖泊生境为该湿地公园的重点保护区域,颍州西湖国家湿地公园对迁徙及越冬水鸟具有重要生态价值,应进一步加强鸟类监测,提升其生态功能。

关键词：淮北平原中小型湖泊鸟类多维度多样性时空格局

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淮河下游库塘湿地东方白鹳迁徙停歇期不同生境中的行为模式

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生态学杂志 2024年

作者：李永民张建春韦兵李东伟王魏根阜阳师范大学生物与食品工程学院

迁徙停歇地可以为候鸟提供长途跋涉所需要的能量，适宜的停歇地对于候鸟顺利完成迁徙过程至关重要。2023年1—2月，采用瞬时扫描法和焦点动物法对安徽省釜山水库的东方白鹳（Ciconia boyciana）迁徙种群日行为节律进行观察，并比较在不... 详细信息

迁徙停歇地可以为候鸟提供长途跋涉所需要的能量，适宜的停歇地对于候鸟顺利完成迁徙过程至关重要。2023年1—2月，采用瞬时扫描法和焦点动物法对安徽省釜山水库的东方白鹳（Ciconia boyciana）迁徙种群日行为节律进行观察，并比较在不同生境下的行为模式。观察期间，单日记录到最大种群数量为505只，超过该物种全球数量的5%。东方白鹳在釜山水库停歇期间，主要行为活动为取食（53.29%±30.32%）、休息（32.81%±26.68%）、警戒（10.45%±6.35%）和整理（3.45%±2.95%），取食为迁徙停歇期的主要行为，在一天中存在7:40—8:40、12:40—13:40和16:40—17:40三个高峰期；在明水面和滩涂生境中，取食行为的时间分配最多，在农田中，休息行为的时间分配最多；迁徙停歇期间，平均取食持续时间为（86.48±112.70）s，滩涂生境中啄取次数最多（（8.80±14.72）次），农田中取食成功率最高（44.44%±52.71%）；平均食物大小为40.24 cm，主要为鱼类（97.30%），且多为死鱼（94.44%），食物平均处理时长为75.07 s，食物大小不同则分别采取啄食或吞食的方式；淮河下游人工库塘东方白鹳迁徙停歇地的新发现及迁徙停歇期行为模式的研究，为丰富和完善该物种迁徙停歇网络以及迁徙行为生态学提供重要资料。

关键词：淮河下游人工库塘东方白鹳迁徙停歇行为模式

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滩涂土壤离散元接触模型优化与现场铲削试验

农业工程学报 2024年第8期40卷 107-115页

作者：梁喜凤胡泽郑立文王永维中国计量大学机电工程学院杭州310000 朝阳师范高等专科学校朝阳122000 浙江大学生物系统工程与食品科学学院杭州310000

为解决现有离散元接触模型对滩涂土壤特性表征准确性差的问题,该研究基于离散元仿真软件EDEM的API二次开发功能,以Hertz-Mindlin接触模型为基础,通过增加塑性、粘附特征并更改切向滑动摩擦力,得到优化后的高湿黏弹塑性(moist elasto-pla... 详细信息

为解决现有离散元接触模型对滩涂土壤特性表征准确性差的问题,该研究基于离散元仿真软件EDEM的API二次开发功能,以Hertz-Mindlin接触模型为基础,通过增加塑性、粘附特征并更改切向滑动摩擦力,得到优化后的高湿黏弹塑性(moist elasto-plastic adhesion,MEPA)模型。通过模拟活塞拔出试验,结合Plackett-Burman试验筛选出影响标定指标的显著参数,完成接触模型参数标定。搭建了铲削试验平台进行现场铲削试验,对比分析了MEPA模型、JKR模型、EEPA模型以及Bonding模型的土壤特性表征效果。试验结果表明,在铲削阻力方面,MEPA模型较JKR模型、EEPA模型和Bonding模型的仿真精度分别提升约65.957%、74.206%和59.326%;相较于现场试验结果,MEPA模型的堆积厚度与侧边距相对误差分别为5.598%和6.362%,两者均保持在10%以内,能够较好地模拟滩涂土壤,对滩涂工作装置的工况模拟和优化设计具有重要意义。

关键词：土壤模型试验离散元法 EDEM二次开发铲削阻力

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PIEZO1影响HaCaT细胞的趋电性迁移

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生物化学与生物物理进展 2024年第3期51卷 673-684页

作者：张桂诚龚鹏王一凡赵三军云南师范大学生命科学学院昆明650500

目的伤口中心产生的内源性电场是指导细胞定向迁移促进伤口愈合的重要因子。PIEZO1是机械门控阳离子通道家族成员之一,它参与细胞迁移,影响细胞的趋化迁移,并且受到电压的调节,在伤口愈合过程中发挥重要作用。但PIEZO1是否参与影响电场... 详细信息

目的伤口中心产生的内源性电场是指导细胞定向迁移促进伤口愈合的重要因子。PIEZO1是机械门控阳离子通道家族成员之一,它参与细胞迁移,影响细胞的趋化迁移,并且受到电压的调节,在伤口愈合过程中发挥重要作用。但PIEZO1是否参与影响电场指导的细胞定向迁移过程尚不清晰,本文以HaCaT细胞为模型探讨PIEZO1及其下游相关蛋白质对细胞趋电性迁移的影响。方法应用活细胞工作站追踪HaCaT细胞在微直流电场中的迁移,使用抑制剂及RNAi技术调控PIEZO1功能和表达,研究PIEZO1对于细胞趋电性迁移的影响;用蛋白质印迹(Western blot)检验细胞的整合素(integrin)β1与FAK磷酸化水平在电场作用下的变化情况,探讨PIEZO1与integrinβ1及FAK等对电场信号的响应及细胞趋电性迁移的影响。结果PIEZO1广谱抑制剂钌红、GsMTx4和RNAi处理显著抑制了HaCaT细胞向正极趋电性迁移的能力;电场和GsMTx4单独作用升高FAK磷酸化和integrinβ1表达,GsMTx4阻止电场进一步升高FAK的磷酸化水平和integrinβ1表达;siRNA干扰PIEZO1表达后显著下调FAK的磷酸化水平,并且电场对FAK磷酸化和integrinβ1表达的促进作用受到抑制;Integrinβ1和FAK的抑制剂使HaCaT细胞的趋电性迁移能力均显著降低。结论PIEZO1参与HaCaT细胞的趋电性迁移,是影响HaCaT细胞趋电性迁移的重要分子之一;抑制integrinβ1和FAK会影响HaCaT细胞的电性迁移;电场信号可能通过PIEZO1介导的信号通路调控integrinβ1的表达和FAK的活化进而影响细胞趋电性迁移。

关键词：电场趋电性细胞迁移 HaCaT细胞 PIEZO1 整合素β1 FAK

低温冷凝沉积法3D打印骨组织工程左旋聚乳酸/珍珠粉复合支架

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中国组织工程研究 2024年第17期28卷 2702-2707页

作者：刚芳莉石瑞马春阳肖一忻州师范学院生物系山西省忻州市034000 北京航空航天大学生物与医学工程学院北京市100083

背景:大面积骨缺损的修复目前仍面临严峻挑战,研发可个性化定制、低成本且具有成骨诱导活性的组织工程支架用于骨修复意义深远。目的:探索低温冷凝沉积法实现3D打印含珍珠复合材料骨组织工程支架的工艺流程,并进一步测试该复合支架的理... 详细信息

背景:大面积骨缺损的修复目前仍面临严峻挑战,研发可个性化定制、低成本且具有成骨诱导活性的组织工程支架用于骨修复意义深远。目的:探索低温冷凝沉积法实现3D打印含珍珠复合材料骨组织工程支架的工艺流程,并进一步测试该复合支架的理化性能和体外生物学功能。方法:采用研磨过筛法制备珍珠粉,将不同质量的珍珠粉加入左旋聚乳酸墨水中,使珍珠粉与左旋聚乳酸的质量比分别为0,0.1,0.2,0.3,0.5,采用低温冷凝沉积法3D打印左旋聚乳酸/珍珠粉复合支架。检测支架的微观形貌、抗压性能、水接触角、细胞相容性以及体外促成骨分化能力。结果与结论:①扫描电镜显示5组支架均有直径2μm甚至更小的微孔,形状不规则且相互连通;②5组支架均具有良好的抗压性能,其中珍珠粉0.5组支架的压缩强度高于其他4组支架(P<0.05),珍珠粉0.2组、珍珠粉0.5组的水接触角小于珍珠粉0组(P<0.01,P<0.001);③将骨髓间充质干细胞分别与5组支架共培养1,3,5 d,珍珠粉0.1组、珍珠粉0.2组、珍珠粉0.3组、珍珠粉0.5组培养3,5 d的细胞增殖均快于珍珠粉0组(P<0.05);培养1 d的活死染色显示,各组支架上的细胞数量较少,但均为活细胞;④将骨髓间充质干细胞分别接种至珍珠粉0组、珍珠粉0.1组支架表面进行成骨诱导分化,珍珠粉0.1组诱导4,6 d的碱性磷酸酶活性高于珍珠粉0组(P<0.05);⑤结果表明,左旋聚乳酸/珍珠粉复合支架具有良好的抗压强度、亲水性、细胞相容性与促成骨性能。

关键词：低温冷凝沉积法 3D打印左旋聚乳酸珍珠粉复合支架骨组织修复细胞相容性成骨分化

没食子酸-果胶共聚物的酶法制备：溶剂效应及功能特性研究

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食品与发酵工业 2024年

作者：张泽宏郭苏童李奕雅费鹏闽南师范大学生物科学与技术学院

该研究旨在探讨有机溶剂对脂肪酶催化没食子酸-果胶共聚物接枝反应的影响，并评估接枝反应对果胶抗氧化和抑菌活性的影响。以DMSO/水、DMF/水、THF/水和MTBE/水为反应介质，利用脂肪酶催化没食子酸接枝到果胶分子上，制备了一系列没食子... 详细信息

该研究旨在探讨有机溶剂对脂肪酶催化没食子酸-果胶共聚物接枝反应的影响，并评估接枝反应对果胶抗氧化和抑菌活性的影响。以DMSO/水、DMF/水、THF/水和MTBE/水为反应介质，利用脂肪酶催化没食子酸接枝到果胶分子上，制备了一系列没食子酸-果胶共聚物。采用紫外-可见光谱、X射线光电子能谱和傅里叶变换红外光谱等方法表征了共聚物的化学结构，并评价了共聚物的抗氧化和抑菌活性。结果表明，没食子酸在4种溶剂体系中均成功接枝到果胶分子上，但接枝率因溶剂极性不同而存在显著差异，其中MTBE/水体系制得的没食子酸-果胶共聚物接枝率最高（20.36%）。没食子酸的引入显著提高了果胶的抗氧化活性和对大肠杆菌及金黄色葡萄球菌的抑菌活性，且改性果胶的抗氧化和抑菌活性均与接枝率呈正相关。该研究为高抗氧化和抑菌活性的果胶衍生物制备提供了新思路，有望作为天然防腐剂应用于食品和化妆品领域。

关键词：没食子酸果胶脂肪酶抗氧化抑菌

生物统合加工嵌合纤维小体组装模块反应机制探究

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太阳能学报 2024年第3期45卷 139-144页

作者：徐奭万平李娟娟刘涵杜济良田沈首都师范大学生命科学学院北京100048

为探究生物统合加工嵌合纤维小体中重组蛋白粘连模块与对接模块的分子相互作用及其对嵌合纤维小体组装效率的影响,采用酿酒酵母细胞分泌表达支架蛋白和酶分子催化模块,在胞外通过非变性蛋白凝胶电泳和等温滴定量热法测定分析二级支架蛋... 详细信息

为探究生物统合加工嵌合纤维小体中重组蛋白粘连模块与对接模块的分子相互作用及其对嵌合纤维小体组装效率的影响,采用酿酒酵母细胞分泌表达支架蛋白和酶分子催化模块,在胞外通过非变性蛋白凝胶电泳和等温滴定量热法测定分析二级支架蛋白、纤维素酶分别与一级支架蛋白结合时的相互作用反应。结果显示,分别连接二级支架蛋白和纤维素酶蛋白的对接模块与粘连模块的亲和力常数增大,亲和力减小,组装反应为焓变驱动的放热反应并产生氢键,证明这些蛋白分子间亲和力减小是导致二级支架蛋白与一级支架蛋白组装效率较低的主要影响因素。

关键词：酿酒酵母嵌合纤维小体纤维素酶自组装蛋白相互识别分子动力学

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不同土壤基质条件下青檀的生态化学计量特征

环境化学 2024年

作者：张莉刘慧君王源秀王聪王友保安徽师范大学生态与环境学院安徽师范大学生命科学学院

青檀是我国特有的纤维树种，其韧皮纤维是制作宣纸的主要原材料，土壤条件对青檀生长具有较大影响.为探究不同成土基质土壤的限制性养分及青檀的环境适应性，选取安徽省泾县板岩、砂岩和石灰岩3种成土基质土壤及其上生长的青檀为研究对... 详细信息

青檀是我国特有的纤维树种，其韧皮纤维是制作宣纸的主要原材料，土壤条件对青檀生长具有较大影响.为探究不同成土基质土壤的限制性养分及青檀的环境适应性，选取安徽省泾县板岩、砂岩和石灰岩3种成土基质土壤及其上生长的青檀为研究对象，分析不同土壤基质条件下青檀的生态化学计量特征.结果显示，3种基质土壤间C、N、P含量存在显著差异，其中板岩土壤的C(56.50 g·kg-1)、N(4.91 g·kg-1)、P(1.03 g·kg-1)含量最高，石灰岩土壤N(1.22 g·kg-1)含量最低，砂岩土壤P含量最低(0.30 g·kg-1). 3种土壤中砂岩的C/P、N/P高于全国土壤均值；板岩的C/P低于全国土壤均值，N/P接近全国土壤均值；石灰岩的C/P、N/P均低于全国土壤均值. C/N方面，板岩土壤低于全国土壤C/N平均水平，砂岩和石灰岩基质土壤C/N均高于全国土壤平均水平. 3种成土基质土壤上青檀叶片N、P含量具有显著差异，其中石灰岩土壤上青檀叶片N(21.56 g·kg-1)、P(3.15 g·kg-1)含量最高.石灰岩基质土壤上青檀叶片的C/N、C/P均低，砂岩基质上青檀叶片C/N、C/P较高，板岩基质上的青檀介于两者之间.青檀叶片的N/P表现为砂岩基质(9.78)>石灰岩基质(7.64)>板岩基质(7.41)，均小于14.综合分析发现，P和N可能是3种基质土壤上青檀生长的限制性元素，其中砂岩基质受P限制更为严重；在适应对策上，石灰岩基质上青檀采取了竞争策略，砂岩基质上青檀选择了防御为主的适应策略，而板岩基质上的青檀介于二者之间，偏向于适应策略.

关键词：土壤基质青檀生态化学计量限制性养分生存策略