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非粮生物质糖平台合成5-羟甲基糠醛的研究进展

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林业工程学报 2024年第3期9卷 10-21页

作者：李明富张平军胡双岚莫柳珍孙潇黄俊生蒋丽群广东省科学院生物与医学工程研究所广州510316 广东省绿色制糖工程技术研究中心广州510316 广东省生物质高值化利用工程实验室广州510316

非粮生物质作为一种可再生的能源资源,其净二氧化碳排放为零,被认为是生产液体燃料、生物基化学品和聚合物最有前途的替代品之一。随着可再生能源需求的不断增加,促进了绿色合成生物基化学品的不断发展。5-羟甲基糠醛(HMF)作为一种重要... 详细信息

非粮生物质作为一种可再生的能源资源,其净二氧化碳排放为零,被认为是生产液体燃料、生物基化学品和聚合物最有前途的替代品之一。随着可再生能源需求的不断增加,促进了绿色合成生物基化学品的不断发展。5-羟甲基糠醛(HMF)作为一种重要的生物基平台化学品,可广泛应用于合成乙酰丙酸、2,5-呋喃二羧酸、2,5-二甲酰呋喃、2,5-双(羟甲基)-呋喃和5-羟甲基-2-呋喃胺等多种化学品,其可用于精细化工、医药中间体合成、生物可降解材料和液体燃料等领域。目前,HMF的工业生产主要是通过果糖脱除3分子水来实现的,而果糖价格高及HMF的分离效率差,导致HMF的生产成本较高,因此亟须拓展糖源和提高HMF的分离效率。非粮生物质糖平台包含葡萄糖、蔗糖、纤维素、菊粉和琼脂糖等,利用这些糖制备HMF已有广泛研究,有望在未来替代果糖。笔者从非粮生物质衍生糖平台角度出发,综述了近年来合成生物基HMF的研究及应用现状,重点介绍了均相和非均相体系催化不同糖原料合成HMF性能及机制,对比液体酸/盐及固体酸催化糖原料的差异性,分析了不同合成工艺的工业化应用前景,旨在探讨非粮生物质衍生糖平台合成HMF的应用潜力和价值,并为降低HMF及衍生化合物制备成本、合成生物基呋喃化学品的进一步发展提供理论借鉴。

关键词：非粮生物质 5-羟甲基糠醛催化剂反应可持续性

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养殖池塘水体原位修复技术研究进展

广东农业科学 2024年第1期51卷 85-96页

作者：周东来邝哲师符兵彭焕龙杨琼李庆荣邢东旭廖森泰广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所广东广州510610 广东省农业科学院农业资源与环境研究所广东广州510640

我国作为全球水产养殖大国,养殖规模和产量均居世界首位。池塘养殖是我国最主要的水产养殖模式,在保障优质动物蛋白供给、促进农业增效和农民增收等方面发挥重要作用。随着养殖集约化水平不断提高,养殖密度持续增加,大量饲料投入和动物... 详细信息

我国作为全球水产养殖大国,养殖规模和产量均居世界首位。池塘养殖是我国最主要的水产养殖模式,在保障优质动物蛋白供给、促进农业增效和农民增收等方面发挥重要作用。随着养殖集约化水平不断提高,养殖密度持续增加,大量饲料投入和动物排泄等导致养殖池塘水体富营养化严重,大量氨氮和亚硝酸盐等不仅污染养殖水体,还会严重危害水产动物健康,导致病害频发、药物滥用、食品安全等一系列问题,给水产养殖绿色可持续发展带来严重挑战,亟需进行养殖池塘水体修复处理。目前,对养殖水体的修复技术主要分为原位修复和异位修复。相较于异位修复,原位修复技术具备节约资源、成本低、无交叉污染等优势,因此具有广阔的应用前景。基于此,该文首先概述了我国养殖池塘水体污染物的主要来源、特征和危害;其次,从物理、化学和生物处理技术3个方面总结了我国养殖池塘水体原位修复技术的研究进展,并详细阐述其技术原理、适用范围、应用效果及优缺点;最后,指出当前池塘养殖水体原位修复存在的主要问题,对未来的研究方向进行展望,并提出一种单塘循环生态养殖模式,为养殖池塘水体修复的未来研究和应用提供参考。

关键词：水产养殖污染物原位修复可持续发展单塘循环微生物

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青香蕉果肉多酚成分鉴定及其对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制作用

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食品科学 2024年第7期45卷 61-68页

作者：王倩王娟傅金凤盛鸥华南理工大学食品科学与工程学院广东广州510641 广东省农业科学院果树研究所农业农村部南亚热带果树生物学与遗传资源利用重点实验室广东省热带亚热带果树研究重点实验室广东广州510640 广东省香蕉精深加工与综合利用工程技术研究中心广东广州510641

以青香蕉为原料提取多酚,利用超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱质谱联用技术对多酚提取物进行成分鉴定,并通过体外实验评价香蕉果肉多酚对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶活性的抑制作用,探究青香蕉降血糖的部分机制。结果表明:青香蕉果肉... 详细信息

以青香蕉为原料提取多酚,利用超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱质谱联用技术对多酚提取物进行成分鉴定,并通过体外实验评价香蕉果肉多酚对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶活性的抑制作用,探究青香蕉降血糖的部分机制。结果表明:青香蕉果肉多酚提取物中共鉴定出28种化合物,包括21种多酚类化合物、2种有机酸、3种鞣花单宁代谢产物、以及香兰素和香豆素,检测到香蕉果肉中含有秦皮乙素、金丝桃苷、紫云英苷3种多酚类化合物,此外,二甲基鞣花酸和尿石素A为主要色谱峰;体外实验结果显示,香蕉果肉多酚对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶均存在抑制作用,质量浓度为1.0 mg/mL时,对α-淀粉酶抑制率为(76.25±3.79)%,半抑制质量浓度(half maximal inhibitory concentration,IC50)为0.53 mg/mL;质量浓度为160μg/mL时,对α-葡萄糖苷酶抑制率为(92.54±0.69)%,IC50为35.76μg/mL。因此,多酚可能是青香蕉能够降血糖的活性成分之一。

关键词：香蕉多酚成分鉴定 α-淀粉酶 α-葡萄糖苷酶抑制作用

基于纳米抗体-荧光素酶的黄曲霉毒素B1检测方法构建

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中国食品学报 2024年第4期24卷 349-360页

作者：陈文星王凤华谭晓亮晏石娟张军吴绍文甘肃农业大学资源与环境学院兰州730070 猪禽种业全国重点实验室广东省农作物种质资源保存和利用重点实验室广东省农业科学院农业生物基因研究中心广州510640

黄曲霉毒素B1(AFB1)是一种剧毒、致癌的食源性污染物,严重威胁食品安全和公共健康。为开发快速检测AFB1的生物发光酶联免疫分析(BLEIA)方法,系统测试了3种抗AFB1特异性纳米抗体(NB)与纳米荧光素酶(Nluc)融合蛋白(G8-Nluc、Nluc-NB26和Nl... 详细信息

黄曲霉毒素B1(AFB1)是一种剧毒、致癌的食源性污染物,严重威胁食品安全和公共健康。为开发快速检测AFB1的生物发光酶联免疫分析(BLEIA)方法,系统测试了3种抗AFB1特异性纳米抗体(NB)与纳米荧光素酶(Nluc)融合蛋白(G8-Nluc、Nluc-NB26和Nluc-NB28)的可溶性表达、纯化情况及酶催化活性。基于3种融合蛋白分别建立BLEIA检测体系,选择Nluc-NB26用于谷物样品的分析和验证。结果表明,Nluc-NB26的可溶性表达量最高,稳定性更好,Nluc-NB28的可溶性表达量次之,而G8-Nluc基本不可溶。不同表面活性剂对G8-Nluc的促溶解性研究表明,添加N-月桂酰肌氨酸钠可显著提高其溶解度,纯化得到的3种融合蛋白均具有良好的酶活性及抗原结合活性。基于融合蛋白的BLEIA检测结果显示,Nluc-NB28-BLEIA、G8-Nluc-BLEIA和Nluc-NB26-BLEIA体系检测AFB1的IC_(50)值分别为4.213,1.697,2.169 ng/mL,表明G8-Nluc-BLEIA体系的灵敏度最高,Nluc-NB26-BLEIA与前者接近,Nluc-NB28-BLEIA最低。综合考虑融合蛋白的可溶性表达量、稳定性及检测性能,对Nluc-NB26-BLEIA开展实际样品的分析和验证,结果表明:这一方法检测谷物中AFB1的平均回收率在91.1%~104.1%之间,与商业化酶联免疫吸附测定试剂盒结果相似,而检测的时间和试剂成本明显降低。研究结果为开发快速、高灵敏的AFB1检测技术提供参考。

关键词：黄曲霉毒素B1 纳米抗体纳米荧光素酶快速检测生物发光酶联免疫分析

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根际微生境中生化过程的原位可视化研究进展

植物营养与肥料学报 2024年第7期30卷 1387-1395页

作者：顾文杰刘冲王丹李雅莹卢钰升吴杭涛解开治广东省农业科学院农业资源与环境研究所/农业农村部南方植物营养与肥料重点实验室/广东省养分资源循环利用与耕地保育重点实验室/广东省土壤微生物与耕地保育工程技术研究中心广东广州510640 岭南现代农业科学与技术广东省实验室茂名分中心广东茂名525000

根际及近根际区域(根际微生境)进行着活跃的物质交换和能量流动,大部分陆地生态系统中碳、氧和矿质元素等关键生源要素循环的生化过程都发生在根际微生境中。根际微生境空间动态过程的可视化对于准确捕捉和量化根际界面物质迁移转化过... 详细信息

根际及近根际区域(根际微生境)进行着活跃的物质交换和能量流动,大部分陆地生态系统中碳、氧和矿质元素等关键生源要素循环的生化过程都发生在根际微生境中。根际微生境空间动态过程的可视化对于准确捕捉和量化根际界面物质迁移转化过程和功能至关重要。过去几十年中,采用二维成像方法进行营养元素、酶和微生物等多种生化过程的同步原位可视化研究取得了重要进展。本文系统总结了根际化学环境、微生物环境和代谢物原位可视化研究的最新方法与研究进展,讨论了多参数成像技术在根际微生境研究中的应用前景,并对根际生化过程原位可视化研究的未来发展方向及亟待解决的问题进行了展望。为进一步提高根际原位可视化技术的研发与应用,深入解析微生境中生化过程与机制,需要在以下几方面重点展开研究:1)开展操作简单、耗时少、成本低的可视化技术开发,并进行多参数及多手段耦合的兼容性验证;2)从样品制备和数据整合等方面,开发根际三维及四维可视化方法,探索根际微生境的时空动态可视化;3)研发便携式仪器,开展根际原位可视化技术的田间应用。

关键词：根际微生境多参数成像技术原位可视化

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中国鬼笔属真菌的物种多样性与资源

菌物学报 2024年第3期43卷 60-69页

作者：李挺李泰辉邓旺秋广东省科学院微生物研究所、华南应用微生物国家重点实验室、广东省菌种保藏与应用重点实验室广东广州510070 西藏大学生态环境学院西藏拉萨850011

鬼笔属真菌是大型真菌的一个重要类群,具有重要的经济价值和分类学地位。我国是鬼笔类真菌物种多样性的中心区域之一,分布了约占世界已知鬼笔物种数量的1/4,但鬼笔属真菌的分类一直存在诸多问题。我国过去报道的鬼笔属物种32种,有些分... 详细信息

鬼笔属真菌是大型真菌的一个重要类群,具有重要的经济价值和分类学地位。我国是鬼笔类真菌物种多样性的中心区域之一,分布了约占世界已知鬼笔物种数量的1/4,但鬼笔属真菌的分类一直存在诸多问题。我国过去报道的鬼笔属物种32种,有些分类单元是存在争议的。本研究基于前人的研究和凭证标本,确定我国分布的鬼笔属真菌25种,其中17种有ITS分子序列,15种有LSU分子序列。有7种属于无分布种或待定种。本研究为鬼笔属真菌的分类学研究、栽培和鉴定提供参考。

关键词：竹荪属分类学食用菌栽培

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等级孔分子筛构筑及扩散过程强化研究进展

化工进展 2024年第1期43卷 76-86页

作者：周媚曾浩桀卢俊宁蒲婷刘宝玉广东工业大学轻工化工学院广东广州510006 广东省植物资源生物炼制重点实验室广东广州510006

传统微孔分子筛具有均一孔径、较高比表面积、良好的择形选择性等优点,但受到传质扩散阻力限制,导致其性能严重降低。而等级孔分子筛具有多级孔道结构,可以强化大分子的扩散,减少焦炭堆积,从而改善催化剂利用率、寿命和催化性能。等级... 详细信息

传统微孔分子筛具有均一孔径、较高比表面积、良好的择形选择性等优点,但受到传质扩散阻力限制,导致其性能严重降低。而等级孔分子筛具有多级孔道结构,可以强化大分子的扩散,减少焦炭堆积,从而改善催化剂利用率、寿命和催化性能。等级孔分子筛通常采用“自上而下法”和“自下而上法”进行制备。本文主要对近年来等级孔分子筛的合成方法进行梳理,并重点介绍了具有较高应用潜力的“自上而下法”。综合评述了等级孔分子筛在催化应用中的扩散过程强化研究,指出等级孔分子筛在提升催化性能方面(如活性、选择性、稳定性等)具有独特优势。通过在分子筛骨架中引入等级孔道,缩短晶内扩散路程,减少传质扩散限制,减少二次副反应和积炭。此外,等级孔道结构也有利于金属活性物种的稳定,在催化反应中抑制其烧结,增加了负载型分子筛催化剂的稳定性。最后,总结了等级孔分子筛的独特优势(强化内扩散性能和提升分子筛内部中心利用率),并对等级孔分子筛的制备方法和绿色生产进行展望。

关键词：等级孔分子筛传质限制扩散强化催化

植物染色体重排在作物遗传改良中的应用研究进展

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广东农业科学 2024年第3期51卷 1-13页

作者：薛皦朱庆锋陈沛冯彦钊于洋广东省农业科学院农业生物基因研究中心/广东省农作物种质资源保存与利用重点实验室广东广州510640

染色体重排是一种可能导致DNA片段丢失、重复、易位和倒位的机制,从而改变基因组结构,为创造新的变异性状提供可能。植物染色体重排事件的准确鉴定有助于更深入地理解植物基因组的结构、功能及它们在植物演化和作物育种中的作用。该文... 详细信息

染色体重排是一种可能导致DNA片段丢失、重复、易位和倒位的机制,从而改变基因组结构,为创造新的变异性状提供可能。植物染色体重排事件的准确鉴定有助于更深入地理解植物基因组的结构、功能及它们在植物演化和作物育种中的作用。该文深入探讨了植物染色体重排的基本概念,介绍了植物染色体重排的自然发生和人工诱导的技术方法,阐述了植物染色体重排的细胞生物学、分子遗传学和高通量测序鉴定方法。同时,系统总结了植物染色体重排技术在作物遗传育种中的应用,结合具体实践,着重强调了染色体重排技术在提高农作物的遗传多样性、改良农作物的重要性状、增强农作物的环境适应性等方面极具优越性。然而,目前染色体重排的发生概率较低,技术上仍存在挑战,需要更多精准的工具和策略来实现染色体片段的精准定位和重排。通过全面了解染色体重排及其相关技术,研究人员和育种家可以更好地利用植物基因组,为全球粮食安全和环境可持续发展提供创新解决方案。相关研究不仅为深入认识植物基因组提供新途径,也为未来创新作物育种奠定坚实基础。通过挖掘植物基因组的多样性和可塑性,染色体重排技术有望为培育高产、优质、多抗的农作物新品种提供更多可能性,对解决全球日益严峻的粮食安全和气候适应性问题具有重要意义。

关键词：染色体重排作物育种基因编辑遗传多样性遗传改良

土壤金属元素测量结果的不确定性与其关键影响因素

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环境工程学报 2024年

作者：林健辉卢嘉慧梁诗捷吴欣颖杨旭楠戴文举叶芳曾国驱广东省科学院微生物研究所(广东省微生物分析检测中心) 华南应用微生物国家重点实验室广东省菌种保藏与应用重点实验室广东省农业环境与耕地质量保护中心(广东省农业农村投资项目中心)

土壤检测是第三次全国土壤普查数据的核心来源，而由于测量误差的存在，导致测量结果具有不确定性，并影响结果的可靠性。为提高检测结果的质量水平，选取普查中的总铬、全锰、全铜、全锌、全镍、全钼、总镉和总铅指标开展不确定度评定... 详细信息

土壤检测是第三次全国土壤普查数据的核心来源，而由于测量误差的存在，导致测量结果具有不确定性，并影响结果的可靠性。为提高检测结果的质量水平，选取普查中的总铬、全锰、全铜、全锌、全镍、全钼、总镉和总铅指标开展不确定度评定，研究影响不确定度大小的关键因素。结果表明，土壤金属元素测量的关键不确定度分量来源于消解液的质量浓度ρ和测量重复性R。减小ρ引入的不确定度可通过设置合理的标准曲线线性范围，使ρ尽可能接近曲线最高点；使用相关系数r值高的标准曲线；使用更多的质量浓度点建立标准曲线和增加仪器信号采集次数等方法。减小R引入的不确定度可通过提高测量精密度。通过优化，土壤总镉的不确定度范围由（0.365±0.126） mg·kg-1（k=2）降低至（0.365±0.030） mg·kg-1（k=2），对于0.4 mg·kg-1的筛选值，不确定度的减小使土壤总镉在进行合格评价时得到更准确可靠的结果。该研究结果阐明了影响土壤金属元素测量的关键不确定度分量，为实验室有效控制土壤金属元素的测量不确定度，减小检测结果的分散性，提高检测结果的质量水平提供了理论参考。

关键词：土壤金属元素关键不确定度分量标准曲线校正测量重复性合格评价