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鄱阳湖流域典型水源水库水华暴发成因及氮污染溯源

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湖泊科学 2024年第4期36卷 1014-1024,I0002页

作者：李荣富廖文成梁培瑜姚忠邓觅刘亚军刘丽贞吴永明江西省科学院微生物研究所南昌330096

富营养化导致的藻类水华是水源地水库面临的主要生态问题之一。探究水源水库中水华暴发成因并开展污染物溯源研究,是预防水华暴发的重要前提。本文选择鄱阳湖流域赣江水系吉安市某典型水源水库为研究对象,通过分析无水华期和水华暴发期... 详细信息

富营养化导致的藻类水华是水源地水库面临的主要生态问题之一。探究水源水库中水华暴发成因并开展污染物溯源研究,是预防水华暴发的重要前提。本文选择鄱阳湖流域赣江水系吉安市某典型水源水库为研究对象,通过分析无水华期和水华暴发期水环境特征及其演变规律,探讨了水华暴发的成因及其促发条件,并针对识别出的主要污染因子,开展了同位素溯源研究。结果表明:(1)水库水华暴发的主要原因为水体总氮浓度显著升高(由0.77 mg/L升高至1.57 mg/L),超出了国际公认的水华暴发总氮阈值(0.5~1.2 mg/L),加之夏季高温(32℃)、水库库容量较低,促进了水华暴发;(2)无水华期,水库表层水总氮主要赋存形态为硝酸盐氮(占比>90%),水华暴发期,表层水总氮主要赋存形态由硝酸盐氮转变为有机氮(占比~86%),氮赋存形态转化的主要原因为藻类同化吸收作用;(3)硝酸盐氮、氧同位素示踪结果表明,水库硝酸盐氮主要来源于上游稻田流失的氮肥(负荷贡献率64.45%),其次为上游山区土壤氮流失(14.08%)、大气沉降(12.35%)和农村生活污水(9.12%),因此水库总氮优先控制污染源为上游稻田流失的氮肥。

关键词：水华暴发氮赋存污染溯源同位素水源水库

共表达分子伴侣蛋白提高III型普鲁兰水解酶在短小芽孢杆菌中的分泌表达及发酵优化

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食品工业科技 2024年第10期45卷 149-157页

作者：曾静郭建军王通袁林江西省科学院微生物研究所江西南昌330096

本研究旨在通过共表达分子伴侣蛋白以及优化发酵条件来提高III型普鲁兰水解酶(TK-PUL)在短小芽孢杆菌中的分泌表达水平。通过构建共表达TK-PUL和分子伴侣蛋白的多种重组短小芽孢杆菌,并以胞外酶活为指标对其进行筛选,确定最有利于TK-PU... 详细信息

本研究旨在通过共表达分子伴侣蛋白以及优化发酵条件来提高III型普鲁兰水解酶(TK-PUL)在短小芽孢杆菌中的分泌表达水平。通过构建共表达TK-PUL和分子伴侣蛋白的多种重组短小芽孢杆菌,并以胞外酶活为指标对其进行筛选,确定最有利于TK-PUL分泌表达的分子伴侣蛋白及对应的重组短小芽孢杆菌。在此基础上采用单因素实验和响应面法优化重组短小芽孢杆菌的发酵条件。结果表明,共表达分子伴侣蛋白PrsA^(Ba)的重组短小芽孢杆菌的胞外酶活达到98.79 U/mL,提高了0.31倍。该重组短小芽孢杆菌的最佳培养基包括19.65 g/L葡萄糖、21.46 g/L酵母提取物、12.01 g/L MgCl_(2)·6H_(2)O、9.02 g/L脯氨酸、0.01 g/L FeSO4·7H_(2)O、0.01 g/L MnSO4·4H_(2)O、0.001 g/L ZnSO4·7H_(2)O。在发酵温度为35℃、起始发酵pH为7.0的条件下,该重组短小芽孢杆菌于最佳培养基中培养66 h时,其胞外酶活达到192.68 U/mL,提高了1.56倍。本研究通过共表达分子伴侣蛋白和发酵优化实现了TK-PUL在短小芽孢杆菌的高效分泌表达,为TK-PUL的应用提供了基础。

关键词： III型普鲁兰水解酶短小芽孢杆菌胞外分子伴侣蛋白发酵优化分泌表达

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高光纯D-乳酸生产菌株假肠膜明串珠菌HL64-1的分离鉴定及其发酵特性

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食品工业科技 2024年第11期45卷 133-141页

作者：黄筱萍王通李鹏刘兰江西省科学院微生物研究所江西南昌330096

从自然界中筛选分离产酸菌是获得高光学纯度乳酸生产菌株有效的途径之一。从腐烂果实中分离获得一株产高光学纯度D-乳酸菌株HL64-1,经形态学、16S rDNA序列分析、序列相似性Blast比对分析鉴定为假肠膜明串珠菌(Leuconostoc pseudomesent... 详细信息

从自然界中筛选分离产酸菌是获得高光学纯度乳酸生产菌株有效的途径之一。从腐烂果实中分离获得一株产高光学纯度D-乳酸菌株HL64-1,经形态学、16S rDNA序列分析、序列相似性Blast比对分析鉴定为假肠膜明串珠菌(Leuconostoc pseudomesenteroides)。在基础发酵培养基中摇瓶发酵24 h,产D-乳酸的量达到62.18 g/L,产酸速率达2.59 g/(L·h),光学纯度达99.90%(ee);在5 L发酵罐中放大培养,通过补加碳源,发酵72 h,D-乳酸产量达到78.74 g/L,平均产酸速率达1.09 g/(L·h)。该菌株可以有效利用农业副产物花生饼粉和棉籽粉作为替代氮源以降低发酵原料成本。该菌还可利用木糖产生D-乳酸,且葡萄糖能显著提高木糖的利用效率,极具工业应用前景。

关键词： D-乳酸生产菌分离高光学纯度发酵木糖

鄱阳湖表层沉积物中全氟化合物的空间分布及其影响因素的地理探测器分析

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环境科学学报 2024年第2期44卷 214-226页

作者：李明琦万难难刘帅王启宇张淼刘煜江西省科学院微生物研究所南昌330096

鄱阳湖是我国最大的淡水湖,为探究其水环境中新污染物的空间分布及影响因素,对鄱阳湖表层沉积物中的35种典型和新兴全氟化合物(per-and polyfluoroalkyl substances,PFASs)进行了检测分析.通过空间插值方法得到了鄱阳湖表层沉积物中PFAS... 详细信息

鄱阳湖是我国最大的淡水湖,为探究其水环境中新污染物的空间分布及影响因素,对鄱阳湖表层沉积物中的35种典型和新兴全氟化合物(per-and polyfluoroalkyl substances,PFASs)进行了检测分析.通过空间插值方法得到了鄱阳湖表层沉积物中PFASs的空间分布.总体来看,鄱阳湖西北部的PFASs含量较高,中部和北部靠近湖口地区含量较低.为探析表层沉积物中PFASs空间分布的驱动力,以年降水量、年均温、海拔等9种因子为自变量,使用地理探测器对鄱阳湖表层沉积物中PFASs空间分布的影响因素进行了分析.因子探测器的结果表明,有机碳含量、年均温和年降水量是影响各类PFASs空间分布格局的主要驱动因子;而交互探测器的结果显示,年降水量、有机碳含量与其他因子的交互作用对各类PFASs空间分布格局的解释力较大.同时,对鄱阳湖表层沉积物中典型PFASs的生态风险分析发现,表层沉积物中PFOS和PFOA的含量均处于较小风险水平.本研究可为鄱阳湖新污染物治理提供基础数据和理论依据.

关键词：全氟化合物鄱阳湖表层沉积物空间格局地理探测器生态风险评价

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高光学纯度乳酸菌株的筛选及发酵性能研究

食品与发酵工业 2024年第7期50卷 24-31页

作者：刘兰李鹏王通黄筱萍江西省科学院微生物研究所江西南昌330096

从不同地区的土壤、泡菜中分离筛选出了2株高光学纯度D-乳酸菌株和2株高光学纯度L-乳酸菌株。通过形态学观察、生理生化鉴定和16S rDNA序列分析,确定L-乳酸产生菌HA7-5菌株为屎肠球菌(Enterococcus faecium),HJ57菌株为格氏乳球菌(Lacto... 详细信息

从不同地区的土壤、泡菜中分离筛选出了2株高光学纯度D-乳酸菌株和2株高光学纯度L-乳酸菌株。通过形态学观察、生理生化鉴定和16S rDNA序列分析,确定L-乳酸产生菌HA7-5菌株为屎肠球菌(Enterococcus faecium),HJ57菌株为格氏乳球菌(Lactococcus garvieae);D-乳酸产生菌HB49-2菌株为德氏乳杆菌(Lactobacillus delbrueckii),HL64-1菌株为假肠膜明串株菌(Leuconostoc pseudomesenteroides)。经摇瓶发酵产酸培养,菌株HA7-5和HJ57发酵产L-乳酸分别达71.83 g/L和31.89 g/L;菌株HB49-2和HL64-1发酵产D-乳酸分别达73.14 g/L和62.04 g/L,且菌株HL64-1发酵周期仅为24 h,产酸速率快,平均产酸速率为2.58 g/(L·h)。D体和L体光学纯度均达99.8%(ee)以上。以上菌株均为产高光学纯度L-或D-乳酸野生型菌株,可作为后期诱变育种的出发菌株,进行菌株改良及发酵性能提升的研究。

关键词：乳酸菌分离鉴定高光学纯度乳酸发酵

嗜热酸性Ⅲ型普鲁兰水解酶协同压热制备莲子抗性淀粉的工艺优化及其功能特性研究

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食品工业科技 2024年第11期45卷 195-204页

作者：郭建军曾静王通袁林江西省科学院微生物研究所江西南昌330096

本研究以莲子淀粉为原料,采用嗜热酸性Ⅲ型普鲁兰水解酶(TK-PUL)与压热联合制备RS3型抗性淀粉(EHP-LRS3)。通过单因素实验和响应面试验对TK-PUL与压热联合制备EHP-LRS3的工艺参数进行了优化,采用扫描电子显微镜和X-射线衍射对EHP-LRS3... 详细信息

本研究以莲子淀粉为原料,采用嗜热酸性Ⅲ型普鲁兰水解酶(TK-PUL)与压热联合制备RS3型抗性淀粉(EHP-LRS3)。通过单因素实验和响应面试验对TK-PUL与压热联合制备EHP-LRS3的工艺参数进行了优化,采用扫描电子显微镜和X-射线衍射对EHP-LRS3的形貌、晶体结构进行了观察与分析,并考察了EHP-LRS3对长双歧杆菌的促增殖能力。结果表明,在TK-PUL酶解温度为80℃时制备EHP-LRS3的最佳工艺为:向质量分数为35.32%的莲子淀粉乳(pH5.00)中添加25.00 U/g(莲子淀粉)的TK-PUL,将混合物于80℃处理12.70 h,再将其依次于121℃压热处理10 min、4℃回生处理24 h。在最佳工艺条件下,EHP-LRS3的得率为58.46%。扫描电镜分析显示EHP-LRS3呈不规则的沟壑状结构。X-射线衍射分析表明EHP-LRS3的晶体结构呈现出不同于莲子淀粉A型晶体结构的B型晶体结构。EHP-LRS3对长双歧杆菌的促增殖能力优于压热法制备的RS3型抗性淀粉(HP-LRS3)。本研究采用TK-PUL与压热联合制备得到高得率的RS3型抗性淀粉(EHP-LRS3),并验证了EHP-LRS3对长双歧杆菌的促增殖能力,为莲子淀粉的高值化利用提供了理论依据。

关键词：莲子淀粉 RS3 型抗性淀粉 Ⅲ型普鲁兰水解酶工艺优化结构特性长双歧杆菌

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天山堇菜提取物基于NLRP3/caspase-1/IL-1β信号通路改善哮喘小鼠气道炎症的作用及机制

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中国药理学通报 2024年第5期40卷 929-936页

作者：史玉柱刘燕徐磊王雪新疆维吾尔自治区药物研究所新疆乌鲁木齐830011

目的探究天山堇菜提取物(Viola tianshanica Maxim extract,VTME)改善哮喘小鼠气道炎症的作用及机制。方法BALB/c雌性小鼠,随机分为正常对照组、卵清白蛋白(OVA)模型组、VTME低、中、高剂量(80、160、320 mg·kg^(-1))组、阳性对照药地... 详细信息

目的探究天山堇菜提取物(Viola tianshanica Maxim extract,VTME)改善哮喘小鼠气道炎症的作用及机制。方法BALB/c雌性小鼠,随机分为正常对照组、卵清白蛋白(OVA)模型组、VTME低、中、高剂量(80、160、320 mg·kg^(-1))组、阳性对照药地塞米松组(Dex,80 mg·kg^(-1))组。采用OVA致敏、激发的方法诱导哮喘模型。收集小鼠肺泡灌洗液(BALF)并对炎症细胞进行分类计数;采用ELISA法检测BALF中调节活化的正常T细胞表达和分泌因子(RANTES)、IFN-γ及TNF-α含量,肺组织中TNF-α、MCP-1、IFN-γ、IL-17含量以及血清中IgE、嗜酸性粒细胞趋化因子(eotaxin)水平;采用HE染色观察肺组织病理改变;采用qRT-PCR法和Western blot法分别检测肺组织NLRP3 mRNA表达水平及GSDMD、caspase-1、IL-1β、NLRP3蛋白表达水平。结果VTME能明显降低哮喘小鼠BALF中各类炎症细胞数量及TNF-α、IFN-γ、Rantes的含量,降低肺组织MCP-1、IFN-γ、IL-17的含量以及血清Eotaxin水平;改善哮喘小鼠肺组织病理状态;降低肺组织NLRP3 mRNA水平以及caspase-1、GSDMD、IL-1β和NLRP3蛋白表达水平。结论VTME可能通过抑制NLRP3/caspase-1/IL-1β信号通路对OVA诱导的哮喘小鼠模型发挥保护作用。

关键词：天山堇菜提取物卵清白蛋白哮喘小鼠气道炎症 NLRP3炎症小体作用机制

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万年县古稻原产区细菌多样性分析及功能预测

中国生态农业学报（中英文） 2024年第3期32卷 380-390页

作者：刘亚军汪成钵章涛叶翠储小东廖文成李荣富吴永明江西省科学院微生物研究所南昌330096 江西省煤田地质勘察研究院南昌330001

为探讨我国古稻原产区独特的土壤微生态环境,本研究以江西省万年县古稻原产区及邻近区域稻田为研究对象,采用16S rDNA高通量测序技术和FAPROTAX功能预测分析了细菌群落结构及功能,并探究影响细菌群落结构与功能特性的关键土壤理化因子... 详细信息

为探讨我国古稻原产区独特的土壤微生态环境,本研究以江西省万年县古稻原产区及邻近区域稻田为研究对象,采用16S rDNA高通量测序技术和FAPROTAX功能预测分析了细菌群落结构及功能,并探究影响细菌群落结构与功能特性的关键土壤理化因子。结果显示,古稻原产区土壤除了包含更高含量的有效氮和Cu,其他理化因子与邻近区域并未表现出明显的差异。古稻原产区的细菌群落特征与其他区域的差异性主要体现在种群组成上,而不是细菌丰度(基于荧光定量PCR技术)和Alpha多样性。与邻近区域相比,古稻原产区土壤中包含更高相对丰度的厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidota),及更低相对丰度的酸杆菌门(Acidobacteriota)和硝化螺旋菌门(Nitrospirota)。此外,古稻原产区细菌类群表现出更强的碳代谢(包括甲醇氧化、发酵、纤维素分解和碳氢化合物降解等)能力和更弱的氮(包括硝化作用和N2O反硝化等)、硫代谢潜力。进一步的分析发现,细菌的群落和功能潜力特征除了受土壤营养元素的影响,还受pH和多种重金属元素(如Cd、Cu、Hg、Ni)的影响。本研究解析了古稻原产区微生态环境的特异性,明确了其稻田土壤拥有更高的碳周转和氮储能力,为未来推广优质水稻种植和改善农田生态系统提供了理论参考。

关键词：古稻稻田土壤高通量测序细菌群落功能预测

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赣南脐橙气候品质归一化指数构建

农业工程学报 2024年第7期40卷 335-342页

作者：李翔翔杨爱萍金国花丁美萍杨军江西省农业气象中心南昌330096 江西省气象科学研究所南昌330096 信丰县气象局赣州341600

为建立赣南脐橙综合品质的气候评价方法,该研究基于2008—2011年和2021—2022年赣南脐橙单果质量、维生素C和固酸比等品质因子实测和气象资料,首先通过品质与气象要素的逐旬相关系数动态变化规律,找出关键气象要素及其影响时段;然后基... 详细信息

为建立赣南脐橙综合品质的气候评价方法,该研究基于2008—2011年和2021—2022年赣南脐橙单果质量、维生素C和固酸比等品质因子实测和气象资料,首先通过品质与气象要素的逐旬相关系数动态变化规律,找出关键气象要素及其影响时段;然后基于关键影响时段的气象要素,采用逐步回归法建立各品质因子的气象关系模型,并且结合“最大最小值”归一化法和加权求和法,模拟得到1981—2020年赣南脐橙综合品质指数(composite quality index,CQI);最后,基于综合品质指数与气象要素的相关性,构建赣南脐橙气候品质归一化指数(normalized climate-quality index,NCI)及其等级阈值。结果表明:各品质因子与光温要素相关性分为3个阶段,初夏(6月)和秋季(10—11月)光温充足有利于赣南脐橙品质提升,盛夏(7—8月)晴热高温对营养品质和风味不利;影响赣南脐橙综合品质指数(CQI)的关键气象要素为6月累积日照时数、7月上旬至9月中旬平均最高气温和9月下旬至10月下旬平均最高气温,基于以上要素构建的赣南脐橙气候品质归一化指数NCI≤0.45、0.450.65分别表示为差、较优、优和特优等级;利用2021—2022年宁都县和信丰县品质实测资料进行验证,NCI偏差多在0.07以内。该研究可为柑橘品质的敏感气象要素识别和气候品质评价研究提供一定参考。

关键词：品质气候农业评价模型赣南脐橙