烟草病程相关蛋白PR-1a的三维模型和荧光光谱

利用同源模建和分子动力学模拟方法搭建了烟草病程相关蛋白PR-1a的三维结构，在此基础上预测出PR-1a具有2个可能的活性位点，进一步分析PR-1家族特异保守序列，结果显示位点1的可能性更大．利用蛋白质内源荧光为探针，对分离的重组表达PR-1a蛋白进行了热稳定性研究．低于60℃处理，PR-1a蛋白内源荧光只略微降低；70℃处理30min引起PR-1a蛋白内源荧光明显降低，结果显示，PR-1a中色氨酸残基主要处于蛋白质分子内部，这与三维结构模型预测结果相符．图5参15     

暗处理对油菜子叶类囊体膜色素组成和荧光性质的影响

以蜀杂10号油菜为材料,播种7 d后分别置于自然光照条件和黑暗环境中进行暗处理,未处理油菜在d 5、d7、d 14、d 17、d 21、d 24和d 27时收集子叶,暗处理油菜于播种d 8、d 10、d 12和d 14时收集子叶.制备油菜子叶类囊体膜,分析色素含量,并进行类囊体膜丙酮抽提液窜温吸收光谱、叶绿素荧光发射和激发光谱以及蛋白质内源荧光光谱的分析.结果显示:与未处理油菜相比,暗处理引起油菜子叶类囊体膜光合色素Chl a和Chl b含量急剧减少,Chla/b比值和叶绿素/类胡萝卜素(Chl/Car)比值持续下降,类囊体膜对叶绿素的捕光能力和受激发能力降低,类囊体膜蛋白质内源荧光强度降低,以及色素蛋白复合物降解.上述结果表明,暗处理诱导油菜子叶快速进入衰老阶段,类囊体膜蛋白组成和色素的光合功能均发生了明显的变化.图10参23     

微生物溶藻进程与机制的三维荧光分析方法

以铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)为实验对象,利用三维荧光谱解析微生物溶藻进程与溶藻机制.构建了藻细胞数量-荧光光强、叶绿素a-荧光光强关系模型,验证荧光法测定藻液的准确性.通过Em656 nm下荧光激发光谱,考察了溶藻菌R1菌(Lysinibacillus macroides)的溶藻能力.根据菌藻混合液三维荧光光谱图,解析了藻细胞分泌物和溶藻(降解)产物.结果表明,荧光光强可以用来表征藻细胞浓度,在低浓度下(浓度阈值为细胞数量120 cell·mL-1或chl-a含量0.2 mg·L~(-1)),其与藻细胞及其叶绿素a呈正相关(R20.95,P0.01);采用荧光强度表征溶藻菌R1溶藻率,10 d溶藻率可达89.8%,与chl-a表征的溶藻率(82.64%)基本一致.菌藻混合液三维荧光光谱图解析表明,溶藻菌R1对铜绿微囊藻的溶藻产物中含有藻细胞溶解生成的可溶性物质、芳香族蛋白质;混合液中类腐殖酸大量减少,推测其为细菌分泌的溶藻活性物质.溶藻机理为细胞分泌胞外物质(酸性物质)作用于藻细胞!细胞结构被破坏!胞内物质(蛋白质物质等)释放出来.     

用三维荧光和红外技术分析好氧颗粒污泥形成初期胞外聚合物的变化

为了研究聚合氯化铝(PAC)的投加在好氧颗粒污泥培养初期的作用,本研究分别在污泥培养的第1—7天(R1)和第8—14天(R2)投加PAC,并采用三维荧光光谱(3D-EEM)和傅立叶红外光谱(FTIR)技术分析好氧颗粒污泥形成初期胞外聚合物(EPS)各组分的含量及变化规律.结果表明,PAC投加时间推迟后,污泥沉降性能良好,且反应器中胞外聚合物和蛋白质含量明显增多,松散附着的EPS(LB-EPS)中蛋白含量变化趋势明显,多糖含量保持在较小范围内波动,与溶解性胞外聚合物(S-EPS)和紧密黏附的胞外聚合物(TB-EPS)相比较,LB-EPS和污泥颗粒化有密切关系;三维荧光光谱分析结果显示,R2中荧光类蛋白物质(峰A和峰B)强度均大于R1,而腐殖酸类物质(峰C)强度小于R1,说明A和B这两种荧光类蛋白物质在微生物聚集体形成过程中的作用更加重要;红外光谱表明,1636 cm-1、1654 cm-1分别属于蛋白质二级结构中C=O伸长振动引起的,分别存在于S-EPS和LB-EPS、TB-EPS中,且在投加PAC的时间推迟后1654 cm-1处的吸收峰吸收较弱,和三维荧光分析共同表明LB-EPS中的蛋白类物质是好氧颗粒污泥形成初期加入PAC进行强化造粒的核心原因之一.     

铁、铝催化过氧化氢氧化有机物特征

氧化作为水处理常用的方法,对水质和水处理过程影响深远,因而备受关注.运用三维荧光光谱和紫外差异分析等技术研究过氧化氢单独氧化、铝催化过氧化氢氧化、铁催化过氧化氢氧化对水体有机物的作用;并分析其对溶解性有机物(DOM)的结构和形成消毒副产物潜能的影响.结果表明,铁、铝明显催化过氧化氢对有机物的氧化过程,且铁催化能力明显强于铝.当催化剂投量均为0.018 mmol·L~(-1),过氧化氢投加量3.5 mg·L~(-1)时,UV254和TOC值的去除率分别是铁催化35.5%、36.4%和铝催化5.0%、29.3%,而单独氧化仅为14.0%、16.7%.利用三维荧光光谱和紫外差异吸收值去卷积分可以明显检测出上述3种氧化对有机物结构影响的差异.催化氧化不改变荧光峰位置,但不同程度地削弱了各荧光峰强度和区域荧光积分值.其中,铁催化对于类蛋白区、可见光区类富里酸和紫外区类富里酸降解程度较高.由紫外差异去卷积分得到,3种体系对水体有机物紫外结构破坏位点在272 nm处是一致的,但破坏程度不同.如3.5 mg·L~(-1)H2O2、0.018 mmol·L~(-1)催化剂投量时,紫外吸收差异值ΔA272/A272分别为单独氧化7.0%,铝催化8.3%,铁催化18.9%.催化氧化对有机物紫外结构铝催化特征位点为λ339 nm、λ364 nm;铁催化特征位点为λ319 nm、λ425 nm.铝、铁离子催化氧化均提高了三卤甲烷的去除率,铝催化去除率优于铁催化.     

香蕉MaMPK1基因的克隆与表达模式

为研究香蕉MAPK1的序列特征及其在不同激素处理、逆境胁迫下的表达趋势,以‘天宝蕉’为材料,采用RTPCR技术克隆MaMPK1并对其进行生物信息学分析和不同处理下的表达模式分析.结果显示该基因编码区长为1182bp,可编码393个氨基酸.其编码蛋白具有STKc_TEY_MAPK结构域,属于MAPK基因家族TEY亚型A亚家族,是不稳定的脂溶性亲水酸性蛋白,无信号肽和跨膜结构,有多个磷酸化位点.亚细胞定位预测结果显示MaMPK1主要定位于细胞核.蛋白互作预测结果显示该蛋白与HSFA4A存在互作,暗示其可能在香蕉抗热反应过程中发挥作用.启动子顺式作用元件预测结果显示MaMPK1启动子包含多种激素和逆境胁迫相关作用元件.定量分析结果显示MaMPK1的表达受SA、45℃、低温和盐胁迫抑制,受茉莉酸甲酯(MeJA)和枯萎病菌侵染诱导上调,在脱落酸(ABA)处理后期极显著上调表达.本研究表明MaMPK1广泛参与香蕉逆境胁迫应答.(图9表1参35)     

TMV感染烟草叶片类囊体膜对热胁迫更敏感

分别利用吸收光谱、荧光发射光谱、温和电泳和SDS-PAGE的方法分析比较热胁迫(35～65℃)对TMV感染或未感染TMV的烟草叶片类囊体膜结构和功能的影响.结果表明,未感染TMV的叶片类囊体膜可见光区吸收峰强度在25～45℃温度范围内随处理温度升高而增加,而TMV感染的几乎没有变化;未感染TMV的叶片类囊体膜叶绿素a荧光发射峰强度也随处理温度显著变化,35或45℃时荧光峰强度分别降低了19.5%和37%,65℃时减少到23.3%,而TMV感染的也显著降低.温和电泳和SDS-PAGE结果表明,热胁迫均引起感染TMV或未感染TMV的叶片类囊体膜色素蛋白发生明显变化,如游离色素叶绿素增多,光系统Ⅱ和I复合体解聚成单体,类囊体膜上的重要功能蛋白含量减少,产生聚合物,尤其经TMV感染引发的该变化更加明显.说明TMV感染烟草提高了类囊体膜对热胁迫的敏感性.     

夏季渭河西安段溶解性有机质(DOM)的特征、分布及来源分析

通过紫外吸收光谱,三维荧光光谱结合平行因子分析(EEMs-PARAFAC)方法及主成分分析(PCA),研究了夏季渭河西安段水体中的溶解性有机质(DOM)的组成、来源,及其与水质指标的相关性.在研究区域共检出2种类别5个不同的DOM组分,分别为类腐殖质荧光组分C1、C2、C3、C5和1个类蛋白类荧光组分C4,5个组分具有同源性.对比分析光谱斜率S、SUVA₂₅₄、α355和DOC浓度,上游(S1—S5)和下游(S13—S17)各组分分子量和腐殖化程度接近但来源有所差异,中游(S6—S12、S18—S19)分子量和腐殖化程度最低;研究区域DOM和CDOM浓度值变化基本保持一致.通过三维光谱参数和主成分分析进行DOM源解析,内源贡献率为72.36%,外源贡献率为12.45%,累计方差贡献率为84.81%;污废水排放是组分C1、C4的主要来源,C2、C3、C5则来源于城市景观水体和湿地公园中微生物和浮游动植物的活动产生,TN与外源具有较好的相关性而TP与内源相关性较高.水质指标DO、DOC、COD、TN、TP与DOM组分有较强的相关性.在此基础上建立了多元线性回归方程,一定程度上能够利用荧光组分组成和特征反映渭河夏季的水质状况.     

香蕉含VQ基序蛋白基因MaVQ1的克隆与表达

克隆香蕉含VQ基序蛋白基因MaVQ1,研究其序列特征及其在不同激素处理和逆境胁迫下的表达模式.采用RTPCR技术从‘天宝蕉’中克隆了该基因,对其进行生物信息学分析,并利用实时定量PCR技术(qRT-PCR)研究它在不同组织部位和不同激素、不同逆境胁迫处理下的表达情况.结果显示:MaVQ1编码序列(CDS)长为459 bp,可编码一个分子式为C_(732)H_(1164)N_(210)O_(207)S_3、分子量为16 314.76、等电点为10.19的不稳定亲水性蛋白.MaVQ1含有保守的VQ结构域,不含跨膜结构和信号肽,与小果野蕉VQ亲缘关系最近.亚细胞定位预测结果显示MaVQ1主要定位在细胞核.蛋白互作预测结果显示MaVQ1与其他香蕉VQ蛋白以及WRKY互作系数最高.启动子顺式作用元件预测结果显示MaVQ1启动子包含多种光响应元件、激素响应元件和逆境胁迫相关作用元件.转录因子结合位点分析结果显示其启动子上存在大量的ERF结合位点.qRT-PCR结果显示:MaVQ1在不同组织部位中的表达无显著差异,其表达受茉莉酸、脱落酸和低温显著诱导,受高温和干旱抑制.本研究表明,与其他植物VQ类似,MaVQ1的表达受多种激素和逆境影响,暗示其可能在香蕉抗逆防御反应过程中发挥着重要调节作用.(图6表2参33)     

京尼平对丝素蛋白交联的染色作用

京尼平是一种环烯醚萜类化合物,能够与氨基酸反应生成蓝色素.制备的无色丝素蛋白溶液与京尼平溶液混合后,溶液显蓝紫色.利用紫外可见光光谱和荧光光谱,分析了整个反应过程,考察了温度、酸碱度等影响因素,并对颜色产物对光照的稳定性进行了分析,初步探讨了京尼平对丝素蛋白交联染色作用的机制.结果显示:生成的颜色产物在590 nm处具有特征光吸收,高温和碱性条件有利于反应的进行;交联产物的颜色与反应时pH相关,酸性条件下偏蓝色,碱性条件下偏紫色;生成的颜色产物具有较高的稳定性,于自然光强下放置一个月或5 000 lx光强照射6 h.590 nm吸收值减小不显著.丝素蛋白的内源荧光显著降低,表明反应导致丝素蛋白构象的剧烈变化.京尼平可能与丝素蛋白中某些氨基酸侧链基团反应形成稳定的颜色产物.研究结果对环烯醚萜类化合物用于蚕丝染色具有一定的指导意义.图5表1参18