苋菜AmMYB2基因密码子偏好性与进化分析

为了解苋菜AmMYB2基因的密码子使用偏好性、与不同物种中调控色素相关的R2R3-MYB基因的同源关系及异源表达受体,利用Codon W与EMBOSS程序及Excel、SPSS、Origin等软件,分析苋菜与其他物种中调控色素代谢的R2R3-MYB基因的密码子使用偏好性,比较苋菜AmMYB2基因与模式生物的密码子使用频率.结果显示:苋菜AmMYB2基因中,所有密码子的GC、GC1、GC2、GC3含量均低于50%,偏好性较强的密码子有17个(RSCU 1),偏好性最强的有7个(RSCU 2),其中以A/T结尾的密码子有19个,表明苋菜AmMYB2基因的密码子偏好以A/T结尾,一些氨基酸对密码子的使用具有较强的偏好性;苋菜AmMYB2基因密码子的有效密码子数(Effective number of codons,ENC)值为49.63,苋菜AmMYB2基因的密码子在ENC绘图中的基因位点更接近期望曲线,说明在进化过程中苋菜AmMYB2基因的密码子偏好性受突变压力的影响较大;苋菜基因与甜菜色素代谢相关的R2R3-MYB基因的密码子使用偏好性参数相近,同源关系较近物种密码子使用偏好性具有相似性;从密码子使用频率上分析得出,酵母菌表达系统更适合苋菜AmMYB2基因的异源表达,模式植物拟南芥、烟草、番茄均可作为苋菜AmMYB2基因的遗传转化受体,同苋菜代谢途径相似的甜菜也可以作为苋菜AmMYB2基因的瞬时表达受体.本研究可为苋菜AmMYB2基因功能的进一步研究提供重要参考.(图5表2参31)     

苋菜蓝光受体基因AmCRY1密码子使用模式及分析

为了解苋菜AmCRY1基因密码子的使用偏好性、与其他物种CRY1基因的同源关系及异源表达受体,利用CodonW与EMBOSS程序及Excel 2017、SPSS 24、Origin 2018等软件,分析苋菜与其他物种中的CRY1基因的密码子使用特性,比较苋菜AmCRY1基因与模式生物的密码子使用频率.结果表明:苋菜AmCRY1基因的密码子的有效密码子数(ENc)值为54.42,GC含量和GC3含量均低于50%,这表明苋菜AmCRY1偏好使用以A/T结尾的密码子,且在其编码区序列中A+T含量大于G+C;苋菜AmCRY1基因中,偏好性较强的密码子有29个(RSCU 1),偏好性最强的有1个(RSCU 2),其中以A/T结尾的密码子有22个,这表明苋菜AmCRY1基因的密码子偏好以A/T结尾,一些氨基酸对密码子的使用具有较强的偏好性;苋菜AmCRY1基因的密码子在ENc绘图中的基因位点更接近期望曲线,说明在进化过程中苋菜AmCRY1基因的密码子偏好性受突变压力的影响较大;苋菜AmCRY1基因的密码子使用偏好性参数与石竹目物种相近,同源关系较近物种密码子使用偏好性具有相似性;从密码子使用频率上分析得出,酵母菌表达系统更适合苋菜AmCRY1的异源表达,模式植物拟南芥、烟草、番茄均可作为苋菜AmCRY1基因的遗传转化受体,同苋菜代谢途径相似的甜菜也可以作为苋菜AmCRY1基因的瞬时表达受体.本研究表明苋菜AmCRY1密码子偏好以A/T结尾且受突变压力影响,结果可为进一步的功能研究尤其是异源表达验证提供参考.(图5表3参35)     

NaCl胁迫下苋菜中镉的亚细胞分布及转运研究

中国大面积的农田土壤面临盐渍化和重金属的双重污染。探索盐分胁迫下作物可食部分的重金属累积特征将为保障农产品安全提供科学依据。本文主要从镉的亚细胞分布和离子选择性角度探讨盐分胁迫对苋菜（Amaranthus mangostanus L.）镉转运过程的影响。本试验采用水培苋菜的方式,添加不同质量浓度（0、2.5、5.0、7.5和10.0 g·L-1）NaCl和3.0μg·L-1Cd处理,测定台湾白苋菜（耐盐型）和尖叶青苋菜（敏感型）根、茎、叶中Cd和Ca的亚细胞质量分数变化。Cd的亚细胞组分质量分数由大到小顺序均为：细胞壁（FI）>细胞器（FII）>>细胞液（FIII）。NaCl胁迫下,苋菜根、茎、叶中细胞壁（FI）和细胞器（FII）Cd质量分数总体显著下降,下降幅度为16%~71%,胞液（FIII）Cd质量分数基本不变,这主要和Na的竞争吸附和吸收有关。同时耐盐型台湾白苋菜根细胞器,茎、叶细胞壁和细胞器Ca质量分数总体下降,下降范围为20%~70%。敏感型尖叶青苋菜根、茎细胞壁和细胞器组分Ca质量分数均显著下降,叶细胞壁Ca质量分数下降幅度高达80%,说明细胞壁和质膜的生理结构和组成可能发生了变化;另一方面,苋菜的运输选择性比例TSK. Na(根-茎)、TSCa. Na(根-茎)和TSMg. Na(根-茎)显著下降,下降幅度达50%以上,TSK. Na(茎-叶)、TSCa. Na(茎-叶)和TSMg.Na(茎-叶)相较对照急剧上升,上升幅度均在44%以上,表明苋菜根部K、Ca、Mg向茎转移的选择性减弱;而茎向叶转移的选择性增强。苋菜细胞组成和离子选择性的变化使根、茎中细胞壁和细胞器对Cd的截留能力变差,Cd向地上部转移的比例增大,Cd在苋菜的转运系数TF(根-茎)、TF(茎-叶)较对照处理呈现不同程度的上升。台湾白苋菜的TF(根-茎)大于尖叶青苋菜,而TF(茎-叶)小于尖叶青苋菜,表明敏感型苋菜茎细胞对Cd截留能力较强,而耐盐型苋菜根细胞对Cd的截留能力较强。     

不同溴取代对多溴联苯醚分子平面结构的影响

多溴联苯醚(PBDEs)同系物有209种,溴取代数和位置不同,对其空间结构稳定性有影响,PBDEs分子平面可能会发生扭转,继而影响它们的物理化学性质,因此研究最稳定的存在构型及溴取代对PBDEs平面结构的影响尤为重要.本文以多溴联苯醚为研究对象,通过Gaussian03软件在B3LYP/6-31G*水平下运用量子化学方法分别对PBDEs进行强制平面结构优化和非平面结构优化,并对数据进行分析得出Br取代对PBDEs分子结构的影响.结果表明,所考察的PBDEs均为非平面结构更稳定,即Br取代会引起PBDEs平面结构扭转.从分子的量子化学参数分析,非平面结构优化的PBDEs的醚键键角(θ_(C—O—C))变小,1,1'位键长(R_(C1—O)、R_(O—C1'))和6,6'位键长(R_(C6—*)、R_(C6'—*))增大,偶极距μ值增大,但二面角(D)大小与R_(C6—*)、R_(C6'—*)无明显变化规律.     

香蕉MaPFK基因家族鉴定、MaPFK3克隆和表达

为研究香蕉中MaPFK基因的功能和生物学特性,采用生物信息学分析法对香蕉A基因组的MaPFK基因家族成员进行鉴定、蛋白特性分析、分子进化树分析、FPKM值分析,同时以'天宝蕉'为材料,通过RT-PCR技术克隆MaPFK3基因,进行生物信息学分析;采用qRT-PCR技术进行低温胁迫下的表达分析.结果表明,MaPFK家族包...     

多种盐分离子作用下苋菜对重金属的吸收累积特征

模拟不同淋洗脱盐阶段滩涂土壤孔隙水中盐分和重金属含量,通过苋菜水培试验,研究多种盐分离子（SO42-、Cl-、NO3-、CO32-、Na＋、Ca2＋、K＋和Mg2＋等）的共同作用下,苋菜对Zn、Cu、Ni、Cr、Pb和Cd 6种重金属的吸收、累积和转运的变化。结果表明,与对照相比,在不同盐分离子浓度影响下,苋菜茎叶中Cd的累积增幅为69.2%～146.2%,而茎叶中其他重金属的含量无显著变化,苋菜根系中Cd、Pb、Cr、Ni和Cu含量的最大增幅分别为187.8%、197.7%、305.7%、228.1%和58.2%,但根系中Zn含量未受到显著影响。在相对较高的盐分离子浓度（〉1 312.4 mg.L-1）范围内,不同盐分离子浓度处理间苋菜茎叶和根系中6种重金属含量差异均不显著。盐分处理显著降低了苋菜对Pb、Cr、Ni和Cu的转移系数,但未显著影响苋菜对Cd和Zn的转移系数。     

MeJA对苋菜悬浮细胞类黄酮和类胡萝卜素累积及其代谢相关基因表达的影响

茉莉酸甲酯(MeJA)对植物生长及次生代谢产物的合成具有重要的调控作用.为了解MeJA对苋菜细胞中类黄酮和类胡萝卜素合成的影响,以苋菜悬浮细胞为材料,检测不同浓度MeJA和添加时间处理对类黄酮和类胡萝卜素累积的影响,结合实时荧光定量PCR技术,分析类黄酮和类胡萝卜素合成相关基因表达与其累积的关系.结果显示,200μmol/L MeJA处理下,苋菜悬浮细胞干重、类黄酮和类胡萝卜素产量均达到最大,在悬浮细胞培养的第4天添加200μmol/L时类黄酮和类胡萝卜素的含量和产量达到最大;与对照(MeJA 0μmol/L)相比,不同浓度MeJA处理下,PAL、F3H、CHI、CHS基因表达量均极显著上调,与类黄酮含量具有正相关性,PDS、PSY和ZDS基因也极显著上调表达,与类胡萝卜素含量具有正相关性;随着MeJA添加时间的延迟,PAL、F3H、CHS和CHI基因的表达模式与类黄酮含量无明显相关性,PDS和PSY表达模式基本一致,且与类胡萝卜素含量的变化趋势保持一致,ZDS基因则出现下调表达.本研究表明MeJA浓度和添加时间对苋菜悬浮细胞中类黄酮和类胡萝卜合成起着重要调控作用,可为进一步探讨MeJA诱导苋菜悬浮细胞类黄酮和类胡萝卜素合成机制奠定基础.(图8表1参28)     

苋菜红在掺杂氟的二氧化锡导电玻璃上的电化学降解

构建了一套可以实时监测苋菜红降解情况的设备,探讨了苋菜红在掺杂氟的二氧化锡导电玻璃上的电化学降解方法.考察了支持电解质、外加电压、溶液pH、降解时间等因素对染料去除率的影响.结果表明,控制外加电压为6 V,用含0.03 mol.L-1氯化钠为支持电解质（pH 8.0）,电解苋菜红溶液（12.0 mg.L-1）10 mi...     

马铃薯X病毒山西分离物外壳蛋白基因的克隆和核苷酸序列分析

对GenBank公布的马铃薯X病毒的基因组核苷酸序列和外壳蛋白基因的核苷酸序列进行了同源性比对分析.结果表明,马铃薯X病毒外壳蛋白基因核苷酸序列的同源性要高于基因组全序列的同源性,并且外壳蛋白基因3'端核苷酸序列的同源性又高于5'端.设计一对特异性引物,以马铃薯感病植株的总RNA为模板,经RT-PCR扩增得到了马铃薯X病毒外壳蛋白基因.该基因含714个核苷酸,编码238个氨基酸.核苷酸序列比对结果表明,该基因与Genbank公布的马铃薯X病毒其他分离物的外壳蛋白基因的同源性为80.2%～97.5%,且3'端的同源性要高于5'端.上述结果预示,RNA干扰抗病毒基因工程中,利用马铃薯X病毒外壳蛋白基因的3'端比用5'端是更好的策略.     

外源亚精胺对模拟干旱胁迫下番茄幼苗活性氧水平和抗氧化系统的影响

以耐旱性不同的2个品种番茄('粉802'和'皇冠')为试材,采用营养液栽培,研究了聚乙二醇(PEG)模拟的干旱胁迫下喷施外源哑精胺(Spd)对番茄幼苗活性氧(ROS)水平和抗氧化系统的影响.结果表明,喷施0.1 mmol L-1Spd降低了7.5%PEG胁迫下2个品种番茄幼苗叶中超氧阴离子(O2-)产生速率、过氧化氢(H2O2,)、丙二醛(MDA)含量的上升,增加了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氧酶(CAT)以及AsA-GSH循环中抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)的活性,提高了抗氧化物质抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)的含量,对单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性没有影响.耐旱性较强的‘毛粉802'幼苗叶中抗氧化酶活性和抗氧化剂升高幅度明显大于耐旱性较弱的‘皇冠',ROS积累速度和膜脂过氧化程度相对较低,喷施Spd处理对‘皇冠'效果更为明显.这表明外源Spd通过减少干旱胁迫下番茄幼苗体内ROS的产生,提高植株体内抗氧化系统中抗氧化酶活性、抗氧化剂含量和降低膜脂过氧化水平,起到缓解干旱胁迫对番茄幼苗伤害的作用,增强幼苗对干旱逆境的适应性.图4参32     

Technical feasibility study of an onshore ballast water treatment system

To fulfill the requirements of Guidelines for approval of ballast water management system (G8), a set of onshore ballast water treatment equipment utilizing micro-pore ceramic filtration (MPCF) and UV radiation (MPCF&UV) system was designed and set up with a maximum flow rate of 80 m³·h^-1. Technical feasibilities of MPCF&UV system were evaluated in three areas: removal efficiencies of indicator organism and oceanic bacteria, perdurability of a ceramic filter, and application on native seawater. The results showed that no indicator organism (Dunaliella) or oceanic bacteria was detected after treatment of 20 L MPCF and UV radiation at 1.3× 10⁴ μW·s·cm^-2. A 20 L ceramic filter can run continuously for 5.3 h at the flow rate of 15 m³·h^-1 before its pressure drop up to 0.195 MPa. The removal percentage of total plankton amounts were 91.9% at a flow rate of 70 m³·h^-1 by 80 L MPCF and UV radiation at 1.3× 10⁴ μW·s·cm^-2.     

Genome-wide identification and hormone expression patterns of the MaPIF family of banana genes北大核心CSCD

植物光敏色素作用因子(phytochrome interacting factor,PIF)是广泛分布于植物体内的一种转录因子,在植物的生长发育方面有着重要的作用.基于香蕉基因组数据,对香蕉MaPIF基因家族进行基因组鉴定,采用生物信息学分析方法对其进行命名,分析理化性质、蛋白质结构、基因结构、启动子顺势作用元件以及构建系统进化树;分析PIF家族在不同激素处理下的表达情况.结果显示,香蕉MaPIF家族有7个成员,均含有高度保守的bHLH结构域;编码区长度在1 116-2001bp之间,至少包含5个内含子,且大部分位于细胞外;进化树结果可以发现与拟南芥、水稻以及玉米PIF的亲缘关系较近;顺式作用元件预测结果显示,MaPIF上存在多种与激素和光相关的响应元件.qRT-PCR结果显示,MaPIF3-1、MaPIF4、MaPIF4-1在生长素(IAA)、赤霉素(GA)、生长素抑制剂(NPA)处理中均有显著表达,除此之外,所有成员在脱落酸(ABA)处理下均有明显表达.本研究表明MaPIF在香蕉生长发育中激素调控有重要作用.(图7表3参45)     

In vitro agonistic and antagonistic endocrine disrupting effects of organic extracts from waste water of different treatment processes

Effluents from wastewater treatment plant （WWTP） have been reported to have a broad spectrum of endocrine disrupting compounds （EDCs）. The majority of studies have focused on the occurrence of estrogenic activity, while ignoring nuclear hormone receptors （NRs） pathways. In the present study, a battery of in vitro yeast bioassays and a cell bioassay, including antagonistic and agonistic effects on estrogen receptor （ER）, androgen receptor （AR）, progesterone receptor （PR）, estrogen- related receptor （ERR） and aryl hydrocarbon receptor （AHR）, were conducted to evaluate the removal efficien- cies of EDCs by different treatment processes of a WWTP located in Beijing. Estrogenic, anti-estrogenic, anti- androgenic, anti-progesteronic, anti-ERR and the activa- tion of AHR activities were detected in samples from all treatment processes and the receiving water. The concen- tration of estrogenic contaminants with estradiol （E2） equivalent concentrations ranged from 0.82 x 10-9 to 3.54 x 10 9g Ee_EQ.L-1. The concentration of anti-estrogenic contaminants with 4-hydroxytamoxifen （4-OHT） equiva- lent concentrations ranged from 1.24 × 10-6 to 2.36 x 10-6 g 4-OHT-EQ.L-1. The concentration of anti-androgenic contaminants ranged from 2.21 x 10-s to 3.52 × 10-6g flutamide-EQ. L-1. The concentration of anti-progesteronic contaminants ranged from 3.15 x 10^-5 to 2.71 x 10^-4g RU486-EQ. L-1. The concentration of anti-ERR contami- nants ranged from 7.09 x 10-5 to 6.50 x 104 g 4-OHT-EQ × L^-10. The concentration of AHR activators ranged from 1.7 × 10-10 to 3.4 × 10^-10g TCDD-EQ-L-1. These processes including secondary clarifier, coagulation, as well as coal and sand filtration could eliminated 67.2% of estrogenic contaminants, 47.0% of anti-estrogenic contaminants, 98.3% of anti-androgenic contaminants, 88.4% of anti- progesteronic contaminants, 65.4% of anti-ERR contami- nants and 46.9% of AHR activators. WWTP effluents contain multiple receptor disruptors may have very complex adverse effects on exposed organisms.     

Ozone kinetics of dimethyl sulfide in the presence of water vapor

The outdoor smog chamber was used to thorough investigate the rate constants of gas-phase reaction between dimethyl sulfide （DMS） and ozone （O3） under conditions of relative humidity 55.0%-67.8% at （296±2）K for the first time. The rate constants were measured, at a total pressure of 1 atm, to be （10.4±0.2） × 10^-19 cm^3·molecule^-1·s^-1 at relative humidity of 67.5%±0.3% at 298K, （10.1±0.1） × 10^-19cm^3·molecule^-1·s^-1 at relative humidity of 66.5%±0.5% at 296K, （7.75±0.39） × 10^-19cm^3·molecule^-1·s^-1 at relative humidity of 64.8%± 0.1% at 294K and （3.42±0.21） × 10^-19cm^3·molecu- le^-1·s^-1at relative humidity of 55.8%±0.8% at 295K. Base on these results, it is possible to see the reaction of O3/ DMS in the presence of water vapor as an important sink for DMS in the earth atmosphere.     

渭河浮游生物群落结构特征及其与环境因子的关系

渭河是黄河第一大支流,是黄河流域生态保护与高质量发展的重要研究区域.为了掌握渭河浮游生物组成结构及生态环境现状,于2018—2019年分两个季节在渭河开展4次水生态调查,研究分析了渭河浮游生物群落结构特征及其影响因子.调查结果显示,浮游植物有8门53种,以绿藻门和硅藻门为主,占比分别为43.4％、33.9％;浮游动物4...     

Electrocatalytic reduction of nitrate using Pd-Cu modified carbon nanotube membranes

● Pd-Cu modified CNT membranes were prepared successfully by electrodeposition method. ● The deposition voltage and deposition time were optimized for Pd-Cu co-deposition. ● NO₃⁻-N was removed efficiently from water by Pd-Cu modified CNT membranes. ● The presence of dissolved oxygen did not affect the nitrate reduction performance. ● Mass transfer rate was promoted significantly with the increase in membrane flux. Excessive nitrate in water is harmful to the ecological environment and human health. Electrocatalytic reduction is a promising technology for nitrate removal. Herein, a Pd-Cu modified carbon nanotube membrane was fabricated with an electrodeposition method and used to reduce nitrate in a flow-through electrochemical reactor. The optimal potential and duration for codeposition of Pd and Cu were −0.7 V and 5 min, respectively, according to linear scan voltammetry results. The membrane obtained with a Pd:Cu ratio of 1:1 exhibited a relatively high nitrate removal efficiency and N₂ selectivity. Nitrate was almost completely reduced (~99 %) by the membrane at potentials lower than −1.2 V. However, −0.8 V was the optimal potential for nitrate reduction in terms of both nitrate removal efficiency and product selectivity. The nitrate removal efficiency was 56.2 %, and the N₂ selectivity was 23.8 % for the Pd:Cu=1:1 membrane operated at −0.8 V. Nitrate removal was enhanced under acidic conditions, while N₂ selectivity was decreased. The concentrations of Cl⁻ ions and dissolved oxygen showed little effect on nitrate reduction. The mass transfer rate constant was greatly improved by 6.6 times from 1.14 × 10⁻³ m/h at a membrane flux of 1 L/(m²·h) to 8.71 × 10⁻³ m/h at a membrane flux of 15 L/(m²·h), which resulted in a significant increase in the nitrate removal rate from 13.6 to 133.5 mg/(m²·h). These findings show that the Pd-Cu modified CNT membrane is an efficient material for nitrate reduction.     

球磨零价镁/石墨(ZVMg/C)降解水中三氯乙烯

利用机械球磨法制备了零价镁/石墨(ZVMg/C)材料,并将其用于水溶液中三氯乙烯(TCE)的降解.研究通过SEM、BET和XRD等分析手段解析了ZVMg/C的表面形态结构和成分组成;采用正交实验方法优化了ZVMg/C的制备参数,比较了石墨含量对材料性能的影响;并考察了ZVMg/C投加量、溶液初始pH和地下水中常见阴(C...     

茂名近岸海域中、小型浮游动物群落特征及其与环境因子的关系

近年来,随着茂名经济迅猛发展及涉海工程建设,其近海海域遭到日益严重的污染,海域环境日趋恶化。为更好地了解茂名近岸海域中小型浮游动物群落结构及其与环境因子的关系,摸清中小型浮游动物的种类组成及其空间分布状况,保护近岸海域生物多样性,分别于2019年夏季(6月)和秋季(9月)对茂名近海浮游动物进行调查。调查共发现浮游动物52种,以桡足类为主(达到40种,占比76.92%)。秋季浮游动物平均丰度和平均生物量(分别为29.82 ind·m^-3和282.08 mg·m^-3)均高于夏季(分别为15.71×10³ ind·m^-3和110.23 mg·m^-3)。短角长腹剑水蚤(Oithona brevicornis)、小长腹剑水蚤(Oithona nana)、强额拟哲水蚤(Paracalanus crassirostris)和小拟哲水蚤(Paracalanus parvus)为茂名近岸海域春、夏季优势种。夏季和秋季浮游植物物种多样性指数平均值分别为3.06和2.69,丰富度指数平均值分别为3.65和3.38,均匀度指数平均值分别为0.71和0.66。运用BIO-ENV方法分析了浮游动物群落结构以及与浮游植物丰度、环境因子之间的关系,结果表明浮游植物丰度、溶解氧、盐度、水温、水深是影响夏季浮游动物群落的主要环境因子,水深、浮游植物丰度是影响秋季浮游动物群落的主要环境因子。