科研产出
北京农村污水处理设施停运成因大样本调研解析
《给水排水 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：农村污水处理设施停运现象普遍存在,如何保障设施长效运行是当前农村污水治理面临的重要挑战。现场调查了北京市680座农村集中式污水处理设施,对比分析了冬、夏两季运行现状,并从地形、村庄类型、工艺类型、设计规模、建设方式、建设时间、运营方规模、有无在线检测和有无在线监控9个情景解析提出了设施停运原因及概率。结果表明,冬季污水处理设施停运率高于夏季,这一趋势在远郊区更为显著。污水结冰、来水不足、资金匮乏、设备损坏、雨水汇入和升级改造是设施停运的6个成因,其中,前两者为主要因素。在山地、重要水源地村庄、采用生态工艺、设施规模小、半地埋建设方式、中等规模运维、无在线监测和无在线监控等情景下设施停运概率较高。
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吉富罗非鱼成鱼脏器系数的研究
《渔业科学进展 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为研究罗非鱼（Oreochromis niloticus）组织脏器重量与体重的关系,获得脏器系数。本研究随机选取40尾体重为600～900g雄性吉富罗非鱼（GIFT）成鱼,进行体重、心脏、肝脏、肾脏、脾脏、肠、鳃、皮肤、胆囊、鳞片、肌肉及其他组织（鱼头、鱼鳍和鱼骨等）重量的测定,对体重与各组织脏器重量进行相关性分析,建立最优回归模型,并采用体重约为500 g雄性吉富罗非鱼对各组织脏器重量进行模型外推验证。结果显示,雄性吉富罗非鱼成鱼心脏、肝脏、肾脏、脾脏、肠、鳃、皮肤、胆囊、鳞片、肌肉和其他组织（鱼头、鱼鳍和鱼骨等）的脏器系数（%）分别为0.12±0.02、1.22±0.20、0.11±0.03、0.13±0.05、1.58±0.30、2.85±0.17、3.31±0.38、1.05±0.24、2.89±0.41、51.60±2.09和29.66±2.00,所有测定11个组织脏器重量与体重均呈显著正相关（P<0.001）,符合一元线性回归模型（y=bx）,所建立模型对体重为500 g雄性吉富罗非鱼心脏、肝脏、肾脏、脾脏、皮肤和肌肉重量预测误差均在8%以内。研究结果填补了罗非鱼脏器系数的空白,并为鱼类生理学、毒理学及构建鱼类生理药代动力学（physiologically based pharmacokinetics, PBPK）模型提供了基础数据。
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基于神经网络法与加权模型的乡村旅游用地竞争力评价研究 -以北京市密云区为例
《浙江农业学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：科学评价乡村旅游用地竞争力并识别其障碍因素是优化乡村旅游产业布局的前提和基础.以北京市密云区为例,从资源禀赋特征、区域生态环境和旅游开发条件3个维度选择13项指标,构建了基于神经网络法的旅游用地竞争力评价模型,以揭示密云区乡村旅游用地竞争力的格局.引入障碍因素诊断模型,分析主要乡村旅游用地竞争力类型的限制因素.结果表明:(1)乡村旅游用地低竞争力类以组团状形式,在密云区东南部和密云水库东北集中连片分布;中竞争力类沿"潮河轴带""白河轴带""安达木河轴带"和北部山区带状分布;高竞争力类以点状形式,涵盖张家坟村、司马台村、贾峪村、河北村、石城村、圣水头村、石马峪村和龙潭沟村.(2)以中竞争力类区域为例,基于主要障碍因素,将其划分为资源、环境和开发障碍型,并分别提出优化对策.研究成果可为乡村产业用地规划提供参考.
关键词： 多源数据;神经网络法;障碍因素诊断模型;乡村旅游用地
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蜡样芽孢杆菌致吐毒素的毒性作用与生物合成研究进展
《中国农业科学 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：蜡样芽孢杆菌是一类兼性厌氧的革兰氏阳性杆菌,可以产生芽孢抵抗不良环境,并广泛存在于土壤、水、空气和多种食物中.致病性蜡样芽孢杆菌是常见的食源性条件致病菌之一,其引发的食物中毒主要是由其产生的毒素导致的.致吐毒素cereulide是致病性蜡样芽孢杆菌产生的重要毒素之一,是一种小分子亲脂性十二环肽,结构性质十分稳定.Cereulide能够引起恶心、呕吐等轻微的食物中毒症状,也可导致如肝性脑病、急性肝脏衰竭等严重致死的疾病.当前对于cereulide的毒性作用机制研究局限于其刺激传入迷走神经引起呕吐症状,以及作为钾离子载体,诱导线粒体膜电位丧失,并最终导致细胞死亡,而对于其导致的严重肝脏和脑部病变的毒性作用机制研究仍十分不足.Cereulide是由cereulide合成酶基因簇(ces)编码,非核糖体肽合成酶(nonribosomal peptide-synthetase,NRPS)系统控制合成的.Cereulide由两个羟基酸和两个氨基酸残基[-D-HIC-D-Ala-L-HIV-L-Val-]经3次迭代组成三聚体缩酚酞,其结构特殊并有很强的代表性,但因NRPS合成系统的灵活性会产生许多变体,因此cereulide的毒性与其生物合成过程息息相关.文章在现有文献报道和研究数据的基础上,总结并提出了cereulide的生物合成机理:首先,cereulide合成基因簇的CesA和CesB结构域分别识别D-α-酮羧酸、L-丙氨酸、L-α-酮异戊酸和L-缬氨酸,通过共价结合形成cereulide的主要合成单元二肽;其次,依照上述过程重复合成四肽;再通过重复反应合成第二个四肽,两个四肽通过酯化形成八肽;再次重复上述反应,形成三元络合的产物肽;最后,由于ces-NRPS的硫酯酶结构域活性中心表面结构阻止外部水分子进入,并诱导内部亲核攻击反应,最终释放出环状cereulide.目前,由产cereulide的蜡样芽孢杆菌引起的食物中毒风险被低估.并且,本团队前期研究发现部分芽孢杆菌微生态制剂中混有产cereulide的蜡样芽孢杆菌菌株.因此,产cereulide蜡样芽孢杆菌的存在对食品安全和公共健康均构成了潜在风险.文章综述了cereulide的毒性作用及机制,为进一步研发cereulide防控措施提供科学依据;总结并提出了cereulide的生物合成机理,强调了催化酮酸形成酯的酮还原酶域(KR),及形成重复单元和环肽的硫酯酶域(TE)在其合成中的重要作用,为阐明类似结构的非核糖体肽合成提供新的思路.
关键词： 蜡样芽孢杆菌;致吐毒素cereulide;生物合成;非核糖体肽合成酶;毒性
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山东省花生种植区耕层土壤残膜赋存特征
《农业环境科学学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：通过对山东省花生典型种植区耕层土壤地膜残留量分布特征及影响因素的调查研究,准确评估花生种植农田系统地膜残留污染现状,为该地区农田地膜污染防控措施的提出提供科学依据.选择覆膜年限为1~15 a的18个农田为研究对象,调查土壤质地、地膜使用情况等指标,同时分析不同耕层土壤中地膜残留量和残片数量.结果表明,覆膜1~15 a的4个典型花生种植区耕层(0~30 cm)土壤残膜量在2.48~46.01 kg·hm-2,不同区域间差异不明显,均低于我国农田残留量限值.随着覆膜年限的增加,耕层土壤中残膜的含量和数量均呈逐年上升趋势.残膜含量和残片数量随土壤深度增加而逐渐降低,分布在0~10 cm土层内的残膜显著高于10~20 cm和20~30 cm土层,随着覆膜年限增加,残膜呈现向深层土壤下移的趋势.>25、4~25 cm2和<4 cm2残片数均随土壤深度的增加而降低.随覆膜年限增加,耕层(0~30 cm)土壤中小面积残膜数量和比例不断提高,且在20~30 cm深层土壤<4 cm2的小残片呈明显增多趋势,加大了长期覆膜农田的残膜回收难度,可能对耕层土壤环境造成长期影响.因此,采取适当措施增加地膜回收,以减少该地区地膜污染,对保护该地区花生产地健康有积极作用.
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茶菊品种'14-C-1'的CmF3H基因及启动子克隆与表达分析
《西北植物学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：该研究以自育茶菊品种‘14-C-1’为材料,克隆了一个黄烷酮3-羟化酶(F3H)基因,命名为CmF3H.生物信息学分析表明,‘14-C-1’CmF3H的cDNA序列(GenBank登录号MW454869)全长为1284 bp,开放阅读框为1095 bp,编码364个氨基酸,编码蛋白的理论分子量为41.19kD,等电点为5.57,不稳定系数为39.51,平均亲水性-0.465,脂肪系数为83.02.氨基酸序列分析表明,‘14-C-1’CmF3H蛋白属于2-酮戊二酸依赖双加氧酶(2-ODD)蛋白家族,具有2-酮戊二酸双加氧酶结构域.系统发育分析结果显示,‘14-C-1’与菊花栽培种‘SU07’处于同一进化节点上,二者亲缘关系最近.采用染色体步移方法克隆了‘14-C-1’CmF3H启动子序列(GenBank登录号MW463894),全长1217 bp,启动序列分析发现其含有光响应元件、干旱和ABA响应元件、MYB识别和结合位点和组织器官发育元件等.实时荧光定量PCR分析表明,CmF3H在‘14-C-1’的根、茎、叶、花蕾、舌状花和筒状花等不同组织部位均有表达,在筒状花中表达量最高,其次为茎、叶、花蕾、舌状花,根中表达量最低.该研究结果为进一步揭示菊花黄酮类化合物的生物合成机制奠定了基础.
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利用无人机激光雷达提取玉米叶面积密度
《武汉大学学报(信息科学版) 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：叶面积密度可以表征冠层内部叶面积的垂直分布,是作物生长发育、营养诊断和育种研究的重要结构参数。激光雷达通过发射多脉冲和接收多回波信号可以探测到作物冠层内部信息。首先基于无人机激光雷达获取60个小区多航线的玉米点云数据,采用基于接触频率的体素法对叶面积密度进行估算,再对多个体素大小进行分析得到最优体素大小（0.2 m）;其次对各航线以及航线叠加效果进行对比,得到无人机激光雷达获取点云数据的最优激光脉冲入射角（-30°～52°）;然后结合玉米叶倾角和激光脉冲入射角对叶面积密度估算模型进行校正,从而提高叶面积密度估算精度;最后通过对不同种植密度和不同品种的玉米叶面积密度分布进行分析,得到不同品种玉米的发育快慢、株型特点以及最合理的种植密度。以上结果可为基于无人机激光雷达数据估算叶面积密度提供指导,并为玉米育种和科学管理提供参考。
关键词： 叶面积密度分布 基于接触频率的体素法 叶倾角 脉冲入射角 无人机激光雷达
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两种能源草田间条件下对镉和锌的吸收累积
《环境科学 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：大生物量能源草对镉污染土壤的修复潜力如何还未知.本研究采用两种能源草杂交狼尾草（Pennisetum americanum×P.purpureum）和紫色象草（P.purpureum ‘Purple’）以及马蔺（Iris lactea var.chinensis）和镉的超累积植物遏蓝菜（Noccaea caerulescens）为对照,在镉污染农田上开展田间试验.结果表明,杂交狼尾草的地上部生物量最大,分别是遏蓝菜和马蔺的126和36倍,与紫色象草地上部生物量无显著差异.遏蓝菜地上部和根部中镉和锌的含量显著高于其他植物.马蔺地上部和根部的锌含量最小,而镉含量显著大于紫色象草和杂交狼尾草（P <0.05）.虽然地上部和根部的镉含量显著小于马蔺和超累积植物遏蓝菜,紫色象草地上部中镉和锌的累积量最大,镉累积量分别是马蔺和遏蓝菜的7.0和4.1倍,锌累积量分别是马蔺和遏蓝菜的41和11倍（P <0.05）.杂交狼尾草地上部镉和锌的累积量略低于紫色象草.遏蓝菜的地上部中镉和锌的富集系数均大于1,其体内镉和锌的转移系数均大于1,可用于提取修复镉锌复合污染土壤;马蔺根部镉富集系数大于1,其体内镉的转移系数小于1,可用于稳定修复镉污染土壤;紫色象草根部锌富集系数大于1,其体内锌的转移系数小于1,可用于稳定修复锌污染土壤.田间条件下,由于大的生物量,紫色象草和杂交狼尾草表现出较强的土壤镉和锌的提取去除潜力,且可产生经济效益,应用前景较好.
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毛白杨BABY BOOM基因的克隆及生物信息学分析
《植物生理学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：BBM （BABY BOOM）转录因子是植物细胞全能性和胚胎发生的关键调控因子。利用PCR技术从毛白杨‘BJHR01’幼叶cDNA中克隆得到PtoBBM1和PtoBBM2基因,利用生物信息学软件,对这两个基因的序列和功能进行分析。结果表明:毛白杨中PtoBBM1蛋白与毛果杨中PtrBBM1 （B9HHX9）蛋白相似性高达96%; PtoBBM2与PtrBBM2 （B9HYI0）蛋白相似性达到98%。此外, PtoBBM1和PtoBBM2蛋白均含有2个AP2保守结构域,三级结构预测它们均和乙烯反应性转录因子ERF096模型高度相似。理化性质分析推测PtoBBM1和PtoBBM2均是不稳定的亲水蛋白,不具有信号肽,亚细胞定位预测PtoBBM1和PtoBBM2蛋白均定位于细胞核,都具有跨膜结构。进化树分析显示,杨树BBM与蓖麻、棉花BBM归为一个分支,亲缘关系较近。组织表达分析表明, PtoBBM1主要在根中表达,叶和茎中表达量较低; PtoBBM2主要在叶和根中表达,茎中表达量较低, 2个同源基因表达具有组织部位的差异性。在胚性愈伤组织形成过程中,PtoBBM1和PtoBBM2基因均在胚性愈伤组织形成期表达量最高,说明PtoBBM1和PtoBBM2基因可能在杨树胚性愈伤组织形成中发挥作用。
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秸秆-牛粪发酵过程中溶解性有机质的荧光光谱特征
《光谱学与光谱分析 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：溶解性有机质（DOM）在自然生态系统有机物向无机物的转换过程中起重要作用。DOM在发酵过程中为微生物提供营养和能量,同时对腐殖质的迁移和转化具有重要的指示作用。牛粪有助于提高玉米秸秆腐殖化效率,使农业废弃物得以更好的利用。为探讨玉米秸秆-牛粪体积比2∶8（T1）、 4∶6（T2）、 6∶4（T3）和8∶2（T4）处理发酵过程中DOM的特征,采用三维荧光光谱-平行因子分析法,分析发酵底物中DOM的荧光组分;通过荧光指数（FI）和自生源指数（BIX）来表征DOM的来源,用腐殖化指数（HIX）分析发酵物料的腐殖化程度,并分析DOM各组分间最大荧光强度的相关性。结果表明:4个处理过程中DOM来源受自生源和外生源的共同影响（FI>1.4, 0.8
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