科研产出
悬铃木方翅网蝽化学感受蛋白CcilCSP1的结构及其结合寄主挥发物的预测分析
《林业科学 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：【目的】分析悬铃木方翅网蝽化学感受蛋白编码基因CcilCSP1的序列和表达特征,重点研究CcilCSP1结合二球悬铃木寄主植物挥发物的能力,旨在为CcilCSP1的功能研究提供理论参考,为通过化学感受蛋白反向模拟筛选悬铃木方翅网蝽的信息素物质提供依据。【方法】用分子克隆技术获得悬铃木方翅网蝽化学感受蛋白CcilCSP1基因ORF的全长序列,用RT-qPCR研究该基因的表达模式,并通过生物信息学方法分析其序列特征。用Swiss-model构建CcilCSP1蛋白的三维结构,并通过AutoDock 4.2开展CcilCSP1蛋白与寄主植物9种挥发物成份的分子对接,用Amber 14对其中结合最为稳定的反式-β-石竹烯与CcilCSP1蛋白的复合物开展了10 000 ps的分子动力学模拟,并进一步通过"Y"型嗅觉仪测定反式-β-石竹烯对悬铃木方翅网蝽成虫的行为学影响。【结果】成功克隆到该虫的化学感受蛋白基因CcilCSP1,且该基因在成虫中显著高表达。序列分析表明,CcilCSP1具有CSPs家族的典型特征,该基因与绿盲蝽的AlucCSP1,AlucCSP3,AlucCSP8以及苜蓿盲蝽的AlinCSP1亲缘关系较近。同源建模和分子对接发现,在二球悬铃木9种植物挥发物中反式-β-石竹烯与CcilCSP1的结合能力最强(k_l=2.63μm,Binding Energy=-7.61),通过分析二者的结合特性,推测TYR-29、GLN-83、LEU-64、ASP-30可能是CcilCSP1蛋白结合反式-β-石竹烯所需的关键氨基酸位点。分子动力学模拟结果显示,CcilCSP1蛋白能够与反式-β-石竹烯稳定结合。进一步的行为学试验表明,0.1μg的反式-β-石竹烯对悬铃木方翅网蝽成虫有显著的驱避作用。【结论】本研究克隆到在成虫中显著高表达的悬铃木方翅网蝽化学感受蛋白基因CcilCSP1。用分子对接和分子动力学模拟方法发现CcilCSP1能与二球悬铃木寄主挥发物成份反式-β-石竹烯稳定结合,并通过进一步的行为学试验进行证实。该研究可为悬铃木方翅网蝽化学感受蛋白CcilCSP1的功能研究奠定基础,也为基于计算机反向筛选获得悬铃木方翅网蝽信息素物质研发提供依据。
关键词： 悬铃木方翅网蝽 化学感受蛋白 寄主植物挥发物 分子对接 分子动力学模拟
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基于太赫兹技术的植物叶片水分检测初步研究
《光谱学与光谱分析 》 2017 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：叶片含水量是植物健康状况的重要衡量指标之一。太赫兹波处于红外和微波之间,对样品水分变化非常敏感,当太赫兹光谱穿透含水丰富的叶片时,叶片中水分等物质能对太赫兹光谱产生强烈的吸收,根据叶片不同位置处水分含量的不同,能利用太赫兹光谱技术对植物叶片进行成像。本研究利用太赫兹技术检测植物叶片的水分含量,初步探讨植物叶片中水分和太赫兹成像的相关关系。实验采集离体绿萝叶片,每隔一定时间通过太赫兹光谱仪对叶片逐点扫描,获取叶片每一点的太赫兹时域光谱数据,经过傅里叶变换得到对应频域光谱,提取时域幅值的光谱参数以及特定频域光谱,对植物叶片图像进行重构,获取植物叶片的二维图像。结果表明,不同频率下,绿萝离体叶片的太赫兹二维图像呈现明显差异,叶肉与叶脉中水分含量不同,对太赫兹波的吸收也不同,根据图像,能清晰显示植物叶片叶肉与叶脉部位的水分含量差异。通过叶片时域幅值的平均值、叶片频域平均值与叶片水分含量建立相应的回归模型,时域最小幅值光谱与水分含量建立的最佳模型预测相关性达0.989 1,预测均方根误差为0.024 4g。研究表明太赫兹技术用于植物叶片的水分含量检测具有较好的研究潜力。
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菌株Diaphorobacter polyhydroxybutyrativorans SL-205的反硝化特性
《中国环境科学 》 2017 EI 北大核心 CSCD CSSCI
摘要：为强化硝酸盐污染水的反硝化脱氮,研究了反硝化新菌株Diaphorobacter polyhydroxybutyrativorans SL-205~T利用不同碳源的缺氧反硝化性能,以及利用固体碳源聚羟基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)的好氧反硝化特性.结果表明,在缺氧状态下,菌株SL-205~T分别以乙酸钠、琥珀酸钠和PHBV为唯一碳源时,硝酸盐去除率均达到99%以上;当初始硝态氮浓度为315mg/L时,PHBV的最适投加量为2.0g/L.菌株SL-205~T能利用PHBV进行好氧反硝化,当反应进行到36h时,硝酸盐去除率达到94.54%,平均反硝化速率为8.69mg/(L·h),并且在反应结束时没有亚硝酸盐和氧化亚氮的积累.以上结果为该菌株在废水脱氮处理中的应用奠定了实验基础.
关键词： Diaphorobacter polyhydroxybutyrativorans SL-205T 硝酸盐 碳源 聚羟基丁酸戊酸共聚酯 好氧反硝化
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光电信号与收割机谷物产量数据转换模型的构建与验证
《农业工程学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了准确获取联合收割机作业过程中的谷物产量信息,自主研发了基于光电漫反射原理的联合收割机谷物产量计量系统。系统主要由传感器模块、数据采集模块、GPS模块和谷物产量计量显示终端组成。在研究了联合收割机田间工作状态和籽粒升运器刮板谷堆近似模拟形状的基础上,提出了分段式光电信号与收割机谷物产量数据转换模型。同时为了进一步消除收割机作业过程中产生的奇异点数据,提出了基于籽粒升运器转速的双阈值动态均值滤波的数据预处理方法。结果表明,采用该方法可以有效剔除奇异点数据,提高产量数据整体平滑度。田间试验结果表明,在考虑升运器转速条件下,该研究提出的分段式谷物产量数据转换模型动态验证误差小于3.50%,满足联合收割机谷物产量计量的实际需要。
关键词： 谷物 光电装置 传感器 联合收割机 双阈值滤波 产量转换模型
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水体COD的光谱学在线测量方法-紫外和近红外光谱比较分析
《光谱学与光谱分析 》 2017 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：水体COD的光谱学传感技术是现代环境监测的一个重要发展方向,与传统的分析方法相比,光谱分析技术更具有可连续监测、可在线监测和检测快速的明显优势,适合对环境水样COD的定点实时监测。分别获取水样的紫外吸收光谱和近红外光谱,通过不同的光谱预处理方法结合偏最小二乘法、多元线性回归法建立水样的COD定量预测模型,对水体COD的紫外和近红外光谱的定量预测及相关模型参数进行分析,发现用S-G平滑处理后的紫外光谱和近红外光谱建立的PLS模型均得到最佳预测效果,预测集R~2分别为0.992 1和0.987 7,RMSEP分别为10.438 6和5.972 0。紫外和近红外光谱法的MLR模型预测效果较差,预测集R~2分别为0.928 0和0.957 3。通过实验结果综合对比分析,紫外吸收光谱在280~310nm谱区建模预测性能较好,近红外光谱在7 250~6 870cm~(-1)谱区建模预测性能较好,紫外光谱对应定量预测模型的决定系数较高,而近红外光谱的稳定性和重复性更好。研究表明光谱传感技术可用于环境实际水体COD的定量预测分析,为开发便携式水体检测设备奠定了理论基础。
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乙基纤维素凝胶化油脂对大鼠营养生理功能的影响
《中国食品学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：采用大鼠喂养试验,研究乙基纤维素凝胶剂对包括心血管疾病高风险因子在内的动物营养生理功能的影响。根据大鼠营养生理数据表明,当饲料中含有乙基纤维素起酥油产品时,试验组大鼠的体重均低于对照组,且高剂量组大鼠体重最低。大鼠尿酸、游离脂肪酸含量显著低于空白对照组;高剂量组的白蛋白、球蛋白、总蛋白和瘦素指标明显高于其它组;大鼠血清中高密度脂蛋白含量、抗动脉粥样硬化指数AAI值均高于空白对照组(P<0.05),致动脉粥样硬化指数AI值和脂肪酶活力均明显低于空白对照组(P>0.05)。另一方面,高剂量组大鼠的血清葡萄糖、总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白、高密度脂蛋白与低密度脂蛋白的比值(HDL/LDL值)都同时高于其余各组。因此,以乙基纤维素为有机凝胶剂的起酥油产品对动物机体不会产生不良影响。
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基于激光诱导击穿光谱和化学计量学的水体COD实时测量方法
《光谱学与光谱分析 》 2017 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：光谱学传感技术测量水体COD是现代环境监测发展的趋势,相比于传统的化学分析方法具有在线连续检测的突出优势,适合对环境水体COD的实时监测。采集实际水样,利用激光诱导击穿光谱技术(LIBS)获取水样的光谱数据。通过不同的光谱预处理方法结合偏最小二乘法建立水样的COD定量预测模型,对水体COD的LIBS光谱测量方法的定量预测及相关模型参数进行分析。发现用基线校正叠加S-G求导预处理后的光谱建立的PLS模型得到最佳预测效果,校正集集R2为0.9958,预测集R2为0.975 3,RMSEC为4.438 7,RMSEP为9.733 9。通过实验结果分析表明光谱传感技术可用于环境实际水体COD的定量预测分析,为开发便携式水体检测设备奠定了理论基础。
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不同频率LED红蓝光交替照射对生菜生长与品质的影响
《农业机械学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：在全人工光型植物工厂中进行试验,运用供光模式可调的红蓝LED光源,以不同频率的红蓝光交替照射生菜,并以同比例的红蓝光同时照射生菜作为对照组,通过测定生菜生长动态、光合色素、可溶性糖、粗蛋白、维生素C以及硝酸盐含量,研究红蓝光供光模式及交替频率对生菜生长与品质的影响。结果表明:在等能耗基础上,16 h光期里,红蓝光交替1次有利于生菜地上部分生物量、可溶性糖以及粗蛋白的积累;红蓝光交替4次有利于生菜中维生素C的积累以及硝酸盐的代谢;所有处理中,叶绿素及类胡萝卜素含量均以4次和8次红蓝光交替为最大,且二者之间无显著性差异。
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中试规模猪粪堆肥挥发性有机物排放特征
《农业工程学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：为监测堆肥过程挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)排放情况,该文开展了猪粪堆肥现场试验,采用苏玛罐采样,气相色谱-质谱法分析了猪粪好氧堆肥过程中VOCs浓度。结果表明:猪粪好氧堆肥过程中可以检测出的VOCs有81种,包括烷烃类34种,芳香烃类21种,卤烃类19种,胺类1种,含硫化合物3种,氟利昂类3种;其中检出率高且浓度远远超过其嗅阈值的VOCs包括三甲胺、二甲基硫、二甲基二硫和二甲基三硫,VOCs排放主要发生在堆肥的前2周。该研究将为控制猪粪堆肥过程中VOCs气体排放提供科学数据支持。
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城市郊区耕地入选基本菜田的综合质量评价（英文）
《农业工程学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：合理划定基本菜田是提升蔬菜生产能力、保障城市蔬菜均衡供应的基础。该研究在界定基本菜田内涵的基础上,构建平谷区耕地入选基本菜田的综合质量评价模型,以期为大城市郊区基本菜田布局提供科学依据。结果表明:1)从田块质量、生态适宜性、空间稳定性、交通区位与蔬菜种植习惯等4方面构建耕地入选基本菜田的综合质量评价指标体系,充分考虑了蔬菜生产对耕地质量的基本需求以及国家和农业部对基本菜田的政策要求,包含了水资源供需状况和重要水源保护区等指标,使得该研究的评价方法更合理;2)平谷区耕地的田块质量、生态适宜性、空间稳定性、交通区位与蔬菜种植习惯等评价结果呈现差异性分布。基于综合质量评价结果,将平谷区耕地图斑划分为最适宜区、较适宜区、一般适宜区和不适宜区。其中,最适宜区是基本菜田的首选区域,主要分布在平谷新城周边的东高村镇、夏各庄镇、山东庄镇和大兴庄镇,面积为3 472.33 hm2,占平谷区耕地总面积的28.25%;其次是较适宜区,面积为5 186.28 hm2;一般适宜区的面积为2 860.86 hm2,可作为基本菜田储备区域;不适宜区的土壤表土质地差、有机质含量低,加之远离平谷新城、交通不便等因素,不适宜划为基本菜田。3)建议围绕首都"菜篮子工程"建设,强化基本菜田的分级建设与保护,形成露地蔬菜、设施蔬菜和蔬菜园区相互补充的蔬菜生产格局。
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