科研产出
PM10中重金属的健康风险评估及修正方法比较
《中国环境科学 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：通过对华南某电子垃圾拆解区PM10中重金属含量特征分析,计算该地区的人群暴露量,评估人群健康风险,并引入靶器官毒性剂量法（TTD）和证据权重法（WOE）对常规评估方法的非致癌健康风险进行修正,比较探讨3种方法对非致癌健康风险评估结果的影响.结果表明:研究区域夏,冬季节的非致癌和致癌健康风险均为:儿童＞成年女性＞成年男性,重金属Ni对人群可能存在致癌风险(ILCR在10-6～10-4之间).其中,Cr,Pb,Cd和As 4种重金属（类金属）对成年男性的非致癌健康风险值为3.05×10-2,经TTD法和WOE法修正后为5.41×10-2和5.4×10-1,表明当综合考虑重金属作用的靶器官及重金属间的相互作用时,PM10中重金属的非致癌健康风险值高于常规方法.
关键词： PM10 重金属 健康风险评估 靶器官毒性剂量法 证据权重法
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橡胶树胶乳高表达的法尼基焦磷酸合成酶的功能
《林业科学 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：[目的]天然橡胶生物合成途径是典型的植物类异戊二烯代谢途径,MVA代谢途径是天然橡胶与萜类化合物所需的五碳构成单元IPP和DMAPP生物合成的主要途径之一.由2分子IPP和1分子DMAPP聚合形成的法尼基焦磷酸是乳管细胞天然橡胶生物合成的起始前体,厘清该起始物的合成酶酶学性质不仅有助于阐明天然橡胶生物合成机制,同时也为天然橡胶遗传改良提供酶学理论基础.[方法]对橡胶树热研7-33-97基因组中同源的3个预测的法尼基焦磷酸合成酶(HbFPS1、HbFPS2、HbFPS3)进行序列特征分析,优选胶乳中高表达的2个法尼基焦磷酸合成酶基因构建原核表达载体,经蛋白纯化与MALDI TOF质谱确证,并同时进行体外酶活性检测,最终评价其对体外橡胶合成效率的影响.[结果]橡胶树基因组含有的3个预测的法尼基焦磷酸合成酶都含有特征性的2个保守结构域"DDIMD"和"DDYXD"及相似的三维空间结构,其中胶乳高表达的HbFPS1和HbFPS2基因编码的蛋白氨基酸序列相似性达到95%,说明HbFPS1和HbFPS22个冗余基因可能经历了基因组中同源基因的后期拷贝事件.同时HbFPS1和HbFPS2基因能够正确地在大肠杆菌中表达,HbFPS3却难以正确折叠而形成包涵体,体现了这2类蛋白质N末端氨基酸明显的亲疏水性差异对蛋白可溶表达的影响.HbFPS1和HbFPS2蛋白在体外除了能够利用GPP为底物合成FPP外,还能够直接转化IPP和DMAPP生成FPP.同时,分别添加HbFPS1和HbFPS2蛋白能够提高体外橡胶合成效率并且存在蛋白剂量相关性特征.与对照相比,在特定的反应体系中,当HbFPS1和HbFPS2蛋白添加量增加时体外橡胶合成效率随之不同程度地提高,且在100μg时促进作用最明显.[结论]橡胶树胶乳中高表达的2个冗余基因HbFPS1和HbFPS2与HbFPS3基因编码蛋白的序列差异可能影响酶的活性.HbFPS1和HbFPS2蛋白确证是胶乳中能够促进天然橡胶合成的功能酶,而且能够直接聚合IPP和DMAPP生成天然橡胶合成起始物FPP.本研究建立了基于天然橡胶粒子的体外蛋白功能研究平台,并证明HbFPS1和HbFPS2酶在一定的含量下能够显著地提升橡胶合成效率.通过调控HbFPS1和HbFPS2酶活性将有助于橡胶树优质高产品种的改良与选育.
关键词： 橡胶树;法尼基焦磷酸合成酶;天然橡胶生物合成;胶乳
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β-乳球蛋白多酚三配体复合物纳米颗粒的制备与表征
《食品科学 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：采用乳化-蒸发法制备负载3种多酚的蛋白复合物纳米颗粒.先将阿魏酸(ferulic acid,FA)、槲皮素(quercetin,QT)和香草酸(vanillic acid,VA)与热处理的β-乳球蛋白(β-lactoglobulin,β-LG)结合形成三配体复合物,再利用乳化-蒸发法进一步降低复合物粒径.通过动态光散射、圆二色谱、红外色谱、荧光光谱和透射电子显微镜探究复合物的结构和形态,并利用超高效液相色谱检测复合物中多酚的加载率和稳定性.结果 表明,乳化-蒸发法成功将β-LG多酚三配体复合物粒径由亚微米级(100~200 nm)降至纳米级(<100 nm);利用荧光光谱、红外色谱和圆二色谱证实了3种多酚与β-LG结合后改变了-LG的微环境和二级结构;透射电子显微镜图像显示复合物呈椭圆形且分布均匀.复合物纳米颗粒中FA、QT、VA加载率分别为86.78%、75.00%、86.40%,高于三配体复合物的加载率60.11%、37.09%、68.93%,且纳米颗粒稳定性更强.
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色氨酸抑制体外模型中晚期糖基化终末产物形成机理
《食品科学 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：食源性晚期糖基化终末产物(advanced glycation end products,AGEs)与多种慢性疾病密切相关,尤其是糖尿病和肾脏疾病.为减少AGEs对机体的健康风险,降低食品中AGEs含量,本研究从13种氨基酸中筛选出具有良好AGEs抑制效果的色氨酸(tryptophan,Trp),利用牛血清白蛋白(bovine serum albumin,BSA)-果糖、BSA-丙酮醛(methylglyoxal,MGO)、BSA-乙二醛(glyoxal,GO)和精氨酸(arginine,Arg)-MGO模型探究Trp对AGEs的抑制机理.结果 表明,Trp对荧光AGEs的抑制呈现出显著的质量浓度依赖性.在BSA-GO模型中Trp抑制效果最佳,其次是BSA-MGO模型和Arg-MGO模型,而在BSA-果糖模型中抑制效果不明显.Trp对Nε-羧甲基赖氨酸(Nε-carboxymethyllysine,CML)和Nε-羧乙基赖氨酸(Nε-carboxyethyllysine,CEL)的抑制呈现钟形曲线,在1000 μg/mL下对CML和CEL的抑制率最高.通过探究Trp捕获MGO的能力发现,其可通过芳香亲电子取代和Pictet-Spengler反应捕获MGO,最高捕获能力为3 mol.
关键词： 晚期糖基化终末产物;色氨酸;色氨酸-丙酮醛加合产物;Nε-羧甲基赖氨酸;Nε-羧乙基赖氨酸
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蚯蚓-蚯蚓粪分离-收获工艺与关键部件试验
《农业工程学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：蚯蚓堆肥是实现农业有机固体废弃物减量化、无害化、资源化和增值化的生物处理技术之一.蚯蚓堆肥结束后,如何将成熟活体蚯蚓从大量堆肥物料中快速分离收获,是目前规模化蚯蚓堆肥亟需解决的难题之一.为实现蚯蚓体快速、高效、稳定的分离和收获,该研究提出了蚯蚓堆肥产物3步分离收获工艺方法,并针对此工艺中的动态斜面分离收获关键部件和工艺参数开展了试验研究.在此基础上,结合力学分析、EDEM离散元仿真模拟揭示了蚯蚓分离关键过程中的动力学机制.结果表明:本研究所提出的分离工艺可较好实现蚯蚓、蚯蚓粪的分离和集中收获,动态斜面在蚯蚓-蚯蚓粪分离过程中起关键作用,利用了蚯蚓体表液膜接触粘附摩擦特性强,易粘附于斜面,而动态斜面作用下蚯蚓粪滚动摩擦力小的特性,蚯蚓与蚯蚓粪抛落于动态斜面后因受力差异导致两者呈相反方向运动,实现分离.蚯蚓-蚯蚓粪分离收获的最优参数组合为安装锥形分离器下,分离收获斜面速度50 mm/s、倾角为30°.基于此工艺方法处置蚯蚓粪-蚯蚓混合物料10 kg耗时55.36 s,在蚯蚓收获区的蚯蚓收获率为(81.50±5.55)%,蚯蚓粪含杂率接近于0,物料总收获率为(96.56±1.79)%.研究结果可提高蚯蚓堆肥产物分离收获的速度与效率,为规模化蚯蚓堆肥机械装备化、减少人工作业和降低成本提供借鉴与参考.
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加气灌溉下土壤呼吸与环境因子相关性研究
《农业机械学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探明加气灌溉技术对土壤呼吸速率的影响及调控机制，完善加气灌溉技术下土壤呼吸排放机理，以国家土壤质量湛江观测实验站为平台开展为期3年（2019—2021年）的定位试验，每年开展2次试验观测，研究加气灌溉（Aerated irrigation, AI）和不加气灌溉（CK）两种处理对土壤呼吸速率、土壤温度、含水率、含氧量、土壤细菌生物量及根系生物量的影响，采用偏最小二乘回归分析（Partial least square regression analysis, PLSR）方法建立两种处理下土壤呼吸速率与土壤温度、含水率、含氧量、土壤细菌生物量及根系生物量的回归方程，筛选出加气灌溉技术下影响土壤呼吸速率变化的主要土壤环境因子。研究结果表明，AI处理后土壤呼吸速率和土壤含氧量分别提高12.30%～20.54%和19.90%～25.70%,同时植株根系生物量和土壤细菌生物量分别提高15.30%～22.67%和35.10%～69.17%,土壤含水率降低3.36%～14.30%,不同处理对土壤温度影响不显著。回归拟合结果表明，两种处理下土壤呼吸速率与土壤温度、土壤含水率均呈二次多项式负相关关系，与土壤含氧量呈线性正相关，与根系生物量呈幂函数正相关，与土壤细菌生物量呈指数正相关。PLSR模型的变量重要性投影（Variable importance for projection, VIP）值表明土壤温度（VIP值为1.48）、土壤含氧量（VIP值为1.40）、根系生物量（VIP值为1.25）和细菌生物量（VIP值为1.09）是影响土壤呼吸速率变化的主要影响因子，加气灌溉技术可以通过改变土壤含氧量、根系生物量及细菌生物量对土壤呼吸速率产生驱动作用。研究结果可为完善加气灌溉下土壤呼吸速率变化响应机理、合理制定有效的土壤碳排放调控管理措施提供理论依据。
关键词： 加气灌溉 土壤呼吸速率 土壤环境 偏最小二乘回归 相关性
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基于模糊控制的车速跟随变量喷雾系统设计与试验
《农业机械学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对目前大田宽幅机械变量喷雾精准化程度低、农机车速变化对喷雾效果影响考虑不充分的问题，为了提高精准施药、施肥能效，基于3WF-1000型喷杆式喷雾机，设计了一种自适应跟随车速的变量喷雾系统。该系统采用传感器实时采集农机行进速度、出水管流量与压力、药箱液位高度等信息，运用Bisector模糊控制算法优化控制策略，实现了比例阀阀门变化角度的动态控制，达到了对出水管流量精准调控的目标。为验证Bisector模糊控制算法应用于本系统的优越性，利用Matlab构建仿真模型，与PID算法、Centroid算法对比分析，Bisector模糊控制算法在调节时间、超调量、稳态误差方面均表现优越。田间试验过程中，进行了非行走设定车速、恒定车速跟随、动态车速跟随以及单位面积喷雾量试验，结果表明，3种车速运行状态，变量喷雾系统适应扰动达到稳定运行的调节耗时分别为13.4、27.6、17 s,单位面积喷雾量的最大绝对误差比率分别为1.20%、2.27%、2.87%,能够满足大田精准施药的精度要求。
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3种脱皮方式对白胡椒品质的影响
《食品科学 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：以胡椒鲜果为原料，分别采用机械、静水浸泡、换水浸泡3种方式脱皮，探究不同脱皮方式对白胡椒白度值、黑果率、碎果率、堆积密度、水分质量分数、胡椒碱含量、胡椒精油含量等理化指标的影响，利用气相色谱-飞行时间质谱（gas chromatography-time of flight-mass spectrometer,GC-TOF-MS）定性定量分析测定胡椒精油的成分及含量，采用加权分析法进一步评价3种脱皮方式所得白胡椒品质。结果表明：机械脱皮与换水浸泡脱皮生产的白胡椒白度值无显著差异，但高于静水浸泡脱皮法生产的白胡椒。机械脱皮法生产的白胡椒黑果率、胡椒碱含量低于静水、换水浸泡脱皮法生产的白胡椒，但精油含量、碎果率、堆积密度高于后两者。从机械、静水浸泡、换水浸泡脱皮生产的白胡椒精油中共鉴定出33种化合物，其中21种为3种白胡椒精油共有，质量浓度较高的共有化合物有3-蒈烯（41.96、37.77、39.16 mg/mL）、β-石竹烯（36.43、41.57、41.02 mg/mL）、柠檬烯（29.38、23.38、39.38 mg/mL）等。电子鼻分析结果表明3种白胡椒风味差异显著。感官评价证实机械脱皮法生产的白胡椒香味更浓，无异臭味。经加权分析，机械脱皮法生产的白胡椒加权分高于静水、换水浸泡脱皮法生产的白胡椒，说明机械脱皮法生产的白胡椒综合品质较好，适宜大规模生产。实验结果为胡椒品质评价及胡椒工业化生产提供参考。
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基于环境与光谱相似性的橡胶树叶片磷含量局部估测模型
《农业工程学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：为解决现有基于光谱相似性的局部样本搜索方法存在样本误选引起模型预测性能降低的问题,该研究提出先利用环境因子对叶片样本进行类别划分,然后在与待估测样本具有相同类别的样本集内进行局部样本搜索的方法.为验证该方法的有效性,将其用于实际案例中.在案例研究中,分3个时期(4-6月:抽叶期,7-9月:成熟期,10-12月:衰老期)在相同地块采集橡胶树叶片样品,然后利用该方法分别构建每个时期橡胶树叶片磷含量高光谱估测模型,并将模型预测精度与利用现有局部样本搜索方法构建的模型进行比较.为体现该研究提出方法的稳定性和可靠性,将每个时期采集的叶片样本随机分割5次,然后利用方差分析比较不同模型之间的预测精度是否存在显著差异.结果表明,利用该研究提出的方法构建的3个时期的橡胶树叶片磷含量高光谱估测模型预测精度(抽叶期:RMSE分别为(0.031±0.003)%和(0.030±0.004)%,成熟期:RMSE分别为(0.030±0.002)%和(0.029±0.003)%,衰老期:RMSE分别为(0.026±0.002)%和(0.024±0.003)%)都要高于利用现有局部样本搜索方法构建的高光谱估测模型(抽叶期:RMSE分别为(0.034±0.002)%和(0.034±0.002)%,成熟期:RMSE分别为(0.042±0.002)%和(0.042±0.003)%,衰老期RMSE分别为(0.034±0.003)%和(0.035±0.003)%),且在成熟期和衰老期的差异达到了P<0.05的显著性水平,这就证明了在进行局部样本搜索时必须要考虑橡胶树叶片样本所处环境的差异,以避免选择到与待估测样本不属于同一环境条件的局部样本,进而可显著提高估测模型的预测性能.
关键词： 磷;橡胶树;叶片;环境相似性;光谱相似性;局部模型
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基于紫外-可见光光谱法研究长期不同施肥对砖红壤溶解性有机质化学性质的影响
《光谱学与光谱分析 》 2022 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：溶解性有机质(DOM)是土壤中最为活跃的一部分,具有重要的生态环境意义.明确不同施肥方式对DOM化学性质的影响,可为土壤肥力管理提供依据.因此,该试验以连续四年的不同施肥管理为基础,结合紫外-可见吸收光谱,探求不同施肥方式下,土壤中溶解性有机质的含量和化学性质的变化情况.试验共设置4个处理:CK(不施肥);CF(化肥);OG(有机肥);ST(秸秆).结果表明,与CK组相比,OG和ST的DOC(溶解性有机碳)含量为95.97和104.89 mg·kg-1,分别是CK组的129% 和141%.相反,CF的DOC含量为15.32 mg·kg-1,仅为CK组的21%.OG显著提高了有色溶解性有机质[CDOM,以α(355)表征]含量,是CK组的2.76倍,ST无明显变化;CF则显著降低CDOM含量,仅为CK组的0.55倍.施用OG导致土壤紫外吸收曲线红移,表明有机肥的施用能够提高土壤DOM的共轭双键物质含量和腐殖化程度;与CK相比,OG中DOM的芳香性、疏水性、腐殖化程度的特征常数SUVA254,SUVA260和SUVA280增大,揭示了有机肥的施用能够提高DOM的芳香性、疏水性组分以及腐殖化程度,秸秆处理增加不明显.施用化肥则出现明显降低.吸光度比值A250/A354,相比CK,CF显著增加,表明施用化肥使DOM分子变小,OG和ST处理无明显变化;秸秆施用导致A465/A665显著增加,表明秸秆能够有效提高DOM中蛋白质和碳水化合物含量;施用有机肥和秸秆A300/A400均大于3.5,表明土壤中DOM主要以富里酸为主,而施用化肥A300/A400明显低于3.5,表明土壤中DOM主要以胡敏酸为主.施用化肥出现SR>1,不施肥、有机肥、秸秆三者的SR<1,也表明了有机肥、秸秆能够增加分子量.有机肥和秸秆能有效增加土壤DOM含量,提升土壤肥力.尤其是施用有机肥,更能显著增加土壤DOM的共轭物质、腐殖化程度、疏水比例、芳香性以及分子量.而长期施用化肥则导致耕层土壤肥力降低.
关键词： 溶解性有机质 化学性质 施肥方式 紫外-可见吸收光谱
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