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关键词： 浮游生物   纤维滤膜   数值模拟   DPM   捕集效率  

摘要： 目前常用的深海浮游生物取样方法,是采用水泵抽取海水,并通过过滤技术捕捉其中的浮游生物。因此,以浮游生物过滤器为研究对象,通过随机算法建立三维纤维膜微观模型,并基于相似准则对纤维膜模型进行数值模拟研究,同时,采用拉格朗日离散相模型(DPM)追踪浮游生物颗粒在过滤器内的运动轨迹。研究结果表明:入口速度的变化对流场的压力和速度分布有显著影响,随着入口速度增加,流场内部速度差增大,流场中的压力分布出现明显的分层现象,且压力损失随入口速度增大而增大。其孔隙较小的纤维模型具有更好的过滤性能,对浮游生物颗粒的过滤效率基本稳定在80%。

关键词： 多花黄精根茎   酶水解   成分   抗氧化活性   α-葡萄糖苷酶抑制活性  

摘要： 为探讨酶水解对多花黄精(Polygonatum cyrtonema Hua)根茎的影响,本研究选取6种酶(纤维素酶、木瓜蛋白酶、果胶酶、β-葡聚糖酶、木聚糖酶和半纤维素酶)对多花黄精根茎进行水解,根据其总多糖、总皂苷和总酚含量以及酚类组成的变化确定复合酶组成,测定复合酶水解后多花黄精根茎醇提物的生物活性,并筛选主要差异物质进行相关性分析以探寻潜在活性成分。结果表明,木瓜蛋白酶、β-葡聚糖酶和木聚糖酶能够促进多花黄精根茎中酚类和皂苷类的高效释放,复合酶(木瓜蛋白酶∶β-葡聚糖酶∶木聚糖酶=3∶2∶1)水解可显著提高多花黄精根茎醇提物的抗氧化活性及α-葡萄糖苷酶抑制活性(P<0.001),筛选得到13种酚类物质、1种皂苷类物质与多花黄精根茎醇提物的降血糖活性密切相关,其含量在复合酶水解后显著增加(P<0.05)。本研究证实了酶水解对多花黄精根茎的成分释放及活性表现的改善效果,为黄精提取优化提供了方法参考。

关键词： “糖心”苹果   代谢组学   转录组学   代谢物质  

摘要： 为探究黔选3号苹果“糖心”与正常组织代谢化合物的差异,解析特征差异香气物质形成的分子机制,本研究采用气相色谱-串联质谱技术(GC-MS/MS)和Illumina高通量测序技术获得黔选3号苹果果肉“糖心”与正常组织的代谢组学和转录组学数据。转录组学分析显示,共产生1795个差异表达基因(DEGs),其中671个下调基因、1124个上调基因,与脂肪酸合成途径(fatty acid synthesis pathway)相关的基因有7个,与乙醇脱氢酶(ADH)相关的基因有8个。代谢组学共检测到353个香气物质,分析表明有20种差异香气物质,包含上调物质8个、下调物质12个,其中己酸乙酯和正壬醛显著上调。转录组-代谢组学联合分析结果表明,脂肪酸合成途径与乙醇脱氢酶家族中11个DEGs与己酸乙酯、正壬醛呈正相关关系,2个DEGs与己酸乙酯呈负相关关系,且MdFAD6、MdADH2、MdADH3和MdADH4在“糖心”组织特异性表达,实时荧光定量PCR(qRT-PCR)结果表明上述基因在“糖心”组织中的相对表达量显著高于正常组织,推测这些基因在苹果“糖心”组织差异香气物质合成途径中发挥了关键作用。研究结果初步揭示了“糖心”苹果香味变化的生物学基础,可为“糖心”苹果品质改良提供参考依据。

关键词： 角膜   碱烧伤   生物材料   修复机制   羊膜   透明质酸   壳聚糖   高分子材料   综述  

摘要： 背景:在角膜碱烧伤治疗中,传统治疗方法存在多种局限,尤其在控制炎症、预防新生血管形成和抑制角膜瘢痕化方面表现不佳。天然材料、合成材料或复合材料为治疗提供了多元化的选择,然而生物材料促进角膜碱烧伤修复的相关机制尚未形成系统深入的认识。目的:对目前生物材料促进角膜碱烧伤修复的国内外研究进行梳理,综述生物材料修复角膜碱烧伤的机制及其应用途径。方法:第一作者以“角膜,碱烧伤,羊膜,透明质酸,胶原,壳聚糖,高分子材料”“Amniotic membrane,Hyaluronic acid,Collagen,Chitosan,Polymer,Cornea,Alkali burn”为关键词在Pub Med、Web of Science、中国知网和万方文献数据库内检索,根据纳入标准和排除标准,最终纳入符合要求的76篇文献进行综述。结果与结论:(1)在角膜碱烧伤修复领域,羊膜、透明质酸、胶原、壳聚糖和可降解高分子材料等生物材料被广泛研究和应用,这些生物材料各有其特点和优缺点,在不同方面都有所突出。(2)首先,羊膜因含丰富的生物活性因子而被认为是最有前景的生物材料之一,其生物相容性良好,并且能够调节角膜炎症反应,但是存在供体短缺和易感染疾病的问题。(3)透明质酸具有良好的保湿性和生物相容性,并且能够提高角膜细胞的生存率和增加角膜透明度。(4)胶原具有良好的生物相容性和支架结构,能够促进角膜细胞的黏附和增殖,促进角膜组织结构的重建。(5)壳聚糖具有良好的生物相容性和可降解性,可作为载体用于药物递送和细胞移植。(6)可降解高分子材料具有较好的降解可控性,可为角膜碱烧伤的修复提供良好的支持和递送平台,但其稳定性和生物相容性仍需进一步研究。(7)综合来看,目前还没有一种生物材料能够完全解决角膜碱烧伤的修复问题,每种生物材料都有其特定的适用场景和局限性。(8)未来的研究方向应该是通过进一步改进生物材料的性能和结构,探索更有效的组合应用方式,以及深入了解生物材料与角膜组织的相互作用机制,以提高角膜碱烧伤的治疗效果和患者的生活质量。

关键词： 磷元素   溶磷微生物   生物肥料  

摘要： 磷元素是植物生长所必需的元素之一,但在自然界中,大部分磷元素以难溶性磷化合物的形式存在,无法被植物直接吸收利用,导致土壤中的磷元素无法满足农田作物的需求。溶磷微生物可以帮助溶解土壤中的难溶性磷化合物,促进植物对磷元素的吸收,同时具有绿色环保的特性,为生物肥料的研究提供了方向。本研究探讨了不同种类和分布的溶磷微生物,详细论述了它们的溶磷机理以及环境因素对其的影响。通过分析总结溶磷微生物的解磷机理和土壤环境对其影响,加深人们对溶磷微生物的认识,为研发更高效、环保的生物肥料提供参考。

关键词： HPS   核心素养   人教版新教材   初中生物学  

摘要： HPS(科学史、科学哲学与科学社会学)材料可用于体现生物学核心素养。人教版七年级生物学新教材共包含26则HPS材料,新增多则材料,凸显了科学精神与科学家精神。研究认为:新教材调整了材料呈现位置与内容,促进核心概念建构与核心素养培养,具有丰富的育人价值。教师要深入分析新教材,灵活使用这些HPS材料,以情境导入激发学习动机,以单元教学促进概念建构,以经典实验培养科学思维与探究能力,以多元化的活动落实课程思政。

关键词： 光伏模型   参数辨识   复数编码   改进型共生生物搜索算法  

摘要： 由于光伏模型具有多模态和非线性的特点,其参数辨识是一个具有挑战性的问题。鉴于传统算法在光伏模型参数辨识领域所面临的可靠性不足、精度低下、易于陷入局部最优解及早熟收敛的局限,提出了一种改进型复数编码共生生物搜索算法(improved complex valued encoding symbiotic organisms search,ICSOS)用于光伏模型参数辨识。为增强传统共生生物搜索算法的寻优能力,引入了复数编码机制,由原先的一维实数编码拓展至二维复数编码空间,以扩大群体的搜索范围,增强算法的寻优能力和速度。仿真验证表明所提出的改进算法在单二极管模型和光伏组件模型参数辨识过程中均具有良好的适用性,与其他优化算法相比,ICSOS算法能够获得更低的均方根误差(root mean square error,RMSE),且能够快速寻优,有效减少预测误差,提高参数识别的精度。

关键词： 厌氧氨氧化污泥   小球藻   微生物燃料电池   氨氮   总磷   可溶性化学需氧量   pH  

摘要： 【目的】利用厌氧氨氧化污泥和小球藻耦合构建双生物微生物燃料电池(DMFC),以期在产电的同时有效去除养殖废水中的高浓度氮磷和有机物,为养殖废水处理和生物能源制备提供新途径。【方法】将厌氧氨氧化污泥和模拟废水以体积比1∶4混合后投至阳极室,小球藻和BG-11培养基以体积比1∶4混合后加入阴极室,运行24 h后阳极开始出水,并将阳极出水加入阴极室中,保持恒温并设置光暗周期模式,监测电压及废水中氨氮、NO_(2)^(−)−N、NO_(3)^(−)−N、总磷质量浓度,可溶性化学需氧量(SCOD)和pH。【结果】厌氧氨氧化污泥和小球藻之间存在明显的电子交换,系统产电性能良好,DMFC稳定运行阶段正负峰值电压分别为45、−125 mV。氨氮质量浓度由1588.97 mg/L降至602.75 mg/L,去除率达62.07%;NO_(2)^(−)−N、总磷和SCOD去除率分别为88.62%、54.45%和63.72%。系统在pH为9.5的条件下能稳定运行。【结论】本研究成功构建了一个厌氧氨氧化污泥耦合小球藻的DMFC系统,该系统不仅能有效脱氮、除磷、降低有机物浓度,还能持续产电,是协同解决环境与能源问题的有效途径。

关键词： 六味地黄丸   卵巢早衰   肠道微生物组   氧化应激  

摘要： 背景:研究表明,卵巢早衰患者肠道菌群结构发生变化,肠道菌群失调可能是卵巢早衰发生的重要机制之一。目的:探讨六味地黄丸对环磷酰胺诱导卵巢早衰小鼠氧化应激和肠道微生物群的影响。方法:45只雌性ICR小鼠随机分为3组:空白组(正常小鼠)、模型组(卵巢早衰小鼠)、六味地黄丸组,后2组小鼠一次性腹腔注射环磷酰胺(120 mg/kg)制备卵巢早衰小鼠模型,造模成功后六味地黄丸组小鼠连续灌胃六味地黄丸(1.56 g/kg)28 d,其余2组灌胃等量生理盐水28 d,灌胃结束后取材。每周记录小鼠体质量,计算卵巢指数,苏木精-伊红染色观察小鼠卵泡的发育情况,ELISA法检测血清抗苗勒管激素、雌二醇、促卵泡激素、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶和丙二醛水平,并通过16S rDNA测序检测所有小鼠的肠道微生物组。结果与结论:(1)模型组小鼠的毛发疏松,活力及抓力下降,体质量几乎无增长,卵巢指数下降;六味地黄丸治疗后小鼠的体质量高于模型组,卵巢指数也随之升高(P<0.05)。(2)模型组小鼠动情周期紊乱;六味地黄丸能恢复卵巢早衰小鼠的发情周期,减少闭锁卵泡数量。(3)模型组小鼠血清中促卵泡激素、丙二醛水平显著升高(P<0.01),血清雌二醇、抗苗勒管激素、超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶水平显著下降(P<0.01);六味地黄丸组小鼠血清促卵泡激素、丙二醛水平显著降低(P<0.01),雌二醇、抗苗勒管激素、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶水平升高。(4)根据16S rDNA测序结果,六味地黄丸可调控肠道微生物群的丰度和多样性,可增加有益菌的相对丰度,KEGG通路分析显示,肠道微生物群与代谢途径、次生代谢产物的生物合成、不同环境中的微生物代谢、氨基酸的生物合成等通路受六味地黄丸的调控。(5)结论:肠道微生物组的改变可能是六味地黄丸治疗卵巢早衰的潜在机制之一。六味地黄丸能调节肠道微生物组结构,增加有益菌数量,减少有害菌数量,从而改善肠道微生态平衡。这种调节作用有助于降低氧化应激水平,进一步抑制卵巢早衰小鼠卵巢氧化应激。

关键词： has-miR-3202   骨关节炎   生物信息学   软骨细胞   炎症   细胞增殖   细胞凋亡   老年人  

摘要： 背景:软骨细胞增殖与凋亡的失衡在骨关节炎发生发展中起着重要作用,已有研究发现hsa-miR-3202参与调节多种细胞的增殖和凋亡过程,然而尚未有研究探讨hsa-miR-3202与骨关节炎的相关性。目的:探讨hsa-miR-3202在骨关节炎软骨细胞中的表达及其对软骨细胞增殖与凋亡能力的影响。方法:①通过生物信息分析筛选骨关节炎软骨细胞中差异表达的microRNA,基于国内外研究现状,选择hsa-miR-3202进行后续研究,采用GO功能富集和KEGG通路富集对其进行靶基因预测。②选择对数生长期的人正常软骨细胞系C28/I2,随机分4组培养:正常组加入普通培养基培养24 h,更换普通培养基培养6 h,更换普通培养基继续培养;脂多糖组加入含脂多糖的培养基培养24 h,更换普通培养基培养6 h,更换普通培养基继续培养;脂多糖+NC组加入含脂多糖的培养基培养24 h,加入has-miR-3202 mimics对照转染6 h,更换普通培养基继续培养;脂多糖+hsa-miR-3202 mimics组加入含脂多糖的培养基培养24 h,加入has-miR-3202 mimics转染6 h,更换普通培养基继续培养。继续培养48 h后,采用RT-qPCR检测细胞hsa-miR-3202表达,流式细胞术检测细胞凋亡;继续培养0-72 h,采用CCK-8检测细胞增殖活力。结果与结论:①生物信息分析结果显示,hsa-miR-3202表达在骨关节炎软骨细胞中显著下调;GO功能富集与KEGG通路富集结果显示,hsa-miR-3202靶基因功能与细胞生长、凋亡密切相关。②体外细胞实验结果显示,与正常组比较,脂多糖组软骨细胞hsa-miR-3202表达与细胞增殖能力下降(P<0.05),细胞凋亡率增加(P<0.05);与脂多糖组比较,脂多糖+hsa-miR-3202 mimics组软骨细胞hsa-miR-3202表达与细胞增殖能力升高(P<0.05),细胞凋亡率减少(P<0.05)。③结果表明,hsa-miR-3202在骨关节炎软骨细胞中表达下调,其表达下调可抑制细胞增殖并促进细胞凋亡,进而影响骨关节炎疾病的发生和发展。