不同高压电场对大肠杆菌诱变效应的比较

为探讨不同高压电场处理对大肠杆菌的诱变效应及诱变效应的比较,本试验以野生型大肠杆菌K12W3110为研究对象,采用3种不同的电场处理:高压静电场(HVEF)、高压变频电场(HVFEF)和高压芒刺电场(HVPEF),考察菌体的存活率、突变率,绘制各高压电场处理在显著剂量处理条件下的突变谱,并进行比较分析。结果表明,3种电场在不同场强处理下,突变率和存活率都呈振荡趋势,低场强时先是抑制作用,随着场强增加逐渐变成刺激效应,其中表现最明显的是高压芒刺电场处理。高压芒刺电场在1 k V·cm~(-1)场强下处理大肠杆菌时,突变率最高为对照组的12倍;而高压变频电场在4 k Hz·4k V·cm~(-1)场强下处理时,突变率最高为对照组的7.36倍;高压静电场在场强为4 k V·cm~(-1)处理时,突变率最高为对照组的5.47倍。因此,相对于对照组,3种高压电场的突变效应均有提高,其中突变效应最明显的是高压芒刺电场,其次是高压变频电场,最后是高压静电场。本研究初步探索了不同电场处理对大肠杆菌诱变效应的影响,为大肠杆菌的电场诱变处理选择提供了理论参考依据。     

高压电晕电场对黄霉素产生菌诱变效应

利用高压电晕电场诱变技术对黄霉素产生菌08-28进行微生物代谢产量和活性的研究。结果表明:链霉素对黄霉素产生菌的最低抑制浓度为0.75U/ml;随着电场处理剂量的增大菌种致死率也随之增大,诱变电压为21kV,针尖距离为8mm,诱变时间为4min时是最佳诱变条件,此时致死率在68%,菌落形态呈放射状褶皱。通过筛选,获得8株突变高产菌株,其中产黄霉素能力最高的是原始菌株的1.92倍。     

极低频高压脉冲电场生物学效应仪的设计与应用

为开展极低频高压脉冲电场生物学效应的研究,设计了基于植物本征电位波动的极低频高压脉冲电场生物学效应仪,该系统可以产生幅值高压在6～20kV、输出频率在0.1～15Hz范围内数字式可调的极低频、宽脉宽、上升前沿陡的高压脉冲。用100kV/m、1Hz、80ms脉宽的极低频高压脉冲电场处理萌发中的绿豆和玉米种子,发现极低频高压脉冲电场对绿豆和玉米种子的发芽和生长具有较强的促进作用,说明基于植物电位波动的极低频高压脉冲电场具有明显的生物学效应,研究结果可为极低频高压脉冲电场生物学效应的深入研究提供参考。     

电场对油葵种子萌发影响的有效时间

电场环境对种子的影响属于当代效应,电场处理种子的生物效应是否存在有效时间,是值得关注的问题.在1.0 ～5.5kV· cm-1场强范围,油葵种子用不同电场条件处理,筛选产生显著性影响的处理条件.再用显著性影响条件处理油葵种子,试验研究电场对种子萌发影响的有效时间.结果表明,电场处理油葵种子显著提高种子的发芽势、发芽率及种子的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性.电场对油葵种子萌发期的影响存在有效时间,有效时间为3周.在电场处理种子技术的应用中,电生物效应的有效时间是应该注意的问题.     

高压脉冲电场杀菌技术在肉品加工中的应用进展

近年来,高压脉冲电场作为一种新型冷杀菌技术,在牛奶、果汁等流质食品杀菌中已得到广泛应用。目前,高压脉冲电场对肉品的杀菌效果研究较少且存在争议。本文综述了高压脉冲电场技术的杀菌机理和应用现状;对其应用在肉品中的杀菌条件以及对肉品中主要腐败微生物的杀灭效果进行了总结和分析;概述了高压脉冲杀菌技术对肉品理化品质影响的研究进展,以期今后为高压脉冲电场杀菌技术在肉品中应用研究提供参考。     

低能离子的生物效应及在植物生物技术上的应用

中国研究者首先发现了低能离子注入的生物效应，它对植物体的诱变作用已经被大量的实验所证明，对于诱变的机理也开展了活跃的研究，同时离子注入育种也取得了很大的进展。结合本实验室的工作，就低能离子对植物体的诱变效应及其应用、诱变机理和DNA修饰等方面的进展进行综述和讨论。     

诱变技术在亚麻育种中的应用

亚麻是重要的油料作物和纤维作物,本文简要介绍了物理诱变、化学诱变和组织培养等诱变技术的特点与机理,重点综述了γ射线诱变、航天诱变、EMS诱变和体细胞无性系变异等诱变技术在亚麻育种中的应用;同时介绍了形态学方法、仪器分析方法、离体组织培养法和TILLING技术等在亚麻突变体的鉴定与筛选中的应用,并从开展复合诱变育种和优化诱变后代筛选技术等方面对亚麻诱变技术的发展前景进行了展望,旨在为亚麻诱变育种研究提供参考。     

极低频高压脉冲电场提高陈年棉种活力的参数优化

为研究极低频脉冲电场对陈年棉种活力的影响,该文利用高压脉冲电源和弧形电极-平板组成的电场系统在极间距离为50 mm条件下,以16 k V、10 Hz为中心点,利用Design-expert软件设计正交试验,高压脉冲电场处理棉种时间为40 s。并利用响应面分析法,对发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数等4个指标进行参数优化,得出最优处理电压为16.25 k V,最优频率为10.90 Hz。在此基础上,对优化条件进行了试验验证。结果表明:陈年棉种在脉冲电压16.25 k V、脉冲频率10.90 Hz处理条件下,与对照相比,发芽势提高了44.2%,发芽率提高了56.8%,发芽指数提高了64.3%,活力指数提高了81.8%,各指标都达到极显著差异(P0.01)。陈年棉种的电场生物学效应对电场电压和频率都具有选择性,在电压为16.25 k V、频率为10.90 Hz的脉冲电场作用下,陈年棉种的电场生物学效应最明显,研究结果为后续作物种子高压电场处理的参数优化提供参考。     

化学诱变及其在农作物育种上应用

综述了化学诱变育种的发展历程 ,分析了常用化学诱变剂EMS、NaN3和PYM的诱变机制、诱变效应及化学诱变育种的特点 ;介绍了EMS 石蜡油处理玉米成熟花粉和苯甲酰胺与EMS、PYM复合处理 2种新的诱变技术。     

高压脉冲电场对鱼骨液物理状态变化的影响

为了研究高压脉冲电场(high intensity pulsed electric fields,PEF)作用对物质物理状态变化的影响,该试验以鱼骨液为研究对象,采用质构仪分析测试的方法,研究PEF作用下鱼骨液的流变学性质。通过主成分分析法确定PEF下鱼骨液物理状态变化的综合指标公式,通过单因素试验和Box-Behnken中心设计法得出PEF作用鱼骨液最佳参数:液料比9.81 m L/g、场强23.10 k V/cm、脉冲数10,综合指标达到2.3312,此时鱼骨液的物理指标分别为第一压缩功1.2 N,第二压缩功1.3 N,内聚性1.21,弹性9.25 mm,胶着性0.11 N,说明经过PEF处理,鱼骨液在第一循环和第二循环内获得指定形变所需要得能量增加,样品弹性增加,组成样品结构的内部键力降低,综合各物理状态指标的变化,说明PEF处理后的鱼骨液物理状态得到了明显改善(P=0.001210.01),因此高压脉冲电场技术可以应用于鱼骨液的加工处理。     

基于LabVIEW的生物发酵过程远程在线监控系统设计

微生物发酵工程是现代生物技术及其产业化的基础,随着微生物技术的迅速发展,发酵工业的生产规模不断扩大,迫切要求对发酵过程进行先进的控制和优化.目前,LabVIEW在发酵过程在线监测与自动化控制领域已经有了一些成功的应用,并越来越受到欢迎,但是大多数研究以上下位机的控制方式为主,对发酵过程进行异地网络化监控少有报道,该文详细介绍整个系统在线监控与远程监测过程的实现.利用LabVIEW虚拟仪器开发平台,结合可编程逻辑控制器(PLC)网络和各类传感器,基于Modbus总线通信协议,实现了生物发酵过程各参数的实时采集和控制,并利用DataSocket技术实现了远程监控.详细介绍了监控系统的结构和硬件构成,以及各功能模块实现的关键技术.实验表明:该系统运行可靠稳定、能较好地实现发酵过程远程数据传输和实时监控.     

8000居里60Co辐射装置的设计与建造

本文详述了⁶⁰Co 强辐射源建造中辐射室的构成、运行的机械装置、电气安全信号的联锁装置以及辐射防护效果。经测定辐射场剂量分布均匀,可利用辐射角达90%,满足了辐射育种及各种生物样品辐照要求。     

马莲河流域水土保持世行贷款项目监测方法及效果

甘肃省马莲河流域水土保持世行贷款项目实施8年,监测作为项目管理的重要手段,开展了治理进度与质量、经济效益、社会效益、生态效益和保水保土效益5大监测,取得了大量监测资料和技术成果,为提高项目管理水平,促进项目治理,发挥了重要作用,并为今后的水土保持项目带了一个好头。同时由于马莲河项目之前没有成熟、系统、各方面都适用的技术规范,项目监测是在探索中前进,从而导致项目监测尚存在技术手段落后、资料精度不高等问题,有待于进一步完善与提高。     

陆地生态系统碳-氮-水循环的关键耦合过程及其生物调控机制探讨

陆地生态系统碳循环、氮循环和水循环是全球变化科学研究的三大主题,而陆地生态系统碳氮水耦合循环过程及其生物调控机制则是全球变化生态学研究的前沿性科学问题。目前,对陆地生态系统碳氮水耦合循环过程及其调控机制认识的不足是制约评估陆地增汇/减排效果,预测分析全球变化对生态系统生产力和固碳功能影响的瓶颈性问题。本文在综合分析陆地生态系统碳氮水循环的耦合过程基础上,论述了制约生态系统碳氮水循环空间格局耦联关系的生物地理学机制,制约典型生态系统碳氮水循环耦合关系的生物生理生态学机制,以及典型生态系统碳氮水耦合循环的关键生物物理和生物化学过程。重点评述了生态系统碳氮水耦合循环的主要过程及其生物调控机制研究进展,包括:(1)植物叶片冠层生物学过程和根系冠层生物学过程及其对生态系统碳氮水耦合循环控制机制,以及二者之间的关联与互作关系;(2)土壤微生物功能群网络及其对碳氮循环过程的影响;(3)生态系统碳氮水交换通量的时空变化规律,以及生态系统的生态化学计量学理论与实践。本文最后还简要介绍了国家基金委重大研究项目"森林生态系统碳氮水耦合循环的生物控制机制"的研究思路及其主要研究内容。期望能够通过这些探讨对推动我国该研究领域的基础理论建设和新技术发展有所贡献。     

半透膜微萃取方法的建立及其在测定土壤间隙水中憎水性有机污染物的应用

提出了一种新型的基于半透膜被动采样技术的微萃取方法（semi-permeable membrane based micro-extraction, SPM-ME）,并以菲为模型污染物,测试了SPM-ME用于测定土壤间隙水中自由溶解态憎水性有机污染物的可行性。结果表明,菲在该SPE-ME装置与水相间的平衡可在6 h内达到,并且随着装置中三油酸甘油酯含量的增加,单元SPE-ME对于菲的富集系数也相应增加。该装置对土壤间隙水中菲的富集在10 d内能达到平衡,整个过程主要受菲从土壤向间隙水的传质控制。该装置测得间隙水中菲的浓度与实际测得间隙水浓度十分吻合,而由传统的相平衡分配法计算所得间隙水浓度则高出实测值4-5倍。同时,该装置对体系中污染物的耗竭小于体系中污染物总量的1%。因此,SPE-ME是一种准确、有效、非耗竭式的微萃取技术。     

负水头灌溉原理与装置

该文提出了一种新型的负水头灌溉技术,由负水头控制装置、集气装置和供水器3部分组成,系统介绍了目前负水头灌溉技术研究进展,阐述了负水头灌溉技术原理。结合原理结构图和实物图阐述了负水头关键技术的研究情况、工作原理及其作用。该系统利用简易水头控制装置和集气装置通过盘式供水器将灌溉水输送到作物根层。该研究以期建立负水头灌溉技术基本构架,为负水头灌溉系统的深入研究和推广奠定基础。     

干燥后玉米种子生物超弱发光与活力相关性的研究

通过实验研究了玉米在薄层干燥试验后的生物超弱发光强度和发芽率之间的相关性，随玉米种子干燥温度和干燥时间的增加超弱发光和发芽率都呈衰减趋势，基本符合一阶动力方程。该文认为生物超弱发光检测技术可以作为种子活性的快速无损间接检测方法，应用于种子加工、储藏、培育等过程中种子劣变规律的研究。     

工业化自动多层翻板式豆粕固态发酵床的设计与试验

传统固态发酵条件难以控制、工业放大困难、能耗高、占地面积大,不能实现工业化流水线自动生产,更不能适应目前发酵行业规模化发展的需要。为了解决这些问题,运用现代工业设计理念,结合机械化及自动化控制技术,设计了可进行灭菌、接种、拌料、发酵的固态发酵装置。以此装置为基础,形成了集原料预处理、配料、发酵、干燥为一体的固态发酵生产系统,现已成功投产。以豆粕为原料,采用设计的生产线进行豆粕酶解发酵试验。在固态发酵期间,发酵相对湿度控制在38%~42%,而发酵24 h后,温度能稳定在37?C左右,适合微生物生长。发酵72 h结束后,饲料中酸溶性蛋白质量分数相对提高了21.2%,KOH溶解度从57.19%提高到了77.45%。结果表明:豆粕酶解发酵饲料的各项参数满足企业标准,产品质量优良。发酵过程中装置运行稳定,生产规模大,单批次最大生产量为10 t,满足工业化生产需要。该装置机械自动化水平高,可以连续批量生产,适用于生物饲料、生物肥料、生物色素、生物农药、生物燃料、生物酶制剂等多个领域。     

手持式风送授粉机工作参数优化与试验

针对果树授粉作业普遍存在授粉量大、授粉作业不均匀等现象,采用Box-Benhnken的中心组合试验设计理论对风送式授粉作业工作参数作优化研究。以手持式风送授粉机为研究对象,以喷管直径、收缩管直径、电机电压等工作参数为影响因素,以花粉授粉量、喷管出口固相质量浓度、花粉覆盖率为目标函数,建立两者之间的多元数学回归模型,探索各因素之间的影响规律及最佳水平组合。利用Design-Expert 8.0.6软件的回归分析法和响应面分析法对模型进行优化分析,得到风送式授粉机最优工作参数。性能试验结果表明:喷粉量、固相质量浓度影响因素显著顺序依次为喷管直径、电机电压、收缩管直径;覆盖率影响因素显著顺序依次为电机电压、收缩管直径、喷管直径;最优参数组合为喷管直径为5 mm、收缩管直径为7.5 mm、电机电压为8.0 V,对应的花粉喷粉量、固相质量浓度、覆盖率分别为1.70 g/min、17.28 g/m3、77.71%,且各性能指标与理论优化值相对误差均小于6%。田间试验结果表明:猕猴桃花朵柱头的覆盖率为67.11%,与性能试验结果相比相对误差小于16%。研究结果可为进一步完善风送授粉机的结构设计和作业参数优化提供参考。     

气体射流冲击干燥无核紫葡萄及品质分析

采用气体射流冲击干燥技术设计的葡萄干燥试验装置,可实现温度自动控制,风速、热介质湿度的控制和数据采集与存储。利用该装置对无核紫葡萄干燥工艺和干燥品质进行研究,试验发现,气体射流冲击干燥无核紫葡萄存在预热阶段、恒速干燥阶段和降速干燥阶段,随着风温和风速的提高,恒速段干燥速率明显增加,干燥时间缩短,而降速段干燥速率提高不明显。试验风温和风速范围内所得葡萄干理化成分差异不显著;试验还针对Vc降解进行了动力学分析。在试验装置的基础上,开发设计了中试设备并投产运行,其最佳工艺参数为风温65℃,风速20 m/s,耗时为29 h。制得葡萄干含水率（干基）17.1%,可溶性固形物77.8%,可滴定酸2.3%,Vc 6.74×10^-2 mg/g。