铜绿假单胞菌的温度、pH值和乳酸钠主参数模型构建

采用全自动微生物生长曲线分析仪Bioscreen测定分离自腐败冷却猪肉的铜绿假单胞菌在不同温度(25~40℃)、pH值(5.0~7.5)、乳酸钠质量浓度(0~0.035 g/mL)影响下的生长曲线。基于最小二乘法运用Matlab软件中的fminsearch函数拟合铜绿假单胞菌迟滞期关于温度、pH值和乳酸钠质量浓度的主参数模型,经参数估计求得铜绿假单胞菌的最低生长温度、最适生长温度、最高生长温度、最低生长pH值、最适生长pH值、最高生长pH值、乳酸钠的最小抑菌浓度,进而通过10组随机数据进行验证。结果表明,构建的主参数模型能较好预测铜绿假单胞菌的相关生长参数,决定系数R2为0.929 1,偏差因子B f为1.097 5,准确因子A f为1.393 6,平方根误差为1.598 9。验证组的决定系数R2为0.854 6,偏差因子B f为1.122 5,准确因子A f为1.211 7,都在可接受的范围内。     

鱼源莓实假单胞菌生长动力学与碳源利用分析

以鱼源莓实假单胞菌为研究对象,利用BIOLOG获得15、25、33℃下其GEN III板中碳源生长数据,采用修正的Gompertz模型,结合孔平均颜色变化率及利用面积,分析其碳源利用效果,并对3个温度下pH值、NaCl和乳酸钠(NaL)的抑菌效应和生长动力学进行研究。结果表明,25℃时莓实假单胞菌总体碳源利用能力和活性最强,15℃时次之,33℃时最弱。在15~33℃内,碳源利用以糖类、羧酸类和氨基酸类为主。糖类中利用较好的有α-D-葡萄糖、L-岩藻糖等;氨基酸类中利用较好的有L-焦谷氨酸、L-丙氨酸、L-谷氨酸;羧酸类中利用较好的有奎宁酸、D-葡糖酸、糖质酸等。15~25℃下4%~8%NaCl及33℃下1%~8%NaCl对莓实假单胞菌皆有抑制作用。33℃时pH值对莓实假单胞菌生长起抑制作用,1%的NaL对其具有促进作用。通过对莓实假单胞菌抑菌效应和碳源利用分析,可为优化产品配方和保障产品质量提供理论依据。     

链霉菌F0107液体发酵产木聚糖酶条件的优

运用透明圈法从土样中筛选出产木聚糖酶放线菌80余株。对其中一株产酶情况较稳定的链霉菌菌株F0107进行了液体发酵的碳源、氮源、初始pH值、摇床转速及培养温度等条件的优化。实验表明,此菌株最适碳源为玉米芯水不溶性木聚糖,最适氮源为酵母浸膏与蛋白胨的复合氮源,最适初始pH值为5.0,最适产酶温度和最适摇床转速分别为32℃和140r/min。质量分数为0.4%的吐温80使菌株木聚糖酶产量提高41%,发酵条件优化后,链霉菌F0107所产的木聚糖酶活力达332.17U/mL,产量是优化条件前的2.5倍。在此条件下链霉菌F0107主要产生相对分子质量约为38.9ku和24.4ku的木聚糖酶。     

链霉菌F0107液体发酵产木聚糖酶条件的优化

运用透明圈法从土样中筛选出产木聚糖酶放线菌80余株.对其中一株产酶情况较稳定的链霉菌菌株F0107进行了液体发酵的碳源、氮源、初始pH值、摇床转速及培养温度等条件的优化.实验表明,此菌株最适碳源为玉米芯水不溶性木聚糖,最适氮源为酵母浸膏与蛋白胨的复合氮源,最适初始pH值为5.0,最适产酶温度和最适摇床转速分别为32℃和140 r/min.质量分数为0.4%的吐温80使菌株木聚糖酶产量提高41%,发酵条件优化后,链霉菌F0107所产的木聚糖酶活力达332.17 U/mL,产量是优化条件前的2.5倍.在此条件下链霉菌F0107主要产生相对分子质量约为38.9 ku和24.4 ku的木聚糖酶.     

基于不同初始接菌量的铜绿假单胞菌生长模型

基于单细胞生长流动成像系统,探究铜绿假单胞菌单细胞生长规律,并运用随机建模方法建立单细胞与群体细胞生长之间的关系,获得不同初始接菌量下铜绿假单胞菌生长迟滞时间以及最大生长速率的分布,通过代入Baranyi模型修改式,结合单细胞水平建模(Individual-based modeling,Ib M)的方法,对不同初始接菌量下铜绿假单胞菌的随机生长过程进行模拟。结果表明,随着初始接菌量的增大,铜绿假单胞菌生长迟滞期减小,25℃下平均迟滞时间由2.91 h减小至2.55 h,变异系数由29.90%减小至2.96%,35℃下平均迟滞时间由1.49 h减小至0.99 h,变异系数由22.53%减小至4.64%。最大生长速率随不同初始接菌量变化不明显,其主要受温度的影响,由25℃下约0.70 ln CFU/h增加至35℃下约1.00 ln CFU/h,变异系数变化无明显规律。通过Ib M模拟群体细胞生长发现,虽然单细胞的生长具有随机性,但随着初始接菌量的增大,微生物群体细胞生长的变异性逐渐降低,最终呈现出决定性生长的状态。相较于传统采用确定性模型进行的微生物生长建模,单细胞水平的生长动力学研究可为食品安全风险评估以及风险决策者提供更加准确与直观的风险指导。     

高温厌氧环境中一株嗜热产甲烷古菌的分离鉴定

本研究采用Hungate厌氧操作技术、液体培养基和固体培养基交替传代的培养方法,从油层采出液中分离到一株产甲烷古菌DH-5.实验结果表明菌株DH-5为严格厌氧菌,菌体大小为(0.06～0.07)μm×(3.8～8.7)μm,可利用H2/CO2,但不利用其它供试底物;最适生长温度63℃;最适盐浓度0.80 g· L-1;最适pH为7.2;酵母粉为其生长必须因子;最适生长条件下其倍增时间为2.77 h.菌株DH-5与标准株Methanothermobaaer thermautotrophicus DSM 1053T (AY 196660)的16S rRNA基因序列相似性为99.8％.     

铜绿假单胞菌单细胞与群体细胞生长规律模拟与验证

采用单细胞生长流动成像系统,观测并探究铜绿假单胞菌单细胞生长规律,运用随机建模的方法构建单细胞与群体细胞之间的关系,模拟铜绿假单胞菌群体细胞的生长并进行验证。同时,通过多次模拟实验来探究不同初始接菌量对铜绿假单胞菌细胞生长迟滞期的影响。结果表明,在25℃和35℃条件下,模拟曲线基本能够呈现实际测得群体细胞生长的趋势,模拟方法可以用来实现对群体细胞生长的预测。同时,对初始接菌量为0、1、2、4、8、16和100个/mL的铜绿假单胞菌生长进行多次模拟表明,在25℃和35℃下,其生长迟滞时间随初始接菌量的增大分别由12.52 h降低为6.33 h,由8.61 h降低为4.01 h。通过单细胞水平模拟群体细胞生长过程,能够更加明显地体现出细菌细胞生长过程中的不确定性与变异性,为深入研究细菌细胞生长迟滞现象以及准确预测微生物的生长提供借鉴。     

厌氧分解纤维素细菌P4-3的产酶特性及其纤维小体组分的定位

中温厌氧纤维素分解菌P4-3可产生活性较高、热稳定性较强的纤维素酶.通过检测CMC酶活性,研究了培养时间、温度、培养基初始pH值、碳源和氮源对其产酶的影响.通过破壁处理,检测不同部位粗酶液中的CMC酶、滤纸酶及β-葡萄糖苷酶活性,分析了其纤维小体中三种酶组分的分布和比例.结果显示,利用滤纸和纤维二糖作为底物达到最大酶活的时间分别为144 h和72 h;产酶最佳温度为40℃,pH值为7.5,纤维二糖为最佳碳源,酵母粉为最佳氮源.培养144 h,CMC酶、滤纸酶及β-葡萄糖苷酶在上清液、未破壁菌体悬浮液与破壁菌体悬浮液中的活性比分别为9:1:1,14:4:3和6:3:4.     

嗜热产甲烷杆菌的分离和特征

采用严格的Hungate厌氧技术,从成都市簇桥公社常温沼气池污泥样品中分离到CB—12菌株。CB—12菌株为革兰氏反应阳性,不运动、不形成芽孢的长杆菌,菌落呈灰白色圆形,菌体在40—60℃培养时为0.4-0.6×2.5-6.0μ长杆状,培养于65—70℃时呈10—130μ不规则曲线形丝状,该菌株不仅能利用H_2/CO_2作为碳源和能源,而且能利用甲酸作为碳源和能源,不能利用乙酸、甲醇和甲胺类。CB—12菌株以H_2/CO_2为基质时,生长不受有机添加物的刺激。以甲酸作基质时,酵母膏、胰酶解酪蛋白等有机添加物可刺激该菌的生长。CB—12菌株的最适生长温度为60—65℃,低于40℃或高于75℃不生长。最适生长pH为7.0—7.5,pH低于6.0或高于10.0不生长。嗜热产甲杆烷菌CB—12菌株对甲酸基质的利用与嗜热自养产甲烷杆菌(M.thermouutotrophicum)△H标准菌株完全不同。     

一株新的球状产甲烷菌的分离和特性

采用改良的Hungate严格厌氧技术,从稳定的丙酸盐产甲烷富集培养中,分离获得一株产甲烷细菌SN菌株。该菌菌落呈椭圆形,直径1.0-1.5mm,黄色,半透明、边缘光滑、中央突起且有颗粒堆积,在紫外光的激发下,菌落产生明亮持久的蓝绿色荧光。菌体为不规则球状,老龄菌体形态趋向规则,单个细胞直径为0.5-1.8μm,不形成芽孢。革兰氏染色阴性,具有周生鞭毛。SN菌株只能利用H_2/CO_2和甲酸作为生长和产甲烷的基质,其生长需要酵母膏或胰酶解酪蛋白和少量乙酸;生长的pH范围为6.0-8.2,最适pH为7.6;温度范围为20-40℃,最适温度为35℃;其最适生长不需外加NaCl,2％NaCl能完全抑制其生长。在最适条件下,SN菌株利用H_2/CO_2和甲酸的比生长速率分别为0.165小时~(-1)和0.089小时~(-1)。这些形态和生理特性表明,SN菌株可能是一株新的产甲烷菌。其确切的分类地位尚有待于进一步研究。     

污水生物脱氮除磷机理与新工艺

随着生物脱氮除磷技术的发展,一些新的工艺也逐步应用于污水处理中.首先系统地阐述了生物脱氮除磷的机理,然后着重介绍了几种污水处理的新方法:SHARON-ANAMMOX联合工艺、UCT工艺和BCFS工艺以及这几种新工艺的主要特点.最后对当前我国污水处理的发展方向提出了一些建议.     

基于Android手机平台的玉米叶片含氮量无损检测

为了提供一种玉米叶片含氮量无损快速检测方法,分析了玉米叶片的颜色特征参数与含氮量的关系,并基于Android手机平台开发了玉米叶片含氮量检测软件。首先获取包含被测玉米叶片与标定色块组的图像,利用标定色块对图像色彩进行校正,以减小外界光照等因素对图像色彩造成的失真。进而进行图像分割、图像平滑和颜色特征信息提取等处理,分析了各颜色特征参数与玉米叶片含氮量的关系,发现绿光标准化值与含氮量之间线性关系最好。应用Java语言和OpenCV计算机视觉库在Android手机平台上实现了玉米叶片的图像获取、图像处理和查看结果等功能。实验结果表明,该方法对玉米叶片含氮量的绝对测量误差为-0.40%~0.35%,均方根误差为0.20%,从采集图像到给出结果所用时间小于10 s。     

Disentangling the effect of environmental factors on yield and nitrogen uptake of irrigated rice in Asia

Rice yield is the result of the interaction between genotype (cultivar characteristics), environment (climate and soil conditions), and management. Few studies have attempted to isolate the contribution of each of these factors. Here the rice growth model ORYZA2000 was used to analyse the variation in yield, nitrogen (N) uptake, and internal N use efficiency (INUE, grain yield per unit total crop N uptake) of rice in different environments. First, ORYZA2000 was calibrated and evaluated using an empirical data set that spanned three varieties, three years, and eight locations in Asia. Next, we used the model to investigate the relative contribution of indigenous soil N and external N supply and of the weather factors temperature and radiation to observed variation in yield.     

不同水肥作用下西藏青稞生长动力学机制与模拟研究

【目的】构建西藏高原地区多因子作用下的青稞动态生长模型。【方法】于2016─2017年在西藏农牧学院农田水利试验场,监测了不同水分和氮素状态下的青稞动态生长过程,基于方差分析法研究了水分和氮素对青稞动态过程的交互作用,在此基础上构建了包括4个自由度、描述土壤水分和氮素对春青稞干物质形成以及累积过程函数关系,构建了多因子作用条件下的青稞动态关系模型,分别采用2016年和2017年的试验资料对模型进行了参数率定和验证。【结果】西藏高原地区青稞动态生长过程受到了多种因素的影响,青稞的干物质增量和累积量与土壤水分和氮素投入量表现出非线性响应关系;采用偏相关系数能够有效地反映青稞的产量与干物质指标关系。模拟不同水分和氮素条件下的青稞生长过程与实测结果相比,全生育内Nash-Sutcliffe系数平均值为0.873;5%的显著水平下,不存在系统性偏差。【结论】构建的青稞动态生长关系模型能够描述西藏地区气候和土壤条件对青稞生长动态过程影响机理,具有较高的模拟精度。     

基于连续统去除法的冬小麦叶片全氮含量估算

以陕西省关中地区冬小麦小区试验为基础,获取不同生育期冬小麦的冠层高光谱数据,提取其连续统去除光谱和7类吸收特征参数,对比原始冠层光谱和连续统去除光谱对叶片氮含量的响应,分析连续统去除光谱吸收特征参数对叶片氮含量的估算能力。结果表明:连续统去除光谱在721~727 nm波段与叶片氮含量呈极显著负相关,相关系数为-0.851;吸收特征参数增强了对叶片氮含量的估算能力,400~550 nm波段吸收特征参数与叶片氮含量的相关性弱于550~770 nm波段;叶片氮含量与550~770 nm和400~770 nm的吸收峰总面积、吸收峰左面积以及吸收峰右面积呈显著正相关,与面积归一化最大吸收深度呈显著负相关,且相关系数绝对值均在0.8以上;550~770 nm波段的吸收峰总面积建立的叶片氮含量指数估算模型精度最高,R2达到0.82,模型检验结果稳定,可用来定量估算冬小麦叶片氮素含量水平。     

水氮盐调控对膜下滴灌棉花产量的影响及耦合模型

为探讨水、盐、氮三因素对棉花生长的耦合效应及最优水肥制度,分别设置了4种灌溉定额(1 575,2 100,2 625,3 150 m³/hm²)、4种施氮量(0,150,300,450 kg/hm²)和4种土壤盐分(非盐化土、轻度、中度和重度盐化土),通过盆栽试验,研究了水、氮、盐对膜下滴灌棉花产量的影响.结果表明:灌溉定额、施氮量和土壤盐分与棉花产量之间符合回归模型,模型对水氮盐的耦合效果较好;单因素对棉花产量影响按因素排序由大到小为灌水量,土壤含盐量,施氮量;耦合作用的影响按因素排序由大到小为盐氮,水氮,水盐;水氮施加量对棉花产量的影响均存在阈值,低于此阈值,棉花增产效果较为明显;中、重度土壤盐分含量明显抑制棉花生长;通过回归模型进行耦合分析,最适合研究区的水肥盐耦合方式为轻盐土壤、灌溉定额2 677 m³/hm²和施氮量202 kg/hm².本研究将为盐碱区棉田水肥高效利用提供科学依据.     

再生水水质对滴灌玉米生长和氮肥吸收的影响

为研究不同再生水灌溉水质对玉米生长和氮肥吸收的影响,在2015年进行了玉米滴灌盆栽试验。采用15 N示踪法对比研究了地下水(G)、二级再生水和地下水体积比为4∶2(S67%)和5∶1(S83%)的混合水、二级再生水(S100%)4种灌溉水质对氮肥吸收、残留和损失的影响。结果表明:(1)随灌溉水中再生水所占比例的提高,玉米叶面积指数(LAI)和叶片相对叶绿素含量(SPAD值)均有增大趋势。(2)和地下水灌溉相比,混合水和再生水灌溉均提高了玉米对氮肥的吸收利用。G、S67%、S83%和S100%处理氮肥吸收量分别为1.07、1.17、1.21和1.09g/plant,氮肥利用率分别为61%、67%、69%和62%。另外,随灌溉水中再生水所占比例的提高,氮肥残留量和氮肥损失量均表现为先降低后增加,S100%处理氮肥残留量和氮肥残留率最大,S83%处理氮肥损失量和氮肥损失率最小。(3)综合考虑不同灌溉水质对玉米生长、叶片SPAD值和氮肥吸收利用等指标的影响,再生水滴灌玉米适宜的灌溉水质为S83%处理(再生水和地下水体积比5∶1混合)。     

城市生活垃圾填埋场渗滤液生物脱氮新技术研究进展

本文对短程硝化反硝化、同时硝化反硝化及厌氧氨氧化等生物脱氮新技术的研究现状进行了简要的综述和讨论.     

水氮耦合对冬小麦生长的影响

小麦生育期内的水氮供应情况直接影响小麦的生长,为了研究小麦种植的合理水氮配比,本试验通过对大田和盆栽控制灌水量和施氮量两个因素对冬小麦的株高、叶绿素含量以及地上部的干物质累积量进行研究,得出各个不同水氮配比处理之间植株生长的差异。结果表明,株高随着灌水量的增加而增加,土壤总氮量在超过0.87g/kg时株高会随着施氮量的增加而下降。而对于叶绿素含量而言,各处理之间的差异不显著,对于同一处理的不同生育期,叶绿素呈现先增大后减小的趋势。干物质的累积量在生育期内的增长速度呈现＂慢-快-慢＂的趋势,且高水、高氮处理的干物质累积量大于低水、低氮处理。基于综合因素以及经济性考虑,大田中选择120kg/hm2的施氮量,在盆栽中选用0.2g/kg的施氮量较佳。     

滴灌水氮耦合对北疆春小麦生长的影响

在滴灌条件下,研究了不同水肥处理对北疆春小麦干物质积累和产量的影响。结果表明,施氮量对春小麦干物质积累作用大于灌水量,表现在干物质积累量、养分吸收量、籽粒产量3个方面,水氮耦合效应的作用最小。灌水量、施氮量与以及耦合效应与产量的回归分析表明,水氮耦合作用为正效应。表明适当的灌水和施肥相结合,对春小麦产量有增加效应,在单...