High water content silk protein-based hydrogels with tunable elasticity fabricated via a Ru(II) mediated photochemical cross-linking method

Silk is very promising in the field of biomaterials as a natural biomacromolecule. Silk protein can be made into various forms of materials, including hydrogels. However, silk protein-based hydrogels have not attracted much attention due to its weak mechanical properties. Here, we report high water content silk protein-based hydrogels with tunable elasticity which were fabricated through Ru(II) mediated photochemically cross-linking tyrosine residues in regenerated silk protein. The regenerated silk protein was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The gelation kinetics of the silk protein was studied by rheology measurements. The compressive mechanical properties of the silk protein-based hydrogels was investigated using compressive tests and dynamic mechanical analysis (DMA). Compressive modulus of the hydrogels reached 349±64 MPa at 15 % strain. The fabricated silk protein-based hydrogels were also characterized by Scanning electron microscopy (SEM), revealing an interconnected porous network structure, typical of hydrogels, with an average pore size of approximately 130 μm. Finally, biocompatibility of the silk protein-based hydrogels was demonstrated through cell culture studies using a human fibroblast cell line, HFL1. The reported silk protein-based hydrogels represent a promising candidate for biomaterial applications.     

Assessing seed desiccation responses of native trees in the Caribbean

New Forests - Native trees from the Caribbean were tested for seed desiccation responses, by adapting the “100-seed test” protocol. Ninety-seven seed lots of 91 species were collected...     

Dynamics of Integration between Chinese and International Waste Paper Markets

ABSTRACT

China is the largest importer of waste paper in the world and is highly dependent on the international market. Thus, the relationship between Chinese and international waste paper markets affects the supply of fiber materials in China’s paper industry. This study examined the dynamic relationship between the two markets and the impact of newly implemented policies on both markets. We used unit root tests, cointegration test, vector error correction model (VECM) and frequency-domain Granger causality test to investigate the integration between Chinese and international waste paper markets and identify which of the two markets is the price leader. The results revealed that the two markets were integrated after controlling for structural breaks, and the Chinese market acted as the price leader. Since the supply of waste paper and wood pulp is insufficient in China to meet the fiber demand of the paper industry, waste paper import restrictions have significantly affected the supply of fiber materials in China’s paper industry. Therefore, the Chinese government should fully consider the benefit of market integration and make full use of international waste paper resources to satisfy the large domestic demand for paper products.     

明胶骨原料碳、氮稳定同位素的地域性差异研究

为探讨不同地域来源的明胶骨原料中碳、氮稳定同位素的分布特征及其相关性,本试验采用元素分析-稳定同位素比率质谱仪测定了广西、内蒙古和山东3个主产区的牛骨样品及当地牧草饲料样品中的¹³C和¹⁵N同位素组成,并结合线性回归讨论了牛骨样品中δ¹³C和δ¹⁵N值的相关性与牛食谱组成的关系。结果表明,广西地区骨样品中δ¹³C和δ¹⁵N值的相关性较好(R²=0.401 8),而内蒙古和山东地区骨样品中δ¹³C和δ¹⁵N值的相关性较差(R²<0.1),反映了3地牛食物的来源稳定性及主要成分存在明显差异,对各地牛食谱结构推测的结果与实际牧草饲料样品中δ¹³C和δ¹⁵N值的地区分布规律也较为一致。本研究初步揭示了明胶骨原料中碳、氮稳定同位素产生地域性差异的原因,不仅为动物生态学研究提供了有益信息,更为动物制品产地溯源研究提供了新思路。     

钾肥对甘薯块根营养成分的影响及其与烘烤风味的关系

  【目的】  探讨不同施钾量条件下食用型甘薯块根烘烤后风味品质的变化,及其与生块根中关键营养成分和烘烤后特征挥发性物质的关系。  【方法】  选用烟薯25和北京553两个鲜食型甘薯品种,在山东农业大学农学实验站进行田间小区试验。设置4个钾肥 (K₂O) 用量,分别为0、12、24、36 g/m2。在甘薯收获期,测定了块根中主要营养成分含量以及烘烤后挥发性物质含量,同时对块根烘烤后的风味进行评价。  【结果】  施用钾肥不同程度地提高了甘薯块根中可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白、维生素C、β-胡萝卜素和纤维素含量,提高了烘烤后甘薯中挥发物质二丙酮醇、苯乙醛、壬酸、4-乙烯基愈创木酚、丁酸丁酯、未知物-1、十五烷酸、植物醇和香叶基香叶醇的浓度,提高了风味评分。4个钾肥处理中,各成分含量以施钾量24 g/m2处理达到或者接近最高。通过逐步回归和通径分析发现,施用钾肥改善块根烘烤后风味品质的关键营养成分是果糖、葡萄糖、氨基酸、可溶性蛋白质、支链淀粉和蔗果三糖,施用钾肥改善块根烘烤后风味的主要特征挥发性物质是丁酸丁酯、苯乙醛和未知物-1。  【结论】  施用钾肥主要通过提高甘薯收获期块根中营养物质含量和块根烘烤后有益挥发性物质（如苯乙醛、丁酸丁酯等）的浓度,改善块根的烘烤风味。在本试验条件下,K₂O用量为240 kg/hm2为最适用量。     

残塬沟壑区果园复合种植对土壤动物群落特征的影响

为了解苹果复合种植即果-蔬[MB]、果-草[MH]、果-荒[MW]、果-粮[MZ]模式下土壤动物群落结构特征,采用手拣法和改良干、湿生漏斗法,对黄土残塬沟壑区苹果园4种复合种植模式下的土壤动物群落组成及特征进行调查研究。4种模式下共分离得到土壤动物57.33百只/m~2,隶属4门11纲23目42个类群。4种复合种植模式下土壤动物个体密度和类群数的垂直分布特征表现出明显的表聚特征,水平分布特征表现为果-草[MH]果-蔬[MB]果-荒[MW]≥果-粮[MZ]。果-草[MH]复合种植模式下土壤动物的多样性指数、均匀度指数及丰富度指数最高,优势度指数最低,表明4种复合种植模式对果园土壤动物类群多样性的影响呈现不同的特征。研究结果可为黄土残塬沟壑区苹果果园生物多样性保护提供土壤动物生态学依据。     

GFDL-ESM2M气候模式下京津冀地区未来潜在蒸散量时空变化

为探究未来潜在蒸散量时空变化特征,该研究以京津冀地区为例,基于美国GFDL提供的GFDL-ESM2M全球气候模式,得到京津冀地区92个格点2000-2050年的平均气温、最高气温、最低气温、太阳总辐射、平均相对湿度和近地面平均风速,应用Penman-Monteith公式计算京津冀地区未来92个格点的逐日潜在蒸散量(ET0),分析其时空分布特征及其与气象要素的相关关系。结果表明:未来年ET0总体呈增加趋势,RCP8.5情景下ET0上升速度最快,且随着时间推移增幅越来越大。夏季ET0增长速度最快,其次为春季、秋季与冬季,意味着未来ET0季节差异将愈加明显,可能出现更为严重的季节性干旱。ET0空间分布呈由西南向东北逐渐递减趋势,其中中部地区增速最快,增长趋势由中部向南北递减。不同气候情景下平均气温均呈逐年上升趋势,风速、太阳总辐射略微上升,而相对湿度下降。ET0与太阳总辐射的相关系数最大,呈由东北向西南递增趋势,其次为最高气温,呈由西北向东南递增趋势。ET0与相对湿度变化呈显著负相关,相关系数绝对值呈东北向西南递增趋势,ET0与风速相关度不明显。该研究可为农业需水预测与灌溉管理、科学应对气候变化提供基础支撑。     

黄河三角洲植被演替过程种群生态位变化研究

对黄河三角洲天然湿地陆生植被和水生植被两种演替序列的种群生态位宽度和生态位重叠进行了调查研究。结果表明: 陆生植被经过翅碱蓬群落、碱蓬柽柳群落、柽柳群落、白茅群落的演替过程, 每个阶段优势种的生态位宽度都较大。翅碱蓬群落阶段优势种翅碱蓬的生态位宽度达9.99, 碱蓬柽柳群落阶段碱蓬的生态位宽度为9.72, 柽柳群落阶段柽柳的生态位宽度为9.20, 白茅群落阶段白茅的生态位宽度为9.31。水生植被的演替序列为眼子菜金鱼藻群落(沉水植物)阶段、浮萍水鳖群落(浮水植物)阶段、芦苇水烛群落(挺水植物)阶段和杞柳芦苇群落(湿生植物)阶段, 沉水植物阶段优势种眼子菜的生态位宽度为8.62, 浮水植物阶段优势种浮萍生态位宽度为9.23, 挺水植物阶段优势种芦苇的生态位宽度为8.59, 湿生植物阶段优势种杞柳生态位宽度为7.45。生态位宽度计测结果较好地对应着各种群在群落中的地位和作用, 生态位宽度在演替系列中的动态也较好地反映了种群在群落演替过程的数量动态。各演替阶段生态位重叠计算结果表明, 各阶段种群间的生态位重叠值低, 每一阶段内种群间有较高的生态位重叠     

畦灌撒施与液施硫酸铵地表水流和土壤中氮素时空分布特征

分析不同灌溉施肥方式下氮素时空分布特征可为改进畦灌施肥技术与方法提供科学依据。该研究基于冬小麦返青灌溉开展的不同入畦流量下撒施和液施硫酸铵时获得的畦灌试验观测结果,分析2种不同施肥方式下地表水流和土壤中氮素时空分布规律,讨论不同施肥方式下影响灌后土壤氮素空间分布均匀性的要素。结果表明,施肥方式对地表水流和土壤中氮素分布影响显著,入畦流量对其影响不显著。液施下地表水流中氮素时空分布差异不显著,撒施下具有明显时空变异性;液施能明显改善灌后土壤氮素空间分布均匀性,灌后1 d 1m土层内氮素空间变异系数为0.07,明显小于撒施。土壤氮素增量分布均匀性在液施下主要与灌水量分布有关,撒施下则与地表水流中氮素分布和灌水量分布有关。液施在提高施肥均匀性和减小灌溉期间肥的损失方面优于撒施,且更易于水肥联合管理。     

养分缺乏下外源有机酸对暗棕壤磷有效性及落叶松幼苗吸收积累磷的影响

用不同比例A1和B层暗棕壤混合(A1∶B=1∶2)制造土壤养分缺乏条件,栽植落叶松幼苗,通过模拟我国东北林区代表性森林凋落物淋洗液中有机酸的种类和数量,系统研究养分缺乏下,不同浓度外源有机酸对暗棕壤磷有效性和落叶松幼苗吸收、运输磷素养分的影响及机理,以探讨利用有机酸提高养分缺乏下落叶松幼苗抗土壤贫瘠能力的可行性及机制。结果表明,A1层与B层混合土壤速效磷含量降低,落叶松幼苗根系和叶片磷累积量和磷吸收效率降低,但磷利用效率增加。外源有机酸处理后,混合土壤的速效磷含量有不同程度提高,3种有机酸的作用强弱表现为琥珀酸>柠檬酸>草酸,一般以浓度5.0mmol/L和处理20d时提高效果最显著。有机酸不同程度提高了根系和叶片的磷累积量和磷吸收效率,但降低了磷利用效率。有机酸对磷累积量和磷吸收效率的提高程度因处理时间、有机酸浓度和种类而异:对于根系,20d和30d的结果高于10d,叶片则为10d和20d的结果高于30d,说明处理前期磷被吸收后向叶片的转移量较多,而后期则更多地在根中积累;3种有机酸大多在浓度为10.0mmol/L时提高幅度最大;不同有机酸的促进程度为琥珀酸>柠檬酸>草酸。因此,外源有机酸能通过提高落叶松幼苗对养分缺乏土壤中磷的吸收能力,促进磷的积累,进而提高苗木对养分缺乏土壤的耐性和适应能力。