CW-MFC系统启动过程中溶解有机物的荧光光谱解析

为判断CW-MFC反应器运行状态提供一种简单且快速的监测方法,利用三维荧光光谱法研究人工湿地-微生物燃料电池耦合系统（CW-MFC）启动过程中溶解性有机物（DOM）的光谱特征。结果显示CW-MFC反应器启动阶段的循环进水周期内类蛋白质峰荧光逐渐变弱,说明反应器内部微生物有较好的活性,而类腐殖质和类富里酸峰荧光呈现逐渐增强的趋势。同时,随着驯化时间的推移,在连续流进水周期内系统的输出电压基本维持在300 mV左右,COD、NH₄⁺-N、TP的平均去除率也逐渐趋于稳定,分别为82.66% ± 4.47%、73.52% ± 6.95%和55.42% ± 8.59%。并通过比较反应器的出水中DOM组分荧光强度得分值,发现从启动到稳定运行的过程中反应器内部微生物的活性和代谢逐渐稳定,说明利用三维荧光光谱技术判断反应器是否运行稳定具有可行性。     

硅对盐胁迫下葡萄幼苗生理效应的影响

以酿酒葡萄"赤霞殊"(Cabernet Sauvignon,CS)1年生扦插苗为试材,采用营养液水培系统,研究了根施外源硅(K2SiO3·9H2O,Si)对盐(50 mmol/L NaCl)胁迫下赤霞珠葡萄幼苗叶片生理生化特性的影响.结果表明:盐胁迫处理下,葡萄幼苗叶片超氧阴离子(O2-')产生速率加快,过氧化氢(H2O2)、丙二醛(MDA)含量和相对膜透性增加;超氧化物歧化酶(SOD),过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性增强;组织含水量降低;施用2.0mmol/L Si明显抑制了O2-、H2O2和MDA的积累,增加了组织含水量,并进一步提高了抗氧化酶SOD和POD的活性.说明外源Si可通过提高盐胁迫下葡萄幼苗体内的抗氧化酶活性,从而降低活性氧(ROS)水平,一定程度上减轻盐胁迫对植株所造成的细胞膜脂过氧化伤害,增强其耐盐性.     

水分胁迫对荔枝叶片活性氧代谢的影响

以适应山地栽培的抗旱性强的荔枝品种东刘１号和适应河边栽培的抗旱性弱的‘陈紫’１～２年生盆栽实生幼苗为材料,研究了水分胁迫对荔枝（ＬｉｔｃｈｉｃｈｉｎｅｎｓｉｓＳｏｎｎ．）叶片活性氧代谢的影响。结果表明：（１）水分胁迫不同程度地增加了荔枝叶片Ｈ２Ｏ２和ＭＤＡ含量,抗旱性强的品种Ｈ２Ｏ２和ＭＤＡ含量增加幅度均小于抗旱性弱的品种;（２）水分胁迫下,荔枝叶片ＰＯＤ、ＳＯＤ、ＡｓＡ－ＰＯＤ、ＧＲ活性和ＧＳＨ含量上升,ＣＡＴ活性和ＡｓＡ含量下降,ＧＰ和ＧＳＴ活性变化与品种的抗旱性有关,抗旱性强的东刘１号呈上升趋势,抗旱性弱的陈紫呈下降趋势。与陈紫相比,东刘１号在水分胁迫下仍能维持较高的活性氧清除能力。     

基于PC-RELM的养殖水体溶解氧数据流预测模型

养殖水体中溶解氧浓度一直是最重要的水质参数之一。为了精准地对水体溶解氧进行调控,提高养殖生产效率,降低养殖风险,该研究考虑外部天气条件对溶解氧的影响以及溶解氧自身的昼夜变化特征,提出一种基于正则化极限学习机（principal component analysis and clustering method optimized regularized extreme learning machine,PC-RELM）的养殖水体溶解氧数据流预测模型。首先,采用主成分分析法判断影响溶解氧浓度的强重要性因子,降低预测模型的数据维度;其次,利用熵权法计算各时刻点的天气环境指数,并利用快速动态时间规整算法（fast dynamic time warping,FastDTW）完成时间序列数据流在不同天气环境下的相似度度量;然后使用k-means算法对时间序列的相似度进行聚类分簇,并基于分簇结果完成正则化极限学习机预测模型的构建,实现溶解氧浓度的估算。最后将PC-RELM模型应用到无锡南泉试验基地养殖池塘的溶解氧预测调控过程中。试验结果表明：PC-RELM的预测均方根误差值（root mean square error, RMSE）为0.961 9,与PLS-ELM（partial least squares optimized ELM）、最小二乘支持向量机（least square support vector machine,LSSVM）以及BP神经网络模型进行对比,其RMSE值分别降低了41.54%、54.58%和67.16%。该预测模型可以有效地捕捉不同天气条件下溶解氧的变化特点,具有较高的预测精度和效率。     

土地利用对亚热带红壤区典型景观单元土壤溶解有机碳含量的影响

 【目的】在亚热带典型景观尺度上系统分析土地利用方式对土壤溶解有机碳（DOC）含量的影响。【方法】分别以广西肯福和湖南盘塘作为亚热带红壤低山与红壤丘陵典型景观单元,对两个景观单元进行密集采样（0～20 cm）分析。【结果】红壤低山和红壤丘陵景观单元土壤DOC的平均含量分别为（159.2±75.8） mg•kg-1和（90.035.4） mg•kg-1,其中低含量样本均以稻田土壤为主,其平均值分别为（46.7±14.9） mg•kg-1和（68.023.1）mg•kg-1。高含量样本以旱地、果园和林地土壤为主,红壤低山景观单元旱地、果园和林地土壤DOC含量分别比稻田土壤高271%、278%和315%,红壤丘陵景观单元比稻田土壤高37%、69%和77%。土壤溶解有机碳与土壤总有机碳的比值（DOC/TOC）显示,两个景观单元稻田土壤DOC/TOC值（0.24%和0.44%）亦明显低于其它利用方式土壤（0.90%～1.50%）。【结论】土地利用方式影响土壤DOC含量,同一景观单元长期处于淹水条件下的稻田土壤DOC含量明显低于旱作土壤（如旱地和果园）,林地开垦为旱地或果园后土壤DOC含量降低。同时土壤DOC含量存在区域差异,位于亚热带南部的红壤低山景观单元土壤DOC的含量明显高于北部的红壤丘陵景观单元。     

豆链格孢菌对寄主白三叶草生长及生理特性的影响

[目的]研究豆链格孢菌（Alternaria azukiae）对寄主白三叶草（Trifolium repens L.）生理生化特性的影响。[方法]采用盆栽试验研究豆链格孢菌对寄主白三叶草生长及活性氧代谢系统的影响。[结果]与对照株相比,感菌株株高矮小,单株鲜重明显降低,分别为对照株的83.27%和47.06%;叶片发黄,叶绿素含量下降,蛋白质含量明显降低;破坏了叶片膜结构,丙二醛（MDA）含量显著上升,感菌9d后,处理组是对照组的1.33倍;活性氧清除系统遭到破坏,超氧化物岐化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性均显著下降,感菌9d后,处理组较对照组分别下降了34.70%和45.00%。[结论]了解了胁迫条件下白三叶草的生长情况及活性氧代谢系统的变化进程和变化规律,为探索白三叶草对豆链格孢菌的抗病机制及其抗病遗传育种提供了参考。     

碳酸盐碱度对达里湖瓦氏雅罗鱼耗氧率、氨氮排泄和排氨基因表达的影响

采用封闭流水式呼吸室法,研究了不同浓度碳酸盐碱度(以下简称CA,10、30、50、70、90、110 mmol/L)对体质量为(84.62±6.70)g的达里湖瓦氏雅罗鱼耗氧率、氨氮排泄率、血氨含量及排氨基因Rh家族(Rhag、Rhbg、Rhcg1和Rhcg2)在鳃组织中表达量的影响。结果表明,随着碱度的升高,瓦氏雅罗鱼的耗氧率和排氨率均表现为先下降后上升的趋势,且都显著低于对照组(P0.05)。在CA90时,耗氧率和排氨率均达到最低值,表明CA90可能是达里湖瓦氏雅罗鱼所能承受的最大碱度胁迫。相反,随着碱度的升高,瓦氏雅罗鱼的血氨含量呈现先上升后下降的趋势,在CA90时达到峰值。然而在CA0~50时,瓦氏雅罗鱼血氨含量无显著差异(P0.05),表明达里湖瓦氏雅罗鱼进化出特殊的排氨机制,使其体内能够保持较低的氨氮含量以此规避氨中毒。定量PCR显示,参与氨转运的4种Rh基因在不同碱度处理组均有不同程度的上调表达;其中Rhcg1和Rhcg2在高碱度(CA110)最为显著(P0.05),表明Rhcg1和Rhcg2可能在达里湖瓦氏雅罗鱼高碱胁迫下的排氨过程中发挥重要作用。能量代谢研究(O∶N)发现,在CA0~70时,雅罗鱼无需消耗过多能源物质即可实现高碱度胁迫下的能量需求;而在碱度为90~110时,则主要消耗脂肪和碳水化合物供能,减少蛋白质耗能,以此降低毒氨的产生。依据上述研究结果,深入探讨了达里湖瓦氏雅罗鱼在高碱胁迫下的排氨策略及其可能的生理和分子机制,为推动达里湖瓦氏雅罗鱼在不同类型盐碱水域的增养殖提供科学依据。     

饥饿和再投喂对日本黄姑鱼代谢率和消化器官组织学的影响

采用封闭式呼吸仪测定日本黄姑鱼(8.14±1.07 g)在饥饿和恢复投喂过程中的耗氧率;用石蜡切片法观察和分析饥饿和再投喂对日本黄姑鱼消化器官形态结构和组织学的影响。结果表明:随着饥饿时间的延长,其耗氧率逐渐降低;恢复投喂之后,其耗氧率开始逐步上升。从组织结构看,食道无明显变化,而胃、肠和肝胰脏则随着饥饿时间的延长出现不同程度的损伤;饥饿5 d组无明显变化,而饥饿15 d组变化明显,表现为胃腺细胞收缩,皱壁和上皮细胞高度减少,分泌颗粒减少,肠胃绒毛退化,肝组织致密,肝细胞内脂滴减少,胰腺泡缩小,排列不规则;饥饿10 d组介于饥饿5 d组和饥饿15 d组之间,再投喂各主要结构均有恢复。     

猕猴桃果水溶性多糖硫酸酯的制备及抗氧化活性

采用氯磺酸-吡啶法合成猕猴桃果水溶性多糖硫酸酯,对试剂比例、反应温度和反应时间等因素对取代度的影响进行了研究,并用体外试验观察了多糖硫酸酯对超氧阴离子、羟自由基、DPPH的清除作用以及对H2O2诱导的红细胞氧化溶血和大鼠肝匀浆脂质过氧化的保护作用,结果表明猕猴桃果水溶性多糖硫酸酯具有显著的体外抗氧化活性。     

复合氨基酸对小球藻的生长、叶绿素a含量及光合放氧量的影响

研究了液体和固体复合氨基酸对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoides)生长和生理活性的影响。结果表明,两种复合氨基酸对小球藻生长、叶绿素a含量和光合放氧量均有显著促进作用,液体复合氨基酸和固体复合氨基酸对小球藻促生长的最佳浓度分别为40 mg/L和11.12 mg/L。当液体复合氨基酸浓度为40 mg/L,相对生长率(RGR)较对照组增加了81.58%,平均倍增时间(G)缩短了45.08%,叶绿素a含量和光合放氧量比对照组分别增加了(72.25±1.69)%和(38.05±2.58)%;当固体复合氨基酸浓度为11.12 mg/L,相对生长率较对照组增加了17.31%,平均倍增时间缩短了14.48%,叶绿素a含量和光合放氧量比对照组分别增加了(119.03±4.72)%和(34.49±1.98)%。