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王鹏瑞 , 曾晨

录用日期: 2024-07-17

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摘要:
我国行政区和经济区的空间非整合效应一直存在，近年来国土空间规划作为空间治理的重要手段为解决跨区域空间高质量发展奠定了基础。本文以京津冀城市群为例，探究国土开发强度的时空变化和驱动机制，并将不同类型的县级行政单元之间的邻接关系嵌入空间计量模型，探索不同行政空间外溢情景下的国土空间开发强度的影响机理。研究结果表明，京津冀城市群内部行政单元的国土开发强度差异较大，国土开发强度存在显著的时空分化，空间集聚态势显著。从空间维度看，京津冀城市群超过82%的区县国土开发强度呈上升态势，但“东南高、西北低”的整体空间格局尚未打破。人口密度、第三产业增加值占比与人均GDP对国土开发强度产生显著影响。国土开发强度在空间分布上具有显著的正向空间相关性，直接的空间溢出效应明显。2010-2019年间，不同邻接关系的行政空间外溢性不同，不同类型的县级行政单元邻接关系的空间外溢性增强。在未来的发展中，应充分利用国土开发强度的行政空间外溢效应。

茯苓菌固态发酵香菇柄基质的酶活力、营养成分及抗氧化活性变化

余青松 , 陈玉霞 , 胡国元 , 马欣龙

录用日期: 2024-07-13

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摘要:
摘要为了探究茯苓菌丝体是否能发酵利用香菇柄基质并提高其营养价值和生物活性，以香菇柄基质为培养基，对茯苓菌固态发酵过程中的关键酶活力、主要营养成分及其发酵基质水提物的抗氧化活性进行测定。结果显示，随着发酵过程的进行，纤维素外切酶活力在发酵6 d时达46.14 U/g，随后快速降低至17.15 U/g，到发酵18 d时基本保持不变；羧甲基纤维素酶和木聚糖酶活力在发酵12 d时分别达77.70 U/g和74.23 U/g，随后逐渐降低；β-葡萄糖苷酶活力在发酵18 d时达75.06 U/g，随后逐渐降低。与未发酵的香菇柄基质相比，发酵基质中总糖、可溶性蛋白和不溶性膳食纤维的含量明显下降，但还原糖、多糖、总酚、总黄酮、氨基态氮和可溶性膳食纤维含量显著提升。发酵基质水提物的抗氧化活性显著提高，DPPH自由基清除率和羟自由基清除率分别较发酵0 d时提高了97.75%和38.15%。研究结果表明茯苓菌可以发酵香菇柄，改变香菇柄的营养成分构成且发酵基质具有较好的清除自由基能力。

江汉平原黑杨湿心材细菌微生物群落结构解析

周靖钰 , 黄国伟 , 张亚东 , 祁高富 , 张新叶

录用日期: 2024-07-13

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摘要:
为探究细菌微生物群落在杨树湿心材发病过程中的作用，以6年生华石2号杨湿心材和正常材为研究对象，采用16S rRNA基因V5-V7区进行高通量测序，对细菌进行测序及信息学分析，利用主成分分析、α多样性指数分析和微生物网络分析技术等方法，探究6年生杨树湿心材和正常材细菌微生物群落结构和组成差异。结果表明：6年生华石2号杨湿心材和正常材细菌微生物群落属水平上，劳尔氏菌属和拟杆菌属的细菌丰度最高，拟杆菌属、多形单胞菌属和氢孢菌属在湿心材中占比显著高于正常材（p<0.05）。微生物群落功能分析显示，劳尔氏菌属多为植物病原菌，在湿心材中广泛存在。α多样性指数分析表明，湿心材群落多样性和物种分布均匀度高于正常材，物种总数低于正常材。共现网络研究表明，杨树正常材细菌微生物之间存在较多的竞争和拮抗作用，群落较不稳定，湿心材细菌间存在更多的协同和互生关系，微生物群落较稳定。关键微生物分析表明，6年生杨树湿心材中关键细菌微生物是Aquabacterium、WCHB1-32等，6年生杨树正常材中关键细菌微生物是Pleomorphomonas、Dysgonomonas，这些关键微生物在稳定湿心材微生物网络结构中发挥着重要作用。以上本研究结果表明，发现杨树湿心材形成受多方面因素的影响，是由微生物群落共同作用产生的结果。

细菌根际黏附的界面作用机制综述

陈彦昭 , 许书麟 , 渠晨晨 , 张铭 , 高春辉 , 吴一超 , 戴珂 , 黄巧云 , 蔡鹏

录用日期: 2024-07-13

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摘要:
界面作用是细菌在环境中黏附、定殖、形成生物膜和发挥生态功能的基础和前提,对植物吸收养分、病原微生物拮抗具有重要意义。微生物-植物根际相互作用研究大多数从生态学和分子生物学角度出发,应用多种组学手段研究根系分泌物对于根际微生物定殖数量、群落组成和生理功能的影响,忽略了细菌定殖过程中物理、化学的界面作用机制及其对黏附的贡献。本综述从界面作用机制出发,探讨了不同类型根系分泌物对细菌表面性质、胞外聚合物(EPS)分子组成和黏附功能的调控作用,分析了黏附和定殖过程中细菌-植物生物分子相互作用的主要模式及其分子机制。在此基础上,总结了根际细菌黏附动态、结构、能量相关研究方法,提出了根际生物分子表征、黏附功能、原位观测方法等方面有待加强的研究方向。界面调控是根际微生物定向培育的重要途径,推进微生物根际黏附分子机制的认识,可以为农业微生物资源的发掘和生物有机肥应用提供理论参考。

高效固相微萃取管用于环境水中痕量多环芳烃现场采样检测

郑美杰 , 黄语 , 李秀娟

录用日期: 2024-07-12

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摘要:
为实现环境水中痕量污染物的现场采样,研制了大容量固相微萃取(solid-phase microextraction, SPME)萃取管,构建了现场SPME(on-site SPME)采样装置,以邻苯二甲酸酯和多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)为研究对象,采用气相色谱-氢火焰离子化检测器,评价了萃取管和on-site SPME装置的性能。结果表明：萃取管性能稳定、重现性好,单根萃取管的萃取量为针式萃取头的13~31倍；采样装置组装灵活、携带方便；使用3根萃取管采样装置建立的on-site SPME方法对水中4种PAHs的检出限为0.01~0.04 ng/L,灵敏度较单根萃取管提高了6~14倍,比针式萃取头提高了36~53倍；不同加标水平下回收率为92.0%~115.7%,相对标准偏差为1.5%~13.1%。该装置富集能力强,组装灵活,能够自动化,可以用于环境水中不同污染物的高效监测。

微生物法合成γ-氨基丁酸的研究进展

王世依 , 赵毅雯 , 贾田丽 , 陈守文

录用日期: 2024-07-09

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摘要:
γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid, GABA）是一种四碳非蛋白质氨基酸，在食品、农业、医药、化工等领域具有广泛的应用前景。微生物法生产GABA因其温和、可持续发展等优势越来越受到人们的关注。因此，为了得到环保、便捷且效率更高的GABA生产方式，以满足食品、制药和畜牧领域对添加剂的严格要求，本文系统介绍了GABA主要合成途径及微生物法合成GABA的研究进展，并对其未来的研究方向和发展趋势进行了展望。

人工合成菌群替代传统母曲对高温大曲质量的影响研究

郭小龙 , 邓灿 , 张明春 , 高瑞杰 , 刘蒲临 , 张恩华 , 梁晓潼 , 余莉 , 熊笠君 , 缪礼鸿

录用日期: 2024-07-08

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摘要:
以小麦为原料，将高温大曲中分离筛选的地衣芽孢杆菌BL44、酿酒酵母SCY62、宛氏拟青霉PV3、微小根毛霉RP1和嗜热子囊菌TC1制备成固态菌剂，按不同添加比例构建了2种人工合成菌群替代传统母曲（CK）制作高温大曲，并进行实验室酿酒实验分析。高通量测序结果表明，三种大曲的优势真菌属为Lichtheimia，优势细菌属为Bacillus。大曲的理化指标测定结果表明，接种人工合成菌群的高温大曲的液化力和糖化力比CK均有显著提高。气相色谱-质谱分析结果表明，人工合成菌群制作的大曲挥发性化合物种类为均69种，高于接种传统母曲的68种。此外，接种人工合成菌群替代传统母曲能显著提高大曲及酒醅中四甲基吡嗪的含量。人工合成菌群1和菌群2接种的大曲中四甲基吡嗪含量分别为31903.5 μg/kg和56733.6 μg/kg，比CK分别提高了2.80、4.99倍；高温堆积发酵酒醅中人工合成菌群1和菌群2的四甲基吡嗪含量分别为755.8 μg/kg和2741.4 μg/kg，比CK分别提高了4.03和14.61倍。本研究为人工合成菌群在大曲中的应用提供了一定的理论基础。

水环境中藻类与细菌有益相互作用的研究进展与展望

武欣艳 , 李鑫 , 于洁 , 赵娜 , 张旭 , 谢波

录用日期: 2024-07-07

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摘要:
藻类和细菌在生态系统中重要元素的生物地球化学循环、能量流动等过程中具有重要作用。一些细菌可以通过促进藻类生长、帮助藻类抵抗逆境胁迫等作用，与藻类发生有益相互作用，进而对两者的生存、竞争、生理功能方面均具有重要影响。为深入研究藻类与细菌有益相互作用，本文将综述近年来藻类和细菌有益相互作用的主要方式、微生物类群、分子机制，及其在环境污染处理、生物质能源和合成生物学等方面的应用进展，并对未来研究提出展望。这不仅对理解水体微生物的群落结构与功能、微生物种间关系的机制与效应具有重要作用，也将为维护生态系统的健康、挖掘和利用生物资源造福人类提供重要的科学依据。

专性捕食细菌——蛭弧菌及其类似细菌的捕食机制及其应用前景

陈雯莉 , 谭述新 , 黄巧云

录用日期: 2024-07-07

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摘要:
蛭弧菌及其类似细菌(bdellovibrio-and-like organisms,BALOs)由于其专性捕食特性具有重要的理论研究价值和在农业、工业和医学,特别是对抗生素耐药性病原菌感染治疗等方面的潜在应用前景而倍受重视。它广泛存在于许多不同的环境中,并具有重要的生理生化特性和新陈代谢能力。它以革兰氏阴性菌为猎物,其捕食范围已在100多种动植物和人类病原细菌上得到验证,如大肠杆菌、沙门氏菌和青枯菌等。尽管捕食性细菌BALOs早就被认为可能作为潜在的“活体抗生素”,且它是生态系统中很重要的组分,但关于BALOs的诸多基础科学问题在过去的几十年一直不清楚,这也是这类细菌暂未被有效开发和利用的根本原因。最近五年里,关于BALOs生命周期、捕食机制、资源分布与多样性以及它们在医学、农业和工业中的应用等方面取得了较多进展,特别是2021年蛭弧菌门正式确立以来,相关研究爆发式增长。本综述将系统回顾BALOs的研究进展,并着重介绍最新报道的捕食机制研究等突出成就,以促进我们对BALOs资源的认识与进一步应用,并指导未来的 BALOs 研究。

海水养殖网箱沉浮运动协同控制研究

韩昊 , 夏英凯 , 李家伟 , 吴哲 , 郭政江

录用日期: 2024-07-05

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摘要:
沉浮运动控制是海水养殖网箱提升养殖品质、保障养殖安全的重要手段，然而受复杂海况、不均匀载荷等多重因素影响，实现精准的沉浮控制难度很大。本文针对一种海水养殖网箱沉浮控制问题，开展建模和协同控制策略研究。首先，基于网箱结构、执行机构等对象特性进行分析，建立了沉浮动力学模型；其次，基于并联驱动原理，提出了一种双闭环主从协同网箱沉浮运动控制策略：外环基于PID主从同步策略实现多压载水舱的协同进水规划；内环依据模糊滑模控制与李雅普诺夫理论，设计高效的进水控制器。最后，通过多工况数字仿真，对压载舱进水控制算法和网箱沉浮协同运动控制方案进行验证。研究结果表明，本文提出的控制算法可实现压载舱高效进水控制，且能在不同海浪扰动下实现高精度的沉浮协同控制，可为实际应用提供技术支撑。

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