雅鲁藏布江中游末端河段洲滩的时空变化特征

扎西绕登乡-派镇河段位于雅鲁藏布江中游末端,是中游宽谷最后一段典型的辫状河道,其洲滩演变对当地生态有重要的影响。基于1986-2022年21幅11月的Landsat遥感影像,提取并统计了雅鲁藏布江中游末端扎西绕登乡-派镇辫状河段内洲滩的特征参数,并结合洲滩的形态指数和破碎度指数对洲滩的面积特征和平面形态变化进行了分析。结果表明:研究河段内80%的洲滩面积小于1 km^(2),且洲滩面积差异较大。1986-2022年间,洲滩的数量及洲滩面积整体变幅不大。雅鲁藏布江干流与尼洋河汇合口上游河段内洲滩分布更加细碎,主要为小面积心滩,且多年来洲滩的分布及形态变化较小。而下游河段内的洲滩分布相对集中,主要为大面积边滩,且多年来洲滩的分布及形态变化相对较大。

黄河下游漫滩洪水滩槽分流比变化及其影响因素分析

采用实测资料分析的方法,研究了黄河下游漫滩洪水滩槽分流比变化及其影响因素。研究结果表明:花园口4次漫滩洪水滩槽分流比均值为0.18,说明主槽是黄河下游泄洪排沙的主体;黄河下游上宽下窄,滩槽分流比沿程变大。1986年后,下游河道萎缩,平滩流量下降,滩槽分流比增大;2000年后,下游河道冲刷,平滩流量增大,滩槽分流比减小。滩槽分流比随滩槽糙率比的增大而减小,随滩槽水面宽度比、滩槽水深比的增大而增大。提高主槽过流能力,必须采用综合治理措施维护下游主槽适宜规模的平滩流量;提高滩地过流能力,必须降低人类活动对滩地的影响,给滩地留有足够的行洪空间,确保全断面行洪安全。

黄河上游宁蒙河段平滩流量变化与水沙过程的响应关系

平滩流量是表征河道排洪输沙能力的重要指标,开展宁蒙河段平滩流量变化机理的研究对于治理黄河意义重大,本文采用实测资料分析的方法,研究了黄河上游宁蒙河段平滩流量变化特征及其与汛期水沙过程的定量关系。研究结果表明:黄河上游宁蒙河段沿程六站平滩流量由1960年代中期的3600~5800 m^(3)/s减小到目前的1900~4000 m^(3)/s。2000年前宁蒙河段三湖河口平滩流量与汛期水沙过程关系点群与2000年后两者关系点群存在明显分区,说明2000年后宁蒙河段河床演变机理发生了变化,遵循不同规律。建立的宁蒙河段三湖河口平滩流量与汛期水沙过程的定量关系式表明,宁蒙河段平滩流量随着汛期平均水量的减小(增大)而减小(增大),随着汛期平均来沙系数的减小(增大)而增大(减小),随着汛期水流过程参数的增大(减小)而增大(减小)。

黄河下游河道平滩流量变化及其与汛期水沙条件的关系

采用实测资料分析的方法,研究了黄河下游河道平滩流量变化与汛期水沙条件的关系。黄河下游河道平滩流量的变化是先减小后增大,由20世纪中期的7 000~9 000 m^(3)/s减小到20世纪末期的2 000~4 000 m^(3)/s;21世纪后,平滩流量恢复至4 000~7 000 m^(3)/s。2000年前孙口平滩流量与汛期水沙条件关系点群与2000年后两者关系点群存在明显分区,表明小浪底水库蓄水拦沙运用后,下游河道冲刷演变机理与前期河道淤积演变机理存在较大差异。建立的孙口平滩流量与汛期水沙条件的定量关系表明,黄河下游河道平滩流量随着汛期平均水量的增大而增大,随着汛期平均来沙系数的增大而减小。

二氧化碳还原用甲酸脱氢酶的研究进展

CO_(2)的还原和资源化利用是缓解温室效应的重要手段。生物催化剂对反应和底物具有高选择性,因此被用于构建高效的CO_(2)还原系统。其中,甲酸脱氢酶(FDH),特别是某些烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)依赖型/金属辅因子(W或Mo)的甲酸脱氢酶,能够可逆地将CO_(2)还原成甲酸盐。该文首先介绍了甲酸脱氢酶的特性及分类,其次综述了CO_(2)还原用甲酸脱氢酶的活性位点及催化机制、FDH的分子改造、全细胞生物催化CO_(2)还原为甲酸盐的最新进展,为CO_(2)还原用生物催化剂的研究提供了启示,为以CO_(2)为原料构建可行的CO_(2)还原系统来生产增值的燃料和化学品提供了理论基础。

鄱阳湖入江水道输沙能力与出湖沙量关系及冲淤调整规律

鄱阳湖是长江流域生态系统的重要组成部分,近年来鄱阳湖枯水水位下降、枯水时间提前呈常态化和趋势性变化引起了广泛研究。鄱阳湖入江水道作为江湖联系的纽带,在江湖关系演变中起着重要作用。特别是2001年以来,入江水道演变和出湖沙量出现了显著和复杂的变化过程,其原因存在明显争议。本文采用水文泥沙观测资料结合机理研究,分析阐明了鄱阳湖入、出湖水沙变化与入江水道挟沙能力变化关系及冲淤调整规律。研究结果表明:入江水道代表断面月流速与湖口月出湖含沙量成正比,鄱阳湖出湖沙量与入江水道输沙能力直接相关;入湖泥沙对入江水道演变的影响是缓慢的,入湖沙量集中的4—6月,1985年前后各月出湖沙量减少量和减小比率都小于入湖沙量减少量和减小比率,都大于输沙能力减小比率;1998—2010年与1955—1998年比,月出湖含沙量变化比率与入江水道月挟沙能力变化比率具有较好关系;从出湖含沙量与代表断面流速关系看,1999—2010年出湖含沙量在不考虑断面变化情况下总体低于1955—1998年相关线,考虑断面扩大后则高于1955—1998年相关系,说明1999—2010年出湖含沙量增大和入湖水道断面扩大是冲刷和采砂共同影响的结果;入江水道下段代表断面2011—2020年同流速下顺出湖含沙量与1955—1998年关系线基本一致,而上段代表断面则明显低于1955—1998年关系线,说明入江水道下段已趋于稳定,上段仍可能会有一定的冲刷调整,引起湖区枯水位继续有所下降。本文研究结果对明晰鄱阳湖入江水道冲淤变化、长江与鄱阳湖相互影响复杂关系和指导鄱阳湖保护与治理具有重要意义。

三峡工程重大泥沙问题研究进展

三峡水库泥沙淤积与坝下游河道冲刷是一个长期变化发展的过程,需要长期跟踪研究。近年三峡工程重大泥沙问题研究取得多方面的重要进展,研究得出:坝前水位150 m左右是控制水库防洪库容损失的临界水位,提出了典型洪水过程水库排沙比控制指标;明晰水库中小洪水调度对坝下游河道滩地植被发育和行洪能力的影响,提出了优化调度方案;预测了三峡水库坝下游河道冲刷与演变趋势,阐明其对沿江崩岸、航道、供水等的影响;评估水沙变化对长江河流健康的影响,揭示坝下游河道床面泥沙生物膜量减少的现象和规律。基于研究成果,提出了三峡水库调度运行中泥沙相关问题的应对措施,为拓展三峡工程综合效益、维护长江河流健康提供科技支撑。

过量表达甲酸脱氢酶提高大肠杆菌合成L-2-氨基丁酸的效率

为了实现L-2-氨基丁酸(L-ABA)的高效生物合成,借助pACYCDuet-1和pET28a共表达系统,构建了携带L-苏氨酸脱氨酶(L-TD)、L-亮氨酸脱氢酶(L-L-DH)和不同活性甲酸脱氢酶(FDH)编码基因的重组大肠杆菌,分别命名为:E.coli BL21(DE3)/pACYCDuet-1-Ec TD-Es LeuDH:pET28a-Cb FDH和E.coli BL21(DE3)/p ACYCDuet-1-Ec TD-Es Leu DH:p ET28a-Cb FDH^(M)。经诱导表达后,L-苏氨酸脱氨酶和L-亮氨酸脱氢酶在两个重组大肠杆菌中的表达水平基本一致,而后者的甲酸脱氢酶酶活表达水平为(342.00±9.40)IU/mL,显著高于前者的(196.00±6.20)IU/mL。在50 mL反应体系中,200 mmol/L L-苏氨酸经220 r/min、30℃下反应6 h时,前者L-ABA得率为71%,后者为85%。结果表明,提高甲酸脱氢酶的表达水平可以显著提高L-ABA的合成效率。此外,优化反应温度后,在35℃下反应6 h时,L-ABA的得率可达90%。

植物乳杆菌植酸酶理性设计及表达鉴定

植酸酶能将植酸水解成肌醇衍生物,并释放出无机磷酸,是一种重要的生物催化剂。植酸酶的热稳定性和比活性是决定其潜在应用价值的2个关键因素。该研究从植物乳杆菌中克隆到了具有233个氨基酸残基、高活性的植酸酶基因(LpPHY233),并在大肠杆菌中实现了高水平的异源表达,其表达水平是植物乳杆菌的800倍。基于理性设计的结果,通过二硫键工程显著提高了Lp PHY233的温度特性和催化性能。突变体Lp PHY233S58C/K61C的最适反应温度较Lp PHY233提高了15℃。此外,它还具有良好的pH特性和动力学参数,在食品加工和饲料添加剂领域具有较大的应用前景。该研究结果为植酸酶的进一步分子修饰和工业应用提供了坚实的理论基础。

丹江口库区土著Pediococcus pentosaceus菌株的分离鉴定及发酵培养基的优化

[目的]筛选出具有自主知识产权、良好适应库区环境的土著戊糖片球菌菌株,再通过对戊糖片球菌的发酵培养基进行条件优化,降低戊糖片球菌的发酵成本。[方法]采用MRS培养基从库区的青贮饲料中分离目的菌株,并进行16S rRNA的分子鉴定,再分别对戊糖片球菌发酵培养基中的碳源种类、碳源浓度、氮源种类、氮源浓度、无机盐离子及离子浓度进行优化。[结果]获得了1株具有自主知识产权的土著Pediococcus pentosaceus菌株,命名为Pediococcus pentosaceus NY001;优化得到较适宜的发酵培养基为葡萄糖40 g/L、酵母粉40 g/L、MgSO_(4)·7H_(2)O 1.0 g/L,在此条件下,戊糖片球菌的最大发酵活菌数可达2.2×10^(9) CFU/mL,显著高于初始发酵水平(2.5×10^(7)CFU/mL)的88倍。[结论]该研究为肠道益生菌的发酵培养及后续畜禽无抗健康养殖研究奠定了坚实基础。

溪洛渡库区支流拦门沙形成机理

水库蓄水后,水深增加使得河道干支流水动力条件发生改变,干流泥沙倒灌造成支流淤积,影响水库有效库容和航运安全。以溪洛渡水库为例,基于实测资料和三维水沙数学模型,研究库区干流和支流的水沙输移规律,分析支流河口段泥沙淤积特性及拦门沙形成机理。结果表明:①库区支流河道淤积泥沙来自支流上游和干流倒灌,其中,支流上游来沙是库区支流河道淤积的主要来源。②干流倒灌库区支流河口形成对流和环流区,泥沙易于淤积,西溪河和牛栏江坡度较缓,存在形成拦门沙的风险较大;美姑河坡度较大,存在形成拦门沙的风险较小。③对于西溪河、牛栏江和美姑河,干流倒灌的距离随着流量的增加而增加,高水位运行时,水位对干流倒灌的距离影响不明显;而对于金阳河和西苏角河,干流倒灌的距离随着流量的增加基本不变,干流倒灌的距离随着水位的增加而增加。研究成果为新水沙情势下库区支流拦门沙风险防控提供依据。

大肠杆菌L-苏氨酸脱氢酶的高效表达及其酶学性质分析

为提高L-苏氨酸脱氢酶(L-threonine dehydrogenase,L-TDH)催化L-苏氨酸脱氢合成L-2-氨基乙酸乙酯效率,通过基因挖掘的手段挖掘出来自大肠杆菌(Escherichia coli)的L-TDH,再借助pACYCDuet-1表达系统将其在E. coli BL21(DE3)中进行可溶性表达及鉴定。结果表明,L-TDH在E. coli BL21(DE3)中实现了高水平的可溶性表达,其裂解液中的酶活力为19.13 IU/mL,约为E. coli BL21(DE3)本底表达水平的79倍。纯化后的比活力为12.77 IU/mg,它的最适反应温度为45℃,最适反应pH值为9.0,在35℃和40℃保温120 min,残留酶活力仍能达到90%以上。此外,Ec TDH动力学参数也优于其他已报道的L-TDH,在转化L-苏氨酸合成2,5-二甲基吡嗪(2,5-dimethylpyrazine,2,5-DMP)的过程中具有更大优势,也为实现转化L-苏氨酸合成2,5-DMP的工业化生产奠定了理论基础。

酿酒酵母烟酰胺核苷激酶的异源表达及其酶学性质分析

从酿酒酵母中克隆烟酰胺核苷激酶(nicotinamide riboside kinase,NRK)Sc NRK1的编码基因,借助p ET28a质粒在大肠杆菌中实现了可溶性表达。结果表明,发酵液中酶活力为14.75 IU/m L,纯化后的比活力为2252.59 IU/mg。此外,Sc NRK1的动力学参数也明显优于其他已报道的NRK,在烟酰胺单核苷酸的酶促合成中具有更大的优势。

甲状腺结节TI-RADS分级与代谢相关指标的关系研究

目的研究甲状腺结节(thyroid imaging reporting and data system,TI-RADS)分级与代谢相关指标的关系。方法非随机选取伊犁哈萨克自治州中医医院于2022年1月—2023年1月期间收治的150例甲状腺结节检出患者为研究对象,经TI-RADS分级分为TI-RADS 3类及以下者(良性组)51例、TI-RADS 4a类(低度恶性组)50例、TI-RADS 4b类及以上组(恶性组)49例,对比3组患者代谢相关指标水平差异,并分析相关性。结果3组患者总胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白、HOMA胰岛素抵抗指数、餐后2 h血糖比较,差异无统计学意义(P均>0.05);3组患者低密度脂蛋白(low-density lipoprotein,LDL-C)、糖化血红蛋白(glycosylatedhemoglobin,HbA1c)、空腹血糖(fastingplasmaglucose,FPG)、抗甲状腺球蛋白抗体(antithyroglobulin anti-bodies,TGAb)、体重指数(body mass index,BMI)水平比较,差异有统计学意义(P均<0.05)。Pearson相关分析结果显示,甲状腺结节TI-RADS分级与LDL-C、HbA1c、FPG、TGAb水平之间呈现正相关(r=1.334、0.092、0.193、1.294,P均<0.05),甲状腺结节TI-RADS分级BMI水平之间呈现负相关(r=-0.092,P<0.05)。结论代谢相关指标与甲状腺结节的TI-RADS分级之间存在联系,高级别结节患者在BMI、LDL-C、HbA1c、FPG、TGAb指标方面表现出异常。

引黄灌区泥沙处理措施及提水设施的减淤作用

在综述了引黄灌区泥沙处理和利用的关键技术 ,阐述了新形势下传统泥沙处理技术存在的问题的基础上 ,肯定了渠道泥沙长距离输送的灌区泥沙处理发展方向。并例举了渠道不同部位设置提水设施对于引黄灌区泥沙利用、处理和输送等方面的作用和效果。

生活废弃油脂高效降解菌的筛选、鉴定及应用

筛选能够降解废弃生活油脂的微生物,实现丹江口库区生活污水中废弃油脂的生物降解,减少生活油脂对库区水体的污染。以大豆油为目标污染物,先进行菌种富集和驯化,然后进行中性红平板筛选及生理生化鉴定。筛选获得了一株高效降解丹江口库区生活废弃油脂土著微生物,且具有较好的环境适应性和应用潜力。经鉴定,该微生物与 Proteus mirabilis 最为接近,命名为 Proteus mirabilis NY-201801。5%(体积分数)油脂初始浓度,接种量10%,pH值7.0,在35 ℃、150 r/min下培养36 h, Proteus mirabilis NY-201801对油脂的降解率可以达到92%。同时,在库区最高水温的条件下,对5%油脂的降解率也可以达到50%。为实现库区废弃生活油脂的生物降解奠定了坚实的基础。

黄河下游引黄灌区水沙配置能力指标研究

黄河下游引黄灌区的突出问题是水资源紧缺、泥沙淤积严重。灌区水沙资源是否能够实现优化配置,或者评价其趋近优化配置的程度,需要建立相应的判别指标进行评判。本文根据灌区对入渠水沙资源的分配目标,提出了配置能力指标的表达式;并利用灌区水沙资源分布的规律性,对表达式的指标值进行了量化;根据灌区水沙资源的配置需求将配置能力指标划分不同等级,为灌区水沙资源优化配置的评价提供判定标准。

D-扁桃酸脱氢酶和L-亮氨酸脱氢酶级联催化的L-苯甘氨酸对映选择性生物合成

L-苯甘氨酸是重要的手性非天然α-氨基酸,可广泛用于合成多种食品添加剂及药物中间体,探索其绿色合成工艺具有重要的意义。本研究将新型高活性的D-扁桃酸脱氢酶(LhDMDH)和L-亮氨酸脱氢酶(EsLeuDH)偶联,在辅酶内循环的前提下,仅需较低浓度的辅酶即可实现生物催化D-扁桃酸合成L-苯甘氨酸。通过对加酶量、氧化型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD^+)浓度、NH+4浓度和底物浓度等因素进行优化,获得了一个最经济的反应条件:200 mmol/L的D-扁桃酸、6.5 kU/L的加酶量、0.1 mmol/L NAD^+、0.5 mol/L NH4^+的条件下、30℃,反应12h,在此条件下,产物的得率和对映体过量(e.e.)值分别可达98%和99%以上,具有较大的产业化潜力,为实现L-苯甘氨酸规模化的生物合成奠定了坚实的基础。

分流对引黄灌区渠道淤积的影响研究

为满足灌溉要求,引黄灌区渠道沿程通常设置不同形式的分水涵闸进行分流。渠道分水分沙机理及分流对渠道原有输沙能力的影响研究是灌区系统水沙资源优化配置的基础。在分流水流流态已有研究成果的基础上,利用含沙量垂线分布理论公式,推导得到渠道自流分流时分沙比与分流比呈0.9次幂关系式,并利用灌区引水含沙量与大河含沙量的统计数据进行了验证。此外,根据建立的分沙比关系式进一步分析了分流条件下保持渠道原有输沙能力的临界条件,说明了渠道分流通常会增加原渠道的淤积,进而在分沙比关系式及输沙能力公式的基础上建立了渠道淤积比与分流比的关系式,经数值分析可知淤积比随着分流比的增大先增大后减小。

利用复合酶制备低聚甘露糖

为了探寻利用复合酶制备低聚甘露糖的最佳工艺,基于β-甘露聚糖酶和β-1,4-内切葡聚糖酶对魔芋精粉的水解具有协同作用的原理,以耐高温的重组β-甘露聚糖酶(re Au Man5AN3C3)为主,辅以不同活性单位的高催化活性的重组β-1,4-内切葡聚糖酶(re Au Cel12A)对魔芋精粉进行水解。通过研究不同酶的添加比例、酶解p H值、酶解时间、酶解温度和底物浓度等因素,获得复合酶最佳的复配比例及酶解工艺条件。同时研究了保护剂对复合酶稳定性的影响。研究结果表明:复合酶解魔芋精粉制备低聚甘露糖的最佳工艺条件为:用去离子水配制的30 g/L魔芋胶溶液,re Au Man5AN3C3和re Au Cel12A配比为1∶1.5(前者为60 U/g魔芋精粉),水解温度为60℃,水解时间为6 h,在此条件下魔芋精粉的水解率可达65%。薄层层析分析结果显示魔芋精粉经酶水解后产物主要是二糖以上的寡糖,且主要介于二糖与六糖之间,无单糖的产生。在有保护剂存在的情况下,复合酶在室温下存放2个月其残余酶活均能超过85%。