HFE-7100平行微通道流动沸腾实验

微通道流动沸腾冷却技术兼具相变潜热和微尺度效应的诸多优点,是解决微电子器件热致失效问题的重要方法之一.HFE-7100是一种安全环保的电子氟化液,特别适用于微电子器件的冷却.本文在水力直径为0.5 mm的矩形平行微通道内,对HFE-7100的流动沸腾传热和两相流动特性进行了实验研究,测量范围为常压下质量流率88.9-277.8 kg·m^(-2)·s^(-1)、入口过冷度20.5-35.5℃和有效热流密度12-279 kW·m^(-2).本文分析了质量流率、入口过冷度、有效热流密度和干度对传热系数和压降的影响,发现在较低的入口过冷度下HFE-7100出现了沸腾迟滞现象,且增大入口过冷度和质量流率会延缓沸腾起始点的发生,且会提高传热系数和临界热流密度.两相压降受有效热流密度影响较大,且在定干度下不同质量流率的两相压降在塞状流和环状流阶段有明显差异.同时,通过观测两相流型,对流动沸腾传热现象进行了分析.本文还将两相压降实验数据与文献关联式预测值进行了对比,与Lockhart提出的关联式预测值偏差为19.6%.本文研究结果可为微电子器件散热设备的优化设计提供理论指导:以HFE-7100作为传热工质并将微通道流动沸腾冷却技术应用于微电子器件散热设备,可以提高设备的稳定性和可靠性;在不同热流密度的设备中通过控制入口过冷度和质量流率可有效地提升其散热性能;采用Lockhart提出的两相压降关联式可预测散热设备所需的泵功.

弗氏链霉菌泰乐菌素还原酶基因编辑及其对泰乐菌素发酵产物的影响

目的对弗氏链霉菌(Streptomyces fradiae)泰乐菌素还原酶(tylosin reductase,SFR)进行改造以抑制其对泰乐菌素(tylosin)的还原作用,提高泰乐菌素发酵产量和产品质量。方法在前期对泰乐菌素还原酶编码基因第642位碱基进行定点突变形成终止密码子的基础上,对该基因642位后碱基进行敲除;对基因敲除菌株的生长以及发酵产物中泰乐菌素(A组分)和雷诺菌素(relomycin,D组分)含量进行分析。结果获得了泰乐菌素还原酶基因部分序列敲除的弗氏链霉菌菌株M1-d1;该菌株培养过程中生长状态及稳定期生物量与原始菌株基本一致,菌落形态正常;泰乐菌素发酵产物中敲除菌株A组分相对含量较原始菌株相比增加了10.08%,而D组分相对含量较原始菌株减少68.75%。结论弗氏链霉菌泰乐菌素还原酶基因部分序列敲除不影响菌体正常生长,但能够抑制泰乐菌素还原酶对A组分的还原作用,提高泰乐菌素发酵产物中A组分含量,显著降低D组分含量。

高酶活纤维素分解菌分离筛选的研究

[目的]筛选有良好分解效果的纤维素分解菌。[方法]以含菌秸秆、腐叶和玉米地土壤为材料,经富集培养后,根据水解圈直径进行纤维素分解菌初筛分离培养和复筛培养,制取粗酶液,测定CMC酶活力和滤纸酶活。[结果]从各地采集的样品中共分离到6个菌株,各菌株均能在羧甲基纤维素钠培养基上较好生长,其中菌株H-1、H-2、H-6生长最快,而其余菌株则生长缓慢,菌株H-2的CMC酶活和滤纸酶活分别为0.211 4和0.295 0 IU/ml,菌株H-6的CMC酶活和滤纸酶活分别为0.201 6和0.280 2 IU/ml,高于其他4种菌株;菌株H-4的产纤维素酶能力最低,CMC酶活和滤纸酶活分别为0.181 9和0.206 5 IU/ml。[结论]H-2、H-6菌株分解纤维素的能力最强。

发状念珠藻干旱胁迫响应基因NfGR的克隆与鉴定

该研究采用PCR技术,从发状念珠藻细胞中克隆了谷胱甘肽还原酶(glutathione reductase,GR)基因,命名为NfGR,其开放阅读框长1 374bp,编码458个氨基酸,蛋白相对分子量为49.42kD,理论等电点为5.49。氨基酸序列分析表明,NfGR蛋白具有NADPH结合位点超家族(NADB-Rossmann superfamily)和吡啶氧化还原酶二聚体超家族(Pyr_redox_dim superfamily)2个结构域,与点形念珠藻(Nostoc punctiforme)的相似性达93%。系统进化树分析表明,NfGR与点形念珠藻处在同一进化枝上,亲缘关系较近。qRT-PCR表达分析表明,在不同浓度PEG-6000处理下,NfGR基因均保持上调表达,其中,PEG-6000浓度为8%时,NfGR基因的相对表达量达到峰值(32.69)。研究推测,谷胱甘肽还原酶可能参与了发状念珠藻对干旱胁迫过程的响应。

发状念珠藻POD和EST同工酶研究

[目的]通过分析野生的和液体培养的发状念珠藻的过氧化物酶(POD)和酯酶(EST)同工酶,了解其在遗传物质表达和生理代谢方面存在的差异。[方法]采用聚丙烯酰胺垂直电泳法对野生的和液体培养的发状念珠藻细胞的POD和EST同工酶进行分析与比较。[结果]POD同工酶谱分析表明,野生发状念珠藻细胞有4条带,其Rf值分别为0.400、0.709、0.764和0.929;液体培养的发状念珠藻细胞只有2条带,其Rf值分别为0.736和0.929。EST同工酶谱分析表明,野生发状念珠藻细胞有2条带,其Rf值为0.397和0.559;液体培养的发状念珠藻细胞有3条带,其Rf值分别为0.296、0.397和0.458。[结论]野生的与液体培养的发状念珠藻细胞在POD和EST电泳图谱上存在一定差异,以野生发状念珠藻的POD同工酶酶谱带数多,酶活性强。

硒砂瓜枯萎病生防细菌的筛选与初步鉴定

采用稀释分离平板法,从硒砂瓜连作地生长健康西瓜根际土壤中分离出7株细菌。通过对峙培养法初筛、发酵液验证筛选出3株硒砂西瓜枯萎病拮抗细菌,分别为BF202、BF206和BF207。形态特征观察和生理生化鉴定结果表明,3菌株均为芽孢菌属。3株拮抗菌的获得不仅为开发出安全、高效的生物农药提供菌种参考,而且为深入研究硒砂西瓜枯萎病高效拮抗菌的拮抗机制提供了试验基础。

硒砂瓜连作地微生物群落变化及一株优势芽孢杆菌的分离鉴定

为揭示由于长期连作而造成硒砂瓜减产的主要因素,以不同连作年限的宁夏硒砂瓜种植区土壤微生物作为研究对象,分析连作1 a、连作3 a、连作5 a、连作7 a和连作10 a的硒砂瓜种植区土壤微生物群落的变化规律。在此基础上对一株优势芽孢杆菌NB1菌株进行分离纯化鉴定。结果表明,随着连作年限的增加,硒砂瓜土壤微生物总量呈明显的下降趋势,且微生物菌群结构也发生了变化,总体表现为真菌增加、细菌和放线菌减少的发展态势。通过芽孢细菌形态特征、生理生化反应结合16S rDNA基因序列分析,初步鉴定NB1菌株为枯草芽孢杆菌。研究结果不仅为改善土壤微生物群落结构提供了理论依据,也为最大限度地发挥有益微生物作用、解决硒砂瓜连作障碍提供了科学依据。

纤维素分解菌协同作用研究

[目的]研究纤维素分解菌木霉、青霉、黑曲霉3种菌株之间的协同作用。[方法]将木霉、青霉、黑曲霉进行纯种发酵,添加纯种发酵粗酶液后测定CMC酶相对酶活力,采用混菌发酵观察滤纸分解度,测定CMC酶活力。[结果]混菌发酵的纤维素酶活明显高于纯种发酵的酶活力。[结论]青霉、木霉、黑曲霉3种菌株之间存在两两协同关系。

植物功能基因组学研究进展

植物基因组研究已经由以全基因组测序为目标的结构基因组学转向以基因功能鉴定为目标的功能基因组学研究。本文简要介绍了植物功能基因组的主要研究方法,如基因表达系列分析法、表达序列标签法、差异表达谱基因芯片法、蛋白质组学分析法以及生物信息学等及其研究现状,并展望了植物功能基因组学的应用前景。

发状念珠藻醛酮还原酶基因NfAKR的克隆与表达

以发状念珠藻细胞为试材,采用PCR技术克隆了醛酮还原酶基因的开放阅读框(ORF)序列,命名为NfAKR。对基因序列特征进行了生物信息学分析,根据其编码氨基酸序列预测了NfAKR蛋白的三维结构,同时探讨了PEG-6000胁迫下NfAKR的表达特性。结果表明:NfAKR基因的编码序列长912bp,编码304个氨基酸,预测其编码蛋白的相对分子量为33.51kD,理论等电点为4.94,具有醛酮还原酶超家族保守结构域。NfAKR蛋白主要由10个α-螺旋和11β-折叠组成,中间形成一个疏水穴,作为酶的催化活性中心。NfAKR与点形念珠藻处在同一进化枝上,具有较近的亲缘关系。qRT-PCR分析显示,PEG-6000胁迫下NfAKR基因上调表达,当PEG-6000浓度为8%时,其相对表达量为5.66并达到峰值。依据NfAKR基因响应干旱胁迫上调表达的特性,推测醛酮还原酶可能参与发状念珠藻抵御干旱胁迫过程。

发状念珠藻藻蓝蛋白分离纯化及性质研究

采用冻融法破碎发状念珠藻细胞,经过磷酸缓冲液提取、硫酸铵分步沉淀、离子交换层析和凝胶层析分离纯化发状念珠藻藻蓝蛋白,其纯度(A615/A280)达到5.321,纯化因子为7.623。纯化的藻蓝蛋白最大吸收峰为615 nm,其室温荧光发射峰为646 nm,SDS-PAGE电泳显示其α和β亚基的分子质量在14.4～18.4 ku。稳定性实验表明,低温、避光、pH 6～8以及低浓度的蔗糖等条件下发状念珠藻藻蓝蛋白是稳定的。实验结果将为开发利用发状念珠藻藻蓝蛋白提供参考。

冰核活性细菌研究进展及其在防霜技术中的应用

冰核细菌是诱发和加重植物霜冻的重要因子,通过减少和控制冰核细菌,在霜冻防治研究方面取得了一定效果.细菌冰核是一类蛋白质,称冰蛋白,由细菌冰核基因编码,据报道已有11种冰核细菌的冰核基因被克隆并在大肠杆菌中得到表达.综述了冰核细菌生物学及分子生物学特性,以及冰核细菌在防霜技术中的应用,阐述了冰核细菌的种类、影响冰核活性的成冰因素及冰核细菌和霜冻害的关系.药剂和生防菌能够防除植物上的冰核细菌,减轻或控制霜冻危害,是防御植物霜冻的一条新途径.

蕨孢子培养

蕨有明显的世代交替现象 ,采用不同基质对蕨的孢粉进行培养得到其配子体 ,进一步培养可得到幼孢子体 ,将幼孢子体移栽到营养钵中发育为实生苗。本实验筛选出最佳孢子萌发基质 。

胡芦巴愈伤组织诱导培养的初步研究

进行胡芦巴愈伤组织诱导 ,在MS培养基上 ,附加不同种类和浓度配比的植物激素 ,及在光培养和暗培养两种不同的培养方式下对愈伤组织的诱导率、性状和生长量等进行了比较。其中当BA1mg/L + 2 ,4 -D 0 .5mg/L时 ,愈伤组织诱导率和生长量最好 ,为疏松型愈伤组织系。结果表明 :不同激素配比和不同的培养方式对愈伤组织诱导率、生长量和发生的性状有明显的影响。

真菌孢子三种计数方法相关性的探讨

以对数期生长旺盛的黑曲霉、白地霉和康宁木霉孢子为试验材料,分别用血球计数法、比浊法和平板菌落计数法进行计数,用所测得的孢子数分别与其对应的OD值建立回归方程,方程分别为y=2.193×10-2+8.714×10-8x、y=6.472×10-2+7.251×10-8x和y=5.571×10-2+7.163×10-8x。3种真菌孢子计数方法所测得的孢子数与其对应OD值均有极显著的直线回归关系(P<0.01),计数真菌孢子时用比浊法测得OD值带入方程便可快速准确地得出孢子数目。因此,可用比浊法替代血球计数法和平板菌落计数法,作为实验室计数真菌孢子的首选方法。

发菜G6PDH基因(GND)克隆及其干旱胁迫下的差异表达分析

由GND编码的葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PDH)是戊糖磷酸途径的关键酶。为了解发菜GND分子信息以及对干旱胁迫的响应机制,该研究设计了特异性引物克隆发菜GND全长,进行序列分析、原核表达和MALDITOF-TOF/MS鉴定,并对干旱胁迫下发菜GND的差异表达水平和G6PDH活性进行分析。结果表明:(1)发菜GND全长1 431bp(GenBank登录号为KX553955),与点形念珠藻(73102)的GND核苷酸序列相似性为96%,G6PDH氨基酸相似性为98%;氨基酸序列中第26和27位的Ile疏水性最强,在第302位的Arg亲水性最强,Thr有19个磷酸化位点,Ser有18个磷酸化位点,Tys有5个磷酸化位点,二级结构和三级结构主要由α螺旋、β折叠、β转角和随机卷曲构成。(2)将GND基因进行原核表达,获得47.23kD的外源表达蛋白G6PDH。(3)随干旱胁迫程度加剧,GND在转录水平的表达量和G6PDH活性均逐渐增加。研究结果为进一步探讨干旱胁迫条件下发菜GND表达调控奠定了基础。

枸杞LbMYB1基因的克隆与表达分析

在前期的枸杞花药蛋白质组学研究鉴定差异表达蛋白的基础上,采用RT-PCR技术,从宁夏枸杞"宁杞1号"花药中克隆了一个花药发育差异表达MYB类蛋白基因。生物信息学分析表明,该基因编码R2R3类MYB转录因子的典型结构域,与其他物种MYB蛋白的氨基酸的相似性达72%以上,属于R2R3类MYB蛋白基因家族。将该基因命名为Lb MYB1,Lb MYB1包含一个975 bp的开放阅读框,编码324个氨基酸残基,分子量79.2 kv,等电点为4.95。实时定量RT-PCR检测表明,Lb MYB1基因在花药四分体形成时期高丰度表达,在花中的表达量也较高,果实中表达量较低,在根、茎及叶中未检测到表达,推测Lb MYB1基因可能与花药发育中有关。本研究为后继进一步探讨Lb MYB1蛋白在枸杞花药发育过程中可能发挥的调控功能及其分子机理提供参考。

发状念珠藻不同细胞破碎方法的研究

为了获得野生发状念珠藻和液态培养发状念珠藻细胞破碎和提取藻蓝蛋白的最佳方法,进行了发状念珠藻细胞破碎方法的研究。采用液氮研磨、反复冻融,超声破碎,高压均质和玻璃珠破碎这几种方法对野生和液态培养发状念珠藻进行破碎研究。通过测定破碎率、藻蓝蛋白提取得率和纯度,对几种细胞破碎效果和藻蓝蛋白提取方法进行比较。结果表明,采用高压均质方法能获得最佳的破碎效果,当野生发状念珠藻和液态培养发状念珠藻细胞密度为10mg/mL时,破碎率分别达到96.45%和97.06%。反复冻融法为提取液态培养发状念珠藻藻蓝蛋白最理想的方法,其藻蓝蛋白的纯度和提取得率分别为0.468和1.28%;高压均质为提取藻蓝蛋白的最理想方法,其藻蓝蛋白纯度和提取得率分别为0.153和1.43%。

枸杞花药蛋白质组双向电泳体系的建立及应用

采用改良TCA-丙酮沉淀结合Tris-HCl法提取枸杞花药蛋白质,对蛋白质裂解液成分、IPG胶条的pH范围、上样量及染色方法进行了探索。结果表明:(1)采用17cm胶条、400μg的上样量、含有2mol/L硫脲的裂解液,硝酸银染色,可得到重复性好、质量高的枸杞花药蛋白2-DE图谱,枸杞花药蛋白主要集中在pH 4～7范围。(2)采用该体系分析了‘宁杞1号’和‘宁杞5号’四分体时期花药蛋白,并利用PDQuest 8.0软件在pH 4～7的2-DE图谱上检测到500多个蛋白点,其中差异表达量大于2倍的蛋白有25个。