海甘蓝发育种子中FAE1的表达模式与芥酸积累

为了探究海甘蓝控制超长链脂肪酸合成的关键基因FAE1的表达模式及其对发育种子中芥酸合成的影响,针对已克隆的5个FAE1同源基因(CaFAE1-1~CaFAE1-5),以苗期根、茎、叶及不同发育时期(花后5~25 d)的种子为材料,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析其表达模式;并采用气相质谱技术(GC-MS)检测不同发育时期种子中的脂肪酸相对含量,重点探讨不同CaFAE1基因表达量与种子芥酸含量的相关性。结果表明,相对种子而言,5个CaFAE1基因在根、茎、叶组织中的表达水平极低;而在花后5~25 d种子中,CaFAE1-3的表达量均为最高,且随种子发育进程呈逐渐升高趋势;其他4个CaFAE1基因的表达量均呈先升后降趋势,均于花后20 d达到最高值,随后CaFAE1-5和CaFAE1-4表达量迅速下降。GC-MS分析结果表明,花后5~15 d种子中,长链饱和脂肪酸C16∶0和C18∶0及单不饱和脂肪酸C18∶1相对含量均显著高于超长链脂肪酸含量,随后其含量快速下降,表明CaFAE1以C18∶0和C18∶1为底物的脂肪酸碳链延长主要发生在花后15 d及以后,且终产物主要为C22∶0和C22∶1。CaFAE1基因表达量与脂肪酸组分含量相关性分析结果表明,在花后5~25 d种子中,5个CaFAE1的表达量均与超长链脂肪酸含量呈正相关,且CaFAE1-1、CaFAE1-2和CaFAE1-3与芥酸相对含量呈显著或极显著正相关。由此推测,多拷贝、高活性FAE1的高水平表达可能是海甘蓝种子中芥酸含量高的主要成因。

十字花科植物芥酸合成基因FAE1-closest的克隆及功能分析

对十字花科(Brassicaceae)中具代表性的高、低芥酸植物的FAE1-closest基因进行扩增,并对其编码的氨基酸序列进行序列比对;基于FAE1-closest氨基酸序列构建遗传关系树;将具有代表性的FAE1-closest基因在酵母中进行转化,比较不同植物来源的该基因调控芥酸合成能力的差异。结果显示:十字花科高、低芥酸植物FAE1-closest基因编码的氨基酸序列主要有A和B 2种类型,其对应的编码区全长分别约为1461和1389 bp,且B类型的氨基酸序列仅出现在高芥酸植物中;比较氨基酸序列的变异位点发现,高、低芥酸植物中共存在150个变异位点,高芥酸植物中第320位的氨基酸为赖氨酸(K),低芥酸植物中该位点为苏氨酸(T)。遗传关系树显示:12种芥酸植物可聚为Ⅰ和Ⅱ2个分支,大部分高芥酸植物的FAE1-closest氨基酸序列聚在分支Ⅰ;高芥酸植物银扇草(Lunaria annua Linn.)以及低芥酸植物涩荠〔Malcolmia africana(Linn.)R.Br.〕、鸟头荠〔Euclidium syriacum(Linn.)R.Br.〕和四齿芥〔Tetracme quadricornis(Stephan)Bunge〕的FAE1-closest氨基酸序列聚在分支Ⅱ。酵母转化实验结果显示:蔓菁(Brassica rapa Linn.)和洋基芥(Brassica tournefortii Gouan)的FAE1-closest基因转酵母产物中检测到了芥酸,涩荠、鸟头荠、四齿芥和银扇草的FAE1-closest基因转酵母产物中均未检测到芥酸,说明只有部分十字花科植物的FAE1-closest基因与芥酸合成相关。综上所述,低芥酸植物来源的FAE1-closest基因均不能合成芥酸,部分高芥酸植物来源的FAE1-closest基因能合成芥酸,不同十字花科植物中的FAE1-closest基因在芥酸合成过程中发挥作用的程度不同;FAE1-closest基因是否为芥酸合成过程中的主效基因,有待进一步验证。

不同超长链脂肪酸延长酶基因FAE1芥酸合成功能的比较

植物芥酸是在以FAE1(Fatty acid elongase 1)编码的β-酮脂酰-CoA合酶为关键限速酶的多酶复合体的催化下合成的,主要以TAG形式储存于种子中,是一种重要的油脂化工原料。不同植物来源的FAE1基因序列差异是导致其芥酸合成能力差异的根本原因。为分离和鉴定芥酸高合成能力的FAE1,本研究采用同源克隆法从油菜、海甘蓝、旱金莲和荷包蛋花等4种植物中克隆获得了12条正常编码的FAE1基因序列,并分别构建表达载体在酵母中进行诱导表达和芥酸含量比较分析。结果表明,源于不同植物的12条FAE1基因cDNA序列一致性介于52.1%~99.9%,氨基酸序列一致性介于49.9%~99.8%,FAE1基因具有明显的种属特性。酵母表达及GC-MS分析结果表明,源于绵油328、海甘蓝和荷包蛋花的8个FAE1基因具有超长链脂肪酸合成能力,其中CaFAE1-3合成芥酸能力最强(4.82%),其次为GjFAE1-1(4.53%),LdFAE1合成芥酸能力最弱(0.29%);CaFAE1-3对C20∶1转化率可达95.39%,在高芥酸育种领域具有极大的应用潜力。另外4个源自阳光80和旱金莲的FAE1基因均不具有芥酸合成功能,因为GyFAE1-2、TmFAE1-1和TmFAE1-2在保守的半胱氨酸或(和)组氨酸位点存在突变,而GyFAE1-1存在1个R395K突变,导致酶活丧失。本研究增进了对FAE1基因结构与功能之间关系的认识,为油菜和海甘蓝的高芥酸育种及芥酸性状基因工程改良提供了科学依据。

用单一非等温DSC曲线评价FAE复合燃料内相容性的研究

尝试了用炸药组分的单一非等温 DSC曲线来确定一次引爆型 FAE复合燃料的热分解动力学参数 ,并据此来评价该复合燃料的内相容性。通过对比可以发现 ,该方法处理的结果与传统的 Ozawa方法处理结果误差很小。实验结果也表明一次引爆型 FAE药剂具有良好的内相容性。

Gordon-McBride程序在FAE燃料选择中的应用

本文借助于Gordon-Mc Bride计算程序计算了三十多种可能的FAE燃料在空气中的CJ爆轰参数,并结合它们的起爆能、爆轰极限等参数的实验数据,分三类对其进行了讨论,结果表明:乙炔、MAPP及其它不饱和性强、沸点适当的化合物或混合物是较好的碳氢燃料;氢化铝、铝、二硼烷是较好的高能燃料;环氧乙烷、硝酸丙酯、偏二甲肼、二硼烷是较好的敏化燃料。

爆炸抛撒过程中FAE云雾的运动特性

为研究爆炸抛撒过程中燃料空气炸药（FAE）云雾的发展和变化特征,通过高速摄影观测了不同密度FAE的云雾形成和运动状态,用数值仿真计算了燃料圆柱外表面中心点处质点的速度变化,在距爆心2.5 m处利用光电探测方法测量了云雾相对浓度变化。结果表明：燃料在云雾形成之前的运动主要以射流为主,云雾形成后主要为扩散运动。燃料密度越大,相同时刻云雾扩展直径越大。燃料质点的速度在爆炸抛撒条件下经历先快速增大后缓慢降低的过程,最高速度达到377 m·s-1。在10~80 ms,燃料浓度的变化幅度表现出由大到小的变化,显示抛撒云雾内部的燃料颗粒空间分布具有非均匀性的特点,并且适当延长云雾运动时间,燃料颗粒分布的均匀性可得到有效改善。

芥菜型油菜FAE1基因序列特征及其与芥酸含量关系的初步分析

采用同源序列法对6个芥菜型油菜(Brassica juncea)品种(高芥酸、中芥酸、低芥酸)、2份白菜型油菜品种(高芥酸和低芥酸)和1份黑芥品种的FAE1基因进行克隆和测序表明,9个品种的FAE1基因编码区全长均为1522bp,不含内含子,均编码507个氨基酸残基。序列比较表明,芥菜型油菜中有两种FAE1基因序列(BjFAE1.1和BjFAE1.2),其亲缘种白菜型油菜和黑芥中各有一种FAE1基因序列(BrFAE1和BnFAE1),BjFAE1.1对应于白菜型油菜的BrFAE1,BjFAE1.2对应于黑芥的BnFAE1;BjFAE1.1和BjFAE1.2之间存在71bp处核苷酸变异和Hind III不同的酶切位点(第1415位和第1144位),蛋白质水平上存在15处氨基酸变异。比较不同芥酸含量品种的FAE1基因序列表明,BjFAE1.1基因存在2个SNP位点(第968位和第1265位),BjFAE1.2基因也有2个SNP位点(第49位和第237位),这4个SNP位点中有3个位点(第49位、第968位和第1265位)导致蛋白质水平上氨基酸的差异。其中BjFAE1.1基因第968位的碱基变化(C→T)引起的第323位氨基酸变化(Thr→Ile),能够解释芥菜型油菜和白菜型油菜高芥酸到低芥酸(中芥酸)的转变;第1265位的碱基变化(T→C)引起的第422位的氨基酸变化(Phe→Ser),能够部分解释芥菜型油菜的高芥酸到低芥酸(中芥酸)的转变,白菜型油菜的高芥酸和低芥酸品种在该位点的碱基没有变化。BjFAE1.2基因第49位的碱基变化(T→C)引起的第17位氨基酸的变化(Phe→Leu),可以解释芥菜型油菜的中芥酸变成高芥酸(低芥酸)。陕北黄芥低芥酸突变株1278-3的FAE1基因序列和国外低芥酸品种比较,只在第1265位出现变异。

FAE武器威力评价方法探讨

FAE武器的威力评价方法应包括自身威力评价和毁伤效应评价两个方面。在对既有的 FAE武器威力评价方法进行分类评价的基础上 ,本文结合 FAE武器爆炸场特性 ,综合考虑该武器的各种爆炸作用形式 ,并兼顾科学与实用的原则 ,提出了 FAE武器自身威力评价方法。研究表明 ,用 FAE爆轰能和广义 TNT当量两个指指来评价 FAE自身威力能全面反映 FAE武器爆炸场特性 ,适合于 FAE武器间的威力对比以及FAE武器与 HE武器的威力对比 ,该评价方法具有普遍性。

FAE云雾控制因素的优化研究

利用多因素二水平的正交实验方法，选择了对云雾形成及形状起重要作用的ＦＡＥ弹体的上端板厚度、侧面板预弱方式、分散药上底面所填充的多孔惰性材料高度，进行了重点研究，从而得到实现理想云雾所要求的优化条件。

十字花科植物中低芥酸野生种的发掘和FAE1基因的功能验证

【目的】发掘低芥酸野生种,并探明这些野生种的低芥酸遗传机理。【方法】本研究采用同源序列法从野生种和甘蓝型油菜中分离FAE1序列。用酵母系统异源表达野生种的FAE1。用气相色谱法分析脂肪酸组成。【结果】比较FAE1序列发现5个野生种的FAE1序列与甘蓝型油菜的FAE1同源性高于85%。分析它们编码的蛋白质序列,发现5个野生种在第282位氨基酸残基处都是丝氨酸,而且与酶活性相关的氨基酸残基(Cys223、His302、His387、His391和His420)都没有发生突变,这些特征与报道的高芥酸油菜品种相同,不同于低芥酸油菜。Western Blot分析发现野生种的FAE1都在酵母系统中获得了表达,转化诸葛菜和荠菜FAE1的酵母并未合成长链脂肪酸,而转化新疆野芥、新疆白芥和菘蓝的FAE1的酵母都有微量长链脂肪酸的合成。【结论】诸葛菜和芥菜确为低芥酸野生种,而且其低芥酸性状源于FAE1编码产物的失活。

爆炸抛撒方式对FAE云雾爆轰特性及威力影响的实验研究

为探讨中心药管和径向药管爆炸抛撒对FAE爆轰特性及威力影响，通过高速录像、压电传感器和红外热像仪记录FAE静爆实验。获得两发50kg PO、1．5kg抛撒装药、两种爆炸抛撒作用下的云雾扩散、火球温度、冲击波超压数据。结果表明，采用中心药管和径向药管爆炸抛撒形成的云雾覆盖面积和起爆形态相差不大；后者在云雾和破片均匀性方面优于前者．火球温度比前者增益约12％，冲击波超压比前者增益约20％～35％。

含铝炸药与一次引爆FAE威力特性对比研究

为比较含铝炸药与一次引爆燃料空气炸药(FAE)威力特性,对JHL-2含铝炸药与一次引爆某燃料空气炸药公斤级爆炸冲击波参数进行了测试。结果表明,在相同装药体积情况下,距爆源水平距离为3m、5m和7m处,JHL-2冲击波峰值超压比一次引爆某燃料空气炸药分别提高了13.5%、39.0%和18.5%,正压区冲量提高了21.5%、22.7%和16.5%,正压作用时间略有下降,说明含铝炸药爆炸威力可以达到甚至超过一次引爆FAE。

FAE威力评价方法与目标防护分析

对燃料空气炸药（ＦＡＥ）爆炸场特性进行了分析；从冲击波超压－ 冲量毁伤准则出发，提出一种以靶板毁伤效应为评价依据的ＦＡＥ威力评价方法，并结合易损性等效原理。

FAE战斗部毁伤威力评价的试验研究

利用基于靶板毁伤效应和超压-冲量准则的FAE战斗部毁伤威力评价方法，分别对三种不同起爆方式和燃料配方的FAE战斗部进行了毁伤威力评价的试验，并计算得到了相应的TNT威力当量值。结果表明，1^#云爆弹在炸距3．8m之后靶板的变形挠度大于同药量的RDX／TNT装药，在炸距3．8～4．2m之间的TNT当量约为2．0；在炸距13-18m之间，采用新型固液混合燃料的2^#云爆弹的靶板变形挠度约为传统环氧丙烷燃料的3^#云爆弹的1．4倍．TNT当量分别为3．75和2．96。

FAE燃料炸药抛散蹿火失效的实验研究

燃料空气炸药形成云雾时发生蹿火是燃料分散失效的一种重要模式。本文对模型弹的蹿火失效发生的原因、点火源、点火位置及防止办法进行了实验分析。结果表明 ,对特定燃料 ,蹿火的点火源主要是中心分散药的高温产物 ,点火位置是模型弹结构的两个端部。

高威力FAE液态燃料的优化选择

应用系统工程理论建立了高威力 FAE的燃料优化分析评价方法 ,对 FAE液态燃料进行了优化排序和筛选 ,得到了综合效能较优的

装置参数对FAE云雾状态的影响

本实验研究了壳体材料、比药量和长径比等装置参数对燃料空气炸药(FAE)云雾状态的影响。结果表明:钢质壳体更利于云雾的径向分散;适当的比药量可形成最优化的云雾尺寸和调节云雾内部浓度;长径比不是云雾最终状态的决定因素。

FAE爆轰参数计算与性能设计探讨

采用 VLW状态方程及其程序计算环氧丙烷 /铝粉燃料的 FAE爆轰参数 ,研究了分散浓度 (氧平衡 )对 FAE战斗部威力性能的影响。结果表明 ,按照微负氧设计 ,有利于提高 FAE爆轰威力和燃料能量利用率 ;铝粉配比的增加能提高 FAE爆轰参数 ,但配比过高不利于燃料分散 ,导致 FAE氧平衡不好 ,反而影响

芥菜型油菜脂肪酸含量的变异、相关性分析及芥酸调控基因FAE1特异引物设计

芥菜型油菜是我国芸苔属的三大油料作物之一,具有耐旱、抗病虫等优良特性;而我国是芥菜型油菜的重要起源中心,具有丰富的种质资源。该研究从全国各地搜集了34份芥菜型油菜,在贵阳环境条件下种植,其脂肪酸含量(芥酸、油酸、硬脂酸、亚麻酸和亚油酸)表现出丰富的变异,并呈正态分布。结果表明:这些芥菜型油菜种质资源的不同脂肪酸含量间的相关性发现,芥酸和油酸间呈极显著负相关,亚麻酸和硬脂酸呈极显著的正相关,亚麻酸和亚油酸呈现负相关。利用这些材料的脂肪酸含量进行主成分分析,发现绝大部分材料(30份,占88.2%)集中在二维图的特定区域,只有少数其它材料散落在图中其它区域,他们分别是SL63、棱角油菜、T6342和长阳黄芥,这些变异较大的材料在芥菜型油菜的育种中可以发挥特殊作用。此外,运用来自甘蓝型油菜和甘蓝的芥酸调控基因FAE1的已知序列,并设计了FAE1特异引物,而引物在全部34份芥菜型油菜种质资源中均表现出了较好的扩增效果。因此证实芥菜型油菜中至少含有一个FAE1拷贝。该研究结果对于芥菜型油菜育种在我国的开展及其未来的分子育种具有重要的指导意义。

FAE装置炸高对爆炸压力场影响的实验研究

FAE装置炸高对爆炸压力场有重要影响。本文通过相同条件下不同炸高的 FAE装置进行实验 ,利用多通道数据采集仪和地面模拟目标进行空气冲击波测量和地面毁伤效应评估。实验结果表明 :FAE装置炸高对爆炸空气冲击波有重要影响 ,它不仅影响毁伤半径 ,而且还影响不同距离处的冲击波作用时间和压力峰值。