植物花青素合成的环境调控研究进展

花青素是一种重要的色素,与植物茎、叶、花瓣、果实、种皮等组织器官的呈色密切相关。植物花青素的生物合成主要受遗传控制,环境因子也对其合成有重要调控作用。环境主要通过影响结构基因和转录因子的表达而影响花青素的积累与植物显色。温度、光照、糖、激素、干旱、盐、低氮、pH值等均对植物花青素的生物合成有显著影响。本文综述了环境因子对植物花青素合成代谢调控的研究情况,以期为花青素合成代谢的相关研究提供参考。

天基分布式光学合成孔径技术

宜居带行星探测研究是近年系外行星研究的热点领域之一,探测太阳系附近的宜居行星对研究生命起源等具有重要意义,成为系外行星探测的重要内容.天基分布式合成孔径技术作为系外宜居行星探测的重要手段,已经成为目前前沿光学技术研究的热点方向,但是仍有诸多技术问题需解决.本文从宜居行星搜寻计划的需求出发,根据以迈克尔逊干涉成像为基础的天基分布式合成孔径系统技术原理,介绍了国内外典型分布式合成孔径系统的技术发展,重点分析了实现天基分布式干涉成像所需采用的控制系统和技术,并阐述了解决高精度空间测距、高精度时间同步、多层级位相同步等关键问题的技术要点.为未来大型柔性可重构空间望远系统的建造提供了参考.

磁性生物炭合成及其对重金属吸附机制的研究进展

磁性生物炭(Magnetic biochar,MBC)因其磁分离能力和广阔应用前景而受到研究者广泛关注。MBC中碳基结构特征(如形貌、比表面积、官能团等)和铁氧化物形态及分布受多因素影响,如原料来源、热解温度、合成方法等。然而,MBC特性与合成条件的关联性以及MBC对重金属的吸附机制有待进一步研究。本文通过阐述合成条件对MBC特性的影响及其吸附重金属机制,提出关于未来MBC吸附重金属研究的一些科学问题,这将为认识MBC的环境效应提供重要的基础信息。

bHLH96的克隆及其在薄荷萜烯生物合成调控中的功能

【目的】薄荷精油是日化、医药和食品工业中的重要原料,bHLH转录因子在调控植物挥发性次生代谢产物合成中具有重要作用。探究bHLH蛋白在薄荷挥发性物质合成调控中的作用,为通过代谢或基因工程改良薄荷种质提供重要基因资源,拓展有关植物挥发性次生代谢产物合成途径与调控机制的认识。【方法】利用转录组测序和RT-qPCR技术分析bHLH96在薄荷根、茎、叶中的表达,并通过RT-PCR法克隆其全长序列,再利用DNA重组技术构建植物表达载体pBI121-bHLH96,利用农杆菌介导法在薄荷叶片中过表达,检测过表达bHLH96对薄荷叶片萜烯化合物含量和合成相关基因表达的影响。【结果】薄荷bHLH96的编码区全长861 bp,编码286个氨基酸残基。薄荷bHLH96是一个细胞核定位蛋白,植物bHLH96蛋白间的序列相似性为45.45%-73.68%,薄荷bHLH96与薰衣草LaMYC4和丹参SmbHLH94等唇形科植物bHLH蛋白的亲缘关系较近。在薄荷叶片中瞬时过表达bHLH96,显著影响15种萜烯化合物的相对含量。过表达bHLH96显著上调萜烯合成相关基因OC2、SM1、KS1、ND和EAO1的表达,显著下调NLS1、LS1和iPR的表达。【结论】薄荷bHLH96可能通过调控萜烯合成相关基因的表达,影响相关萜合成酶的活性,从而调控薄荷萜烯物质的合成。

合成孔径雷达快速后向投影算法综述

后向投影(BP)算法是合成孔径雷达成像算法发展的重要方向之一。然而,由于BP算法具有较大的计算量,阻碍了其在工程应用上的发展。因此,近年来如何有效地提高BP算法的运算效率受到了广泛的重视。该文讨论了基于多种成像面坐标系的快速BP算法,包括距离-方位平面坐标系、地平面坐标系和非欧氏坐标系。该文首先简要介绍了原始BP算法的原理和不同坐标系对加速BP算法的影响,并对BP算法的发展历程进行梳理。然后讨论了基于不同成像面坐标系的快速BP算法的研究进展,并重点介绍了作者所在研究团队近年来在快速BP成像方面完成的研究工作。最后介绍了快速BP算法在工程上的应用,并展望了未来快速BP成像算法的研究发展趋势。

兰州百合鳞茎花青素合成相关MYB与bHLH转录因子的筛选分析

百合鳞茎在采后贮藏过程中,由于花青素的积累导致鳞茎变紫红色,进而影响其价值。该文基于兰州百合鳞茎转录组数据,利用生物信息学技术分析花青素相关转录因子,共分析了50个MYB转录因子与73个bHLH转录因子,包括序列的比对、理化性质分析、亚细胞定位、系统进化关系以及保守结构域预测。MYB分类结果显示,50个MYB转录因子中有2个属于1R-MYB类,44个属于R2R3-MYB类,3个属于3R-MYB类,1个属于4R-MYB类。50个MYB不稳定蛋白均为亲水性蛋白,亚细胞定位表明48个MYB定位于细胞核。73个bHLH均为不稳定蛋白,且72个都为亲水性,亚细胞定位显示58个bHLH定位于细胞核。通过与模式植物拟南芥MYB和bHLH转录因子构建进化树分析、保守结构域预测、基因表达量分析以及转录因子与结构基因的相关性分析,初步筛选出3个MYB基因和1个bHLH基因可促进兰州百合鳞茎花青素合成,为进一步深入研究兰州百合鳞茎花青素调控基因提供了理论支持。

基于产业视角的合成生物学发展态势研究

近年来,受技术突破、政策支持、产业和资本跟进等因素驱动,合成生物学迅速从实验室走向市场,迎来产业化发展的关键时期。本文梳理了2020年以来国内外相关战略规划、政策法规、市场动态、商业合作和金融投资等信息,从产业视角对合成生物学发展态势进行分析。政府方面,合成生物学成为各国生物经济战略中的关键引擎,应用于医药、化工、材料、农业、食品等关联行业的技术路线和规划目标进一步清晰,支持新技术新产品商业化的监管机制不断优化,技术管控和科技安全问题受到关注。市场方面,基于合成生物学的实用成果相继迎来商业化“里程碑”,合成生物企业与传统制造企业“双向奔赴”、协同合作日益紧密,市场投资保持信心并趋于商业理性,有利产业发展的健康生态正加快完善。为加快推动我国合成生物学产业发展,建议进一步研究制定关键领域技术路线,支持底层使能技术、产业核心关键技术与核心装备攻关,推动重点行业应用示范,增强先进生物制造设施、数据资源等能力建设,鼓励各方共建有利合成生物产业化发展的产业生态。

基于合成控制法的DRG改革对住院费用的影响——以北京市三级公立医院为例

目的:分析DRG改革对北京市三级公立医院例均住院总费用及其增速、内部结构的短期效应与长期影响。方法:基于2009—2018年北京市三级公立医院住院费用的年度报表数据,采用合成控制法分析2011年的DRG改革对例均住院总费用及各项费用占比的影响。结果:与未试点的医院相比,短期内试点医院的例均住院总费用有所降低,药占比下降显著,耗材费用占比增速下降明显,手术、治疗、护理费用占比有所下降,检查、化验费用占比略有上升。长期看,试点医院例均住院总费用与增速超过非试点医院,药占比、手术、治疗、护理费用占比低于非试点医院,耗材费用占比大幅提高,检查、化验费用占比呈现较强的个体差异性。结论:DRG改革短期内对控制费用增长具有积极作用,长期效果有待改善,费用结构有待优化;未来应从发挥“双中心”的多元作用、与三级公立医院绩效考核结合、提高体现医生技术劳动价值的收入等方面完善DRG改革。

可再生能源电制氢合成氨系统的并/离网运行方式与经济性分析

可再生能源电制氢合成氨(renewablepowerto ammonia,Re Pt A)是风力发电、光伏发电等可再生能源的大规模消纳方式之一,也是化工行业实现低碳清洁发展的重要技术路线之一。利用风电光伏电解水制氢合成氨系统模型,分析电网调峰型系统、电网友好型系统、工艺离网型系统的绿氨成本,并对电化学储能设备规模、储氢设备规模、电解水制氢设备规模、电解水制氢设备效率等影响因素进行敏感性分析。基于3种绿氨系统的设备配置方案和运行方式评估不同类型系统所需的电网调峰电量,提出3种系统所适合的应用场景。研究结论是近期应该发展电网友好型RePtA系统,远期应该发展工艺离网RePtA系统。

引入逆向思维和设计理念的有机合成实验教学改革——以基于逆合成分析法的肉桂酸合成为例

以经典有机化学实验项目——肉桂酸的合成为例,介绍在有机合成实验教学中引入逆向思维的教学设计,经改进后,实验融入了丰富的思政元素,逆向推理思维模式的引入,避免了“照方抓药”式的实验教学;学生通过探究多条合成路线构建目标分子,进一步加深了对有机合成内涵的理解;本项目融入了三项诺贝尔化学奖成果,确保了教学内容的前沿性和先进性。

Cu_(2)O@C复合纳米材料的光诱导合成制备及其光催化产氢性能

Cu_(2)O具有禁带窄、环境友好和储量丰富等优点,是一种理想的可见光催化剂,然而其光生载流子复合率高和稳定性差等问题限制了Cu_(2)O在光催化领域的实际应用。为此,本文采用光诱导原位技术,以甲醇为碳源、硫酸铜为铜源,一步成功制备了超薄炭壳层包覆的Cu_(2)O复合纳米材料(Cu_(2)O@C)。结果显示,与常规炭包覆方法相比,光诱导原位技术避免了苛刻的反应条件及繁琐的合成步骤对Cu_(2)O半导体结构的破坏,有效保留了Cu_(2)O本征电子结构,使其具有优异的光催化活性及稳定性。同时,Cu_(2)O@C的核壳结构不仅可以钝化半导体表面缺陷和促进光生载流子的分离,而且炭壳层的包覆还可以避免Cu_(2)O纳米颗粒与溶液的直接接触,有效抑制高活性反应中间体对催化剂结构的破坏。与单独的Cu_(2)O纳米颗粒相比,Cu_(2)O@C复合纳米材料在可见光下的光解水产氢活性和稳定性得到显著提高,产氢速率可达1.28 mmol/(g·h),且在连续五次循环稳定性测试中,氢气生成速率无明显变化。

合成孔径雷达高分辨率成像虚拟仿真实验平台设计

合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)系统组成复杂,搭载于飞机、卫星等运动平台上才可实现数据获取,难以开展基于SAR雷达实物的实验教学。为解决此问题,设计并搭建了SAR高分辨率成像虚拟仿真实验平台。该虚拟仿真实验平台将系统设计技术、实验设计技术、数据采集过程、信号处理技术、图像评估技术等SAR实验的完整流程进行了高展示度、高保真度、高交互性的计算机模拟。一方面,该虚拟仿真实验可以帮助学生理解SAR设计、工作和应用的流程,巩固相关课程基础知识,激发学习雷达信号处理知识的兴趣;另一方面,可以考查学生对相关知识的综合应用能力,增强学生解决实际问题的技能。该仿真平台已成功应用于虚拟仿真教学课程实践,教学效果良好,对培养新工科技术型人才具有重要意义。

手性δ-取代己内酰胺化学/酶串联一锅法合成及立体构型调控

报道了一种以1-取代高烯丙基胺为原料,结合酶催化动态动力学拆分与分子内烯烃复分解反应串联一锅法制备手性δ-取代己内酰胺的方法。分别用脂肪酶和蛋白酶作为动态动力学拆分催化剂,实现了手性δ-取代己内酰胺立体构型的调控。通过该方法制备的R-δ-取代己内酰胺的对映体过量值(enantiomeric excess,ee)均在90%以上,产率维持在76%以上;所制备的S-δ-取代己内酰胺的ee也在82%以上,产率均高于70%。

著作权视域下深度合成算法技术的法律规制

深度合成算法技术由于其趣味性与便捷性,满足了民众的多元化需求,集中应用于社交媒体、影视娱乐等领域。然而,深度合成算法技术激发用户创新内容的同时,在著作权领域也引发了一系列困境与挑战。通过梳理分析现行著作权法难以将深度合成物纳入“作品”的范畴、现行合理使用制度难以判定对原作品的“深度合成行为”以及现行著作权法难以协调深度合成“作品”与原作品的保护边界这三大亟待解决的困境,并提出相应的著作权法规制路径,从而实现著作权保护与深度合成算法技术应用的平衡发展。

原位合成TiB_(2)颗粒增强铝基复合材料研究进展

原位合成技术制备的铝基复合材料,权衡了强度和塑性间的矛盾,有望实现铝基复合材料的结构功能一体化。原位合成TiB_(2)颗粒增强铝基复合材料比刚度,比模量高,具有优异的力学性能、耐腐蚀性能、耐磨性能和抗疲劳性能,是近年来金属基复合材料的研究热点之一,在汽车制造、高铁动车、航空航天和国防军事等领域具有广阔的应用前景。归纳了三种原位合成TiB_(2)颗粒增强铝基复合材料反应体系(Al-K_(2)TiF_(6)-KBF_(4)体系、Al-TiO_(2)-B_(2)O_(3)体系和Al-Ti-B体系)的特点和优势,概述了原位合成TiB_(2)颗粒对铝基体晶粒尺寸、界面结合和润湿性产生影响的研究现状,对TiB_(2)颗粒强化铝复合材料力学性能的作用机制展开了讨论,梳理总结现阶段在此领域研究过程中仍未解决的问题,展望TiB_(2)颗粒增强铝基复合材料的潜在发展空间,以期为研究和开发原位合成颗粒增强铝基复合材料提供参考。

跨境电商产业政策对出口开放度的影响:来自合成控制法的证据

跨境电商作为数字经济时代的一种贸易新业态,是否有助于缓解当前逆全球化背景下中国外循环面临的挑战值得关注。文章以2012年和2013年实施的跨境贸易电子商务服务试点作为准实验,运用合成控制法进行了反事实分析,以此来识别跨境电商产业政策对试点城市出口开放度的因果效应,并在此基础上进一步从理论和实证的角度揭示了跨境电商产业政策对试点城市出口开放度的影响机制。研究结果表明,跨境电商产业政策显著促进了试点城市的出口开放度,这一结论通过了一系列稳健性检验;机制分析表明,跨境电商产业政策对试点城市出口开放度的影响主要是通过降低试点城市贸易成本这一渠道产生的。基于上述分析,文章最后针对性地提出了相关政策建议。

依托合成生物学竞赛培养创新人才的探索与实践

培养具有科研创新实践能力的人才是高校人才培养使命的重要体现。随着科教融合理念的发展,学科竞赛已成为创新型人才培养的重要支撑。本文基于合成生物学领域的顶级国际性赛事国际基因工程机器大赛(iGEM)和国内赛事合成生物学竞赛-创新赛(SynBio)对于大学生主观能动性和创造力的要求,结合南京工业大学iGEM团队连续五年的参赛历程,探索了以高水平竞赛为依托的拔尖创新人才培养模式,提出了将竞赛、科研和教学三者相结合,通过建立以兴趣为导向、学生为主体的学习模式,以创新为核心、实践为基础的科研训练,以学科交叉为特色、团队协作为基石的教育平台,促进拔尖创新人才培养的质量不断提升。

金属纳米团簇的模板合成及其在食品中的应用进展

金属纳米团簇(Metal Nanoclusters,MNCs)因其独特的物理化学性质,在食品安全领域显示出极大的应用潜力。通过模板合成法,可实现MNCs特定尺寸、形状和分散性的调控,进而提升其功能特性。本文结合近年来关于金属纳米团簇的研究,主要综述了模板辅助合成金属纳米团簇的机制及其在食品污染物检测、食品包装材料、抗菌剂和食品添加剂检测方面的应用,为模板法合成金属纳米团簇提供可参考的科学依据,为金属纳米团簇在食品安全监测领域提供见解和方向。

生物合成法生产麦角硫因的研究进展

麦角硫因(ergothioneine,ERG)作为一种稀有的天然含硫组氨酸衍生物,已被证明具有强大的抗氧化性和诸多生物学功能。因此,ERG受到越来越多研究人员和产品开发人员的关注。目前,ERG已被广泛应用于食品、化妆品和医疗等行业。研究表明只有少数细菌和真菌可体内合成ERG,植物、动物和人类自身均不能直接合成ERG,只能从其他来源获取。ERG可通过生物提取法、化学合成法以及生物合成法获得,但由于传统生产方式(生物提取法和化学合成法)存在产量低、生产效率差和生产成本较高等问题,限制了该产品的规模化生产和应用。因此,亟需开发一种高效、经济且安全、可靠的ERG生产方式以满足市场的需求。近年来合成生物学快速发展,利用基因工程、蛋白质工程和代谢工程等技术提高生物合成法生产ERG的能力已逐渐成为研究热点。本文将论述ERG的生物学活性和功能,介绍ERG生物合成途径和ERG在食品、化妆品和医疗等行业的应用前景,比较ERG主要的生产方式,总结并梳理近年来采取各种工程策略通过生物合成法生产ERG的研究进展;并就如何利用基因工程、蛋白质工程和代谢工程提高ERG产量提出几点工程策略,以期为生物合成法高产ERG提供理论参考和研究思路。

双环克拉霉素衍生物的合成及抗肿瘤活性研究

目的设计并合成一系列3-氧代-8,9;10,11-双脱水-N-去甲克拉霉素衍生物,进行体外抗肿瘤活性研究。方法以克拉霉素为起始原料,经脱除克拉定糖、羟基保护、氧化、脱除羟基保护基、去甲基化、酰化反应得到目标化合物。采用MTT法测定目标化合物对人纤维肉瘤细胞株HT1080、人口腔癌细胞株KB和人胃癌细胞株SGC-7901的增殖抑制活性。结果合成了10个结构新颖的双环克拉霉素衍生物,其结构经13C-NMR和HR-MS确证;其中,化合物12f和12g具有良好的抗肿瘤活性。结论合成的双环克拉霉素衍生物具有一定的抗肿瘤活性,为抗肿瘤创新药物研究提供了新思路。