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。

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。

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。

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。

微生物阿魏酸酯酶及其在食品中的应用研究进展

阿魏酸酯酶(feruloyl esterases,FAEs)是羧酸酯酶的一个亚类,可特异性催化羟基肉桂酸和植物细胞壁多糖之间的酯键水解释放羟基肉桂酸,在食品行业中被广泛应用。该文对来源于微生物的FAEs的结构、分类、催化机理及分子改造等研究进展进行梳理,并对其在面团发酵、酒类酿造、膳食纤维补充剂、茶叶、食品添加剂中的应用及前景进行讨论和展望,以期为阿魏酸酯酶的应用提供参考。

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。

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。

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％。

高温环境因素对固-液混合燃料物理稳定性的影响

固-液混合燃料的物理稳定性对于燃料的质量和安全性均有重要的意义。高温环境引发的易挥发液体组分的气化将对燃料的物理稳定性产生极为复杂的影响。通过自主设计的实验装置模拟、加速燃料物理稳定性改变,并分别从液体燃料析出及密度分布变化趋势,分析高温环境因素的作用。结果表明:自然堆垛状态下燃料的顶部受饱和蒸汽压的改变影响较大,而中部、底部则由于燃料的紧密堆积,形成各自独立的气液平衡。同时,液体燃料于高温环境中对固体的润湿效果随之增强,更有利于液体组分完成对固体颗粒的吸附。在303~333 K的温度条件下,固液体积比为1.25∶1,硝基甲烷占液体组分40%的固-液混合燃料保持最佳的物理稳定性。

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。

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。

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

圆台形FAE装置抛撒初期燃料运动特性研究

为研究圆台形燃料空气炸药(FAE)装置燃料抛撒运动特性,利用ANSYS/LS-DYNA软件对燃料初始抛撒过程进行了数值模拟,得到了不同位置处的燃料抛撒初速,分析了中心抛撒药结构对燃料抛撒的影响,并进行了实验验证。结果表明:圆台形FAE装置不同位置处的燃料抛撒初速与截面比药量有关,燃料抛撒初速随截面比药量的增加而增加;相较于等直径中心抛撒药,采用变直径中心抛撒药时截面比药量一致性更好,有利于减小不同位置处燃料抛撒的速度差。

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 云雾形成过程的实验研究

描述了用高速摄影法研究ＦＡＥ形成过程云雾运动特性的实验，通过对实验记录数据的分析，给出了在爆炸抛撒过程中，燃料空气云团的形状随时间的变化及云雾膨胀速度－时间关系曲线，并对云雾运动特性作了定性分析。

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。

ETEC粘附素蛋白亚基Fae G在乳酸乳球菌中的表达及免疫反应性分析

为探索研制预防仔猪腹泻口服基因工程疫苗,本研究根据GenBank中登录的产肠毒素大肠杆菌(ETEC)Fae G基因序列设计一对引物,以ETEC C83907菌株为模板,通过PCR方法扩增出K88菌毛粘附素主要蛋白亚基Fae G的基因,将其定向克隆到乳酸乳球菌(L.lactis)分泌表达载体pNZ8112中,构建了分泌表达载体pNZ8112-fae G,并转化到L.lactis NZ9000中。重组菌株经5ng/mL nisin诱导3h后,仅在L.lactis菌体内检测到Fae G的表达,上清液中未检测到Fae G蛋白。SDS-PAGE电泳检测结果显示,表达的目的蛋白分子量大小约为27ku,表达产物的量达到了菌体总蛋白的13.56%。Western blot分析结果表明,表达蛋白具有免疫反应性。本实验为进一步研究FaeG在L.lactis中分泌表达的影响因素奠定了基础。

壳体厚度对大口径FAE战斗部效应仿真研究

在整体型大口径 FAE 战斗部的结构设计中,提高壳体强度是设计工作中面临的新问题。采用 Lagrange坐标下的有限元方法,建立了整体型 FAE 战斗部装置的数值模型。应用 DYNA3D 有限元程序模拟了不同厚度壳体的 FAE 装置在中心分散药的爆炸载荷的驱动下膨胀、破裂的作用过程。研究了壳体厚度对圆柱壳体膨胀破裂特性及其对燃料分散的作用规律,为整体型大口径 FAE 战斗部的结构设计提供了设计依据。