葡萄IRT基因的克隆、鉴定及其对氨基酸-铁复合肥的响应特征

为揭示葡萄铁素吸收与转运的分子机制,明确铁调节转运蛋白编码基因VvIRT在葡萄果实不同发育时期的表达差异及其对叶面喷施氨基酸-铁复合肥的响应特征,本研究以烟酿1号为材料,分离并克隆葡萄铁调节转运蛋白编码基因IRT,分析IRT基因分布、结构及其编码蛋白质的保守基序等特征;设置叶面喷施氨基酸-铁复合肥处理,利用实时荧光定量PCR分析烟酿1号IRT基因在果实不同发育时期的表达差异及其对叶面喷施处理的响应特征。结果表明:在葡萄基因组中克隆得到10个VvIRT基因(VvIRT1~VvIRT10),分布在7条染色体上。其编码蛋白质均含有Fe^(2+)转运蛋白或锌/铁转运体(PF02535),属于典型的铁调节蛋白。VvIRT1、VvIRT2、VvIRT4、VvIRT5、VvIRT8等基因编码的蛋白质属于碱性蛋白质,而其他5个蛋白质属于酸性蛋白质。VvIRT5蛋白和VvIRT8蛋白属于不稳定蛋白,其他8个蛋白为稳定蛋白。VvIRT7蛋白主要定位于液泡膜,其他蛋白质均主要定位于细胞质膜。VvIRT7在葡萄果实不同发育时期各组织中的整体表达水平都是最高的,其次为VvIRT9和VvIRT6,而VvIRT1、VvIRT3、VvIRT5、VvIRT8和VvIRT10在葡萄果实发育过程中均无表达。叶面喷施铁肥处理下,韧皮部中VvIRT7表达量和果实及韧皮部中VvIRT9表达量在花后35 d(幼果期)至70 d(转色期)明显增加,而在花后85 d(第2次膨大期)至115 d(成熟期),韧皮部和叶片中VvIRT7和VvIRT9表达量明显减少。因此,葡萄VvIRT基因对叶面喷施铁肥的响应特征与果实发育时期及器官类型密切相关,VvIRT7、VvIRT9基因编码蛋白质是葡萄果实发育过程中2个重要的铁调节转运蛋白。

“禹城式”矽卡岩型富铁矿的形成机制

山东省西北部齐河—禹城地区矽卡岩型富铁矿找矿工作取得了重大突破,有望成为继莱芜、金岭和济南之后又一个重要的富铁矿基地。与传统的矽卡岩型铁矿产于岩体与碳酸盐岩接触带不同的是,齐河—禹城地区李屯铁矿的矿体产于石炭系—二叠系含煤地层内,富铁矿体与围岩呈截然的接触关系,并且矿体附近的围岩发生了强烈的角岩化。针对这一现象,本文提出上覆的煤系极低的热导率使得含矿热液能够保持高温状态,发生长距离迁移而就位于远接触带的石炭系—二叠系中。李屯铁矿的形成可能是高温的岩浆流体与低温的大气降水混合,导致温度和盐度下降发生快速沉淀的结果。另外,近矿岩体普遍发生强烈的钠长石化,导致了闪长质岩石“铁的丢失”,为出溶高浓度富铁流体以及富铁矿的形成奠定了重要的物质基础。幔源“高分异”的闪长岩以及浅侵位时岩浆流体的出溶,也是邯邢式铁矿形成的先决条件。

水稻低亲和性阳离子转运蛋白基因OsLCT3的克隆与功能研究

【目的】部分稻米镉超标严重影响我国粮食质量安全,本研究旨在鉴定对稻米镉积累有调控作用的基因,为阻控稻米镉积累提供新的基因资源。【方法】通过逆转录PCR和RACE技术,克隆了水稻低亲和性阳离子转运蛋白基因家族的一个新成员OsLCT3。通过生物信息学方法对OsLCT3的自然变异进行分析,对OsLCT3蛋白的理化性质进行预测;利用实时荧光定量PCR分析其全生育期表达模式及对镉、锰、铁胁迫的响应;采用融合报告基因定位法探究OsLCT3的亚细胞定位。通过苗期镉胁迫水培以及镉污染土壤的成熟期植株各部位的镉及二价矿质金属元素测定,分析敲除OsLCT3对水稻二价阳离子运输的影响。此外,通过酵母细胞的异源功能互补验证OsLCT3对酵母镉耐受性的影响。【结果】OsLCT3仅存在于部分水稻品种中,编码区全长1263 bp,根据编码区变异其氨基酸序列可划分为5个单倍型,编码的蛋白具有12个跨膜结构域,与小麦、节节麦的LCT亲缘关系较近,与水稻OsLCT_(2)的同源性仅52%,与籼稻、粳稻两个亚种OsLCT_(1)的同源性分别为49%、47%。OsLCT3在生长发育的各时期均在根部高表达,在扬花期的表达最高,且在根部的表达受镉胁迫及过量铁、锰的抑制,蛋白定位于质膜。与野生型相比,oslct3敲除系苗期株高降低,地上部的镉、铁、锌含量降低,根部铁含量升高,其他元素含量不变;根部镉、铁、锌向地上部的转运率降低。大田条件下,oslct3敲除系成熟期的茎叶和糙米镉含量较野生型均显著下降,稻草和糙米锰、铜、铁、锌含量较对照无显著差异。表达OsLCT3导致酵母对镉胁迫更敏感。【结论】OsLCT3参与根部的镉、铁、锌向地上部的运输,正调控稻米镉积累。

孕康口服液对缺铁性贫血孕鼠产后恢复及子代质量的影响

目的 探究孕康口服液对缺铁性贫血(IDA)孕鼠产后恢复及子代质量的影响。方法 采用饲喂缺铁饲料联合放血法建立缺铁性贫血孕鼠模型,造模成功后,在妊娠第7天同期灌胃给予琥珀酸亚铁片(52 mg/kg)及孕康口服液(9、6、4 mL/kg),每天1次,直至产后6周。结束后,检测小鼠相关体征指标(自主活动、抓力、背温、爪色)、脏器系数(心脏、脾、胸腺系数)、外周血指标(RBC、HGB、HCT、MCH、MCHC)、铁代谢相关血清因子指标(EPO、FEP、SF、sTfR、TFR1),免疫组化法检测肝组织FPN、Tf蛋白表达,免疫荧光法检测肝组织TFR1、Hepcidin蛋白表达,RT-qPCR检测肝组织Hepcidin、FPN、Tf、TFR1 mRNA表达,测定子代相关情况(存活率、自主活动、抓力、爪色、心脏系数、脾脏系数、体长、外周血象指标)。结果 孕康口服液可提高IDA孕鼠产后的自主活动次数、抓力、背温、爪色(P<0.05,P<0.01),降低心脏和脾脏系数(P<0.01),提高全血RBC、HGB、HCT、MCH、MCHC水平(P<0.05,P<0.01),降低血清EPO、FEP、TFR1、sTfR水平(P<0.05,P<0.01),升高SF水平(P<0.05,P<0.01),提高肝组织Hepcidin、FPN mRNA及蛋白表达(P<0.05,P<0.01),降低Tf、TFR1 mRNA及蛋白表达(P<0.05,P<0.01)。与模型组比较,孕康口服液各剂量组子代存活率、自主活动次数、抓力提高(P<0.05,P<0.01),心脏系数、脾脏系数降低(P<0.05,P<0.01),体长增加(P<0.05,P<0.01),全血RBC、HGB、HCT水平升高(P<0.01)。结论 孕康口服液可改善IDA孕鼠的贫血状况,促进其产后恢复,并提高子代质量。

不同粒径零价铁对微氧脱氮系统的影响

构建了部分硝化反硝化厌氧氨氧化(SNAD)微氧体系,并定期向体系内投加120 mg不同粒径的零价铁(ZVI),从反应器运行情况、微生物性能以及群落结构来探究不同粒径ZVI对微氧系统的影响。研究结果表明,在50 nm粒径ZVI(50 nZVI)的介导下,系统的TIN去除率最终稳定在83.591%,电子传递活性(ETSA)是接种污泥的1.48倍,均高于其他粒径ZVI的影响。越小粒径ZVI越能促进胞外聚合物的产生,有利于活性污泥结构稳定。这都源于粒径越小的ZVI更容易被微生物吸附、利用。微生物群落结构与功能分析结果表明,在粒径越小的ZVI介导下的微生物群落多样性越高,群落结构也越复杂。ZVI介导会促进对氧需求不敏感的微生物的富集,样品中主要检测出Candidatus_Brocadia和Candidatus_Kuenenia两种厌氧氨氧化菌(AnAOB),且在50 nZVI影响下丰度最高,分别为4.650%和0.692%。nZVI介导下,AnAOB与Gemmobacter和norank_f_Comamonadaceae两种兼性厌氧型反硝化菌共同作用构成SNAD的脱氮途径。而在mZVI介导下,兼性厌氧型反硝化为主要脱氮途径。

不同铁矿物对酱香型白酒封窖泥厌氧消化的影响

通过向废弃窖泥厌氧消化系统中分别添加强氧化性的水铁矿和弱氧化性但有导电性的磁铁矿,考察Fe(Ⅱ)、有机物、微生物群落结构等的变化,探究不同类型Fe(Ⅲ)矿物对窖泥厌氧消化的影响。结果表明,水铁矿组富集铁还原菌,Fe(Ⅱ)含量第12天迅速增加至900 mg/L,表明水铁矿发生了异化铁还原。磁铁矿组与对照组中Fe(Ⅱ)含量几乎一致,说明磁铁矿没有发生异化铁还原。水铁矿组和磁铁矿组中COD去除量分别比空白组增加了16.1%和4.9%,表明水铁矿和磁铁矿均促进了有机物的去除。磁铁矿组富集了Geobacter和Methanosarcina,促进了直接种间电子传递(DIET),增加了23.4%的甲烷产量,而水铁矿抑制甲烷化,降低了32.2%的甲烷产量。

大型钢铁企业智慧物流管控平台的设计与应用

针对我国钢铁行业面临的物流运输效率低、物流系统智能化程度不高、物流调度管控及时性差等问题,在调研相关技术支撑与分析当前物流专业管理与信息系统现状的基础上,提出了构建统一运输资源管理体系,结合GIS、物联网、大数据、人工智能等新一代信息技术,搭建全流程一体化物流调度平台的解决思路,并从系统平台架构设计、功能实现等方面,就某大型钢铁企业智慧物流管控平台建设实践进行了阐述。

铁液输送系统移动供电方式选择

铁液输送系统工作时烟尘多,温度高,时常有铁液飞溅,工况比较恶劣,对于移动设备的供电方式选择有着更高的要求。介绍了几种移动设备供电方式的原理、构成以及应用特点,并且针对铁液输送系统特有的工况要求,从多个角度总结了移动供电方式的选择依据及建议。

进口铁矿石铁路运输制约因素与优化对策

进口铁矿石为铁路货运重要的大宗货源,在运输结构调整不断深化的情况下,研究进口铁矿石铁路运输增量发展优化对策,对铁路货运整体增量及落实国家“公转铁”政策要求具有重要意义。阐述我国“十四五”期间运输结构调整政策及对进口铁矿石运输发展新要求、铁矿石进口发展情况及进口铁矿石疏港调运现状,分析制约进口铁矿石铁路运输的铁矿石市场需求波动、铁路货运基础设施设备有待提升、铁路货运产品稳定性有待提升、汽运价格及环保优势进一步提升4方面影响因素,提出进一步提升港口进口铁矿石铁路疏运比例、加强基础设施设备配置、创新铁路货运产品运输组织模式、优化铁路货运运价机制、对主要港口调运区域进行划片管理等进口铁矿石铁路运输发展优化对策。

大型钢铁企业铁路专用线货运增量对策研究

钢铁企业是钢铁行业产业链的中心,链接铁矿石、煤炭、焦炭等生产原料及产成品钢材、附属品水渣,是冶炼物资的重要集散地,是铁路运输的重点客户。国家铁路冶炼物资运量占其货运总量的比重多年来一直在1/4左右,在铁路运输中占有重要地位。紧密围绕运输结构调整见成效的关键环节,对全国大型钢铁企业铁路专用线展开研究,分析大型钢铁企业铁路专用线建设及运用效果,总结运输市场竞争、专用线建设、运力、运价、装备等制约钢铁企业铁路增量的主要因素,从组织重去重回运输、推进铁路专用线建设、推动联网补网强链工作、建立市场化运价体系、升级铁路车辆装备等方面,提出提升钢铁物流铁路市场份额的发展对策。对于助力打赢蓝天保卫战、加快推进运输结构调整、更好发挥铁路在大宗物资运输中的骨干作用和绿色低碳优势具有重要意义。

丹参酮ⅡA对胃癌细胞的抗癌作用及机制探讨

目的探讨丹参酮ⅡA(TⅡA)对胃癌细胞的抗癌作用及其机制。方法以胃癌细胞AGS、BGC-823为研究对象,基于MTT比色实验,计算TⅡA在胃癌细胞AGS、BGC-823中的半抑菌浓度(IC50)。选择合适浓度的TⅡA,采用流式细胞术分析TⅡA对细胞凋亡和死亡的影响。将胃癌细胞AGS、BGC-823分为对照组、TⅡA组和TⅡA+铁死亡抑制剂Fer-1组(TⅡA+Fer-1组),分别检测并比较每组细胞内谷胱甘肽(GSH)、半胱氨酸(Cys)、活性氧(ROS)及脂质过氧化水平。通过中药系统药理学和String数据库筛选并验证TⅡA潜在的作用靶点。采用蛋白质印迹法检测各组谷氨酸/胱氨酸转运蛋白(xCT)水平,采用实时荧光定量PCR检测TP53、溶质载体7家族11成员(SLC7A11)、前列腺素过氧化物内合酶2(PTGS2)的mRNA水平。结果TⅡA对胃癌细胞AGS、BGC-823具有良好的抗癌作用,IC50分别为2.880μg/mL和2.350μg/mL。TⅡA能抑制胃癌细胞AGS、BGC-823的生长,促进其凋亡和死亡。TⅡA能降低胃癌细胞AGS、BGC-823 GSH、Cys水平(P<0.05),升高ROS、脂质过氧化水平(P<0.05),最终引起细胞铁死亡。通过数据库分析发现,TP53是TⅡA重要的作用靶点。TⅡA能促进TP53的表达,抑制xCT的表达,Fer-1能削弱TⅡA对TP53、xCT表达的影响。加入TP53抑制剂后,TⅡA对SLC7A11、PTGS2、TP53的作用减弱(P<0.05)。结论TⅡA对胃癌细胞AGS、BGC-823具有良好的抗癌作用,可以通过TP53/xCT途径促进胃癌细胞铁死亡。

考虑负外部性成本的铁矿石航线配船多目标优化

针对实际铁矿石航运过程中所存在的船舶运营导致负外部性内部化问题,综合考虑船舶海上运输所造成的环境影响、港口拥堵以及交通事故等负外部性要素,并对其进行量化评估。通过分析铁矿石海上运输活动,将负外部性问题与航线配船相结合考虑,以负外部性成本最低与营运利润最大为目标,建立了铁矿石航线配船双目标优化模型,采用改进遗传算法进行求解与验证。以从巴西经过好望角到中国的3条铁矿石航线为例,对模型进行求解验证,并对船型和燃油价格进行灵敏度分析。结果表明:负外部性成本在航运企业运营收益中是不容忽略的,合理的船型运力配比在运输过程中会显著地减少负外部性成本。随着燃油价格上涨,会导致负外部成本大幅增加。可为航运相关企业提出优化建议,并为政府宏观调控运力和航运企业制定运输计划提供参考。

多孔介质中膨润土悬浮液携带负载型纳米零价铁的强化传输

为强化纳米零价铁(nZVI)在多孔介质中的传输,采用膨润土悬浮液携带高岭土负载纳米零价铁(K-nZVI)。通过沉降试验和流变性试验确定了修复剂中膨润土和K-nZVI掺量最佳配比;开展模拟柱试验,探讨了不同注入压力下K-nZVI在多孔介质中的迁移特性;结合数值模拟,分析了修复剂配比和注入压力对K-nZVI扩散半径的影响规律。试验结果表明,膨润土悬浮液能显著提高K-nZVI的稳定性和分散性;膨润土和K-nZVI最佳掺量分别为5%和0.4%;膨润土悬浮液携带K-nZVI修复剂注入多孔介质中时存在临界注入压力。数值模拟结果表明,K-nZVI扩散半径与注入压力呈正相关,与修复剂黏度呈负相关。本文研究结果可为有色冶炼场地重金属污染修复工程提供理论指导。

钢铁厂管道输送自动化与控制技术研究

炼钢厂大量的地下煤气管道由于老旧,使用时送收段之间已经陆续开始出现压力差。及时地修建输送管道,运用现代化的技术,使一系列相关的流体在高储与生产2个区段得到有效衔接是企业下一步的计划。该文围绕着钢铁厂管道输送自动化与自动化控制技术进行剖析,分析钢铁厂管道输送自动化的重要性和管道输送自动化控制技术的类别,并提出要积极学习和引进先进国家的发展经验,注重对钢铁厂管道输送自动化控制人才的培训,加大对自动化控制软件的开发力度,利用现代技术来提升自动化控制的程度,健全钢铁厂管道输送自动化的管理体系,希望能给相关企业和高校带来一些启示。

补阳还五汤调节铁代谢蛋白改善脑缺血神经元损伤的研究

目的探讨补阳还五汤通过调节铁代谢转运蛋白改善脑缺血神经元损伤的作用机制。方法选择大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤细胞系PC12细胞,采用氧糖剥夺(oxygen-glucose deprivation,OGD)造模建立体外脑缺血模型,制备补阳还五汤含药血浆(极低、低、中、高剂量组),其中极低、低、中、高剂量浓度比为0.5∶1∶2∶4。将细胞依次分为正常组、模型组、空白血浆组以及补阳还五汤含药血浆组(极低、低、中、高剂量组)。除正常组外,其余各组造模6 h后分别给予等体积不同浓度含药血浆干预24 h,正常组和模型组为普通培养基培养,其余组分别使用含10%各自浓度含药血浆的基础培养基培养。CCK-8筛选补阳还五汤含药血浆的最佳干预浓度。制备去铁酮含药血浆为阳性对照药。细胞分为正常组、模型组、补阳还五汤最佳血浆浓度组(低剂量组)、去铁酮组。正常组和模型组使用含有10%空白血浆的基础培养基培养,低剂量组和去铁酮组使用含10%各自浓度含药血浆的基础培养基处理24 h。分别进行细胞形态观察、细胞活力检测、活性氧(reactive oxygen species,ROS)测定比较各组间细胞的损伤情况;超氧化物歧化酶活力(superoxide dismutase,SOD)测定比较各组间清除氧自由基能力;丙二醛含量(malondialdehyde,MDA)测定比较各组间细胞过氧化损伤程度;Western blot检测铁代谢相关蛋白铁调素(hepcidin,HEP)、转铁蛋白受体(transferrin receptor,TFR)和膜铁转运蛋白(ferroportin,FPN)的表达水平。结果与模型组比较,补阳还五汤组细胞损伤明显改善,其中低剂量组CCK-8细胞活力明显提高(P<0.01),ROS含量显著下降(P<0.01),SOD活力明显上升(P<0.01),MDA含量下降(P<0.01),TFR和HEP蛋白表达降低(P<0.05),FPN蛋白表达增加(P<0.01),差异有统计学意义。结论补阳还五汤可能通过抑制TFR、HEP表达,促进FPN表达,纠正脑缺血后铁稳态失衡,发挥改善神经元损伤的作用。

铁水运输调度双层多目标约束优化模型

为实现铁水运输作业排程与资源分配的协同优化,基于约束程序累积调度和字典序多目标优化理论,研究了铁水运输调度双层多目标约束优化方法.首先,基于铁水罐周转率最高和作业效率最高2个字典序优化目标,考虑作业时序、作业实施逻辑、铁水温降时限、铁水罐作业次数限制、资源容量限制和铁水罐资源池等约束条件,建立了上层的铁水运输作业排程约束优化模型;其次,以资源利用均衡度最高为目标,将作业实施唯一性和资源容量限制作为约束条件,建立了下层的铁水运输资源分配约束优化模型;最后,通过约束传播与多点构建性搜索的混合算法迭代求解整个模型.通过实例验证表明:设计的混合算法求得的铁水罐周转率目标和运输作业效率目标,比基本深度优先回溯算法分别提高了14.29%和60.53%;字典序多目标模型比加权和单目标模型求解效率和求解质量分别提高了20.3%和11.11%.

酿酒葡萄铁调节转运蛋白基因VvIRT1的克隆、表达与功能

克隆酿酒葡萄铁调节转运蛋白基因VvIRT,分析其表达模式及其潜在的生物学功能,为研究果树铁素吸收与高效利用机制提供理论依据。利用同源克隆法克隆酿酒葡萄VvIRT1,运用实时荧光定量PCR分析组织特异性表达模式及其在转录水平对不同铁素供应水平的响应特征,借助酵母异源表达系统分析其转运Fe^(2+)的功能。从二倍体酿酒葡萄‘马瑟兰’中分离和鉴定了1个铁调节转运蛋白VvIRT1,系统发育树表明VvIRT1与芸香科柑橘Cs IRT1和锦葵科陆地棉GhIRT1的遗传距离较近。VvIRT1在5年生成年树体新生根和组培幼苗根中特异表达;缺铁处理显著诱导了VvIRT1在组培幼苗全部组织(根、茎和叶)中表达,而高铁毒害显著抑制了VvIRT1在组培幼苗根中的表达。此外,酵母功能互补试验表明,VvIRT1能够恢复酵母突变菌株DEY1453的正常生长,VvIRT1具有转运外界Fe^(2+)的能力。

羊草ZIP家族成员LcZIP10的功能

羊草(Leymus chinensis)作为内蒙古草原的建群物种,是优质牧草资源,但目前对其矿质营养调控机理研究仍少有报道。植物ZIP家族被认为是植物从土壤吸收锌铁离子的主要功能蛋白,主要负责吸收和转运植物必需微量元素。本研究从羊草转录组数据库中筛选获得的LcZIP10,为拟南芥ZIP家族AtZIP10的同源基因,预测其具有锌铁转运功能。结果表明,LcZIP10在根叶中均有表达,且在叶中表达量显著高于根,同时高铁条件下会诱导LcZIP10表达,且该基因编码蛋白定位于液泡膜。随后,酵母功能互补实验证明,LcZIP10能够恢复铁敏感酵母突变体(Δfet3/Δfet4)的生长,说明具有Fe^(2+)转运功能。以上结果对日后开发和利用微量元素强化农作物品质具有一定的参考价值。

羊草LcZIP1的铁转运功能鉴定

羊草在我国内蒙古草原广泛分布,是重要的乡土牧草,然而关于羊草矿质营养吸收的分子机制尚未受到广泛关注。关于ZIP家族在植物吸收和转运必需微量元素和重金属过程中的作用,在模式植物和农作物中研究较多。本研究从羊草转录组数据库中筛选到一个与ZIP同源的基因Lc206852,发现其与拟南芥ZIP家族的Zn^(2+)转运蛋白AtZIP1亲缘关系较近,因此将其命名为LcZIP1。利用TMHMM Server v.2.0进行跨膜域分析发现,LcZIP1是一种跨膜蛋白,有9个跨膜域,与禾本科短柄草属植物ZIP亲缘关系最近。将LcZIP1-GFP瞬时转染烟草叶表皮细胞和羊草叶原生质体进行亚细胞定位,发现LcZIP1定位于内质网。通过实时荧光定量PCR分析发现,缺铁、高铁和高锌环境可诱导LcZIP1表达,表明LcZIP1参与环境中Zn和Fe营养水平的响应。最后通过酵母功能互补试验证明,LcZIP1在低铁条件下能够使低铁敏感酵母突变体(△fet3/△fet4)恢复生长,暗示LcZIP1具有Fe^(2+)转运功能。以上结果对日后开发和利用微量元素强化农作物品质具有一定的参考价值。

植物铁稳态调控的研究进展

铁(Iron;Fe)作为植物需求量最大的必需微量元素,在叶绿素合成、DNA合成、呼吸作用和光合作用等多个细胞生理过程中发挥重要作用.土壤中铁丰度很高,但植物对铁的利用率却极低.为此,植物必须严格控制细胞中铁的获取、分配和利用,以维持铁的稳态和代谢.植物是人类铁的主要食用来源,系统地了解植物中铁元素的调控机制对保障粮食安全和人类可持续发展具有重要意义.综述了植物体内铁的吸收、转运以及铁稳态调控分子机制的最新研究进展.