莱茵衣藻-se两步法产氢用培养基的研究

分析了TAP（Tris—Acet．Phosphate）、seTA（se—Tris—Acet）、seP（se—Phosphate）、seTH（se．Tris-HCl）和se5种培养基对莱茵衣藻-se生长产氢的影响,并进行了培养基的含量分析．结果发现,培养基的pH和氮素的含量是影响莱茵衣藻生长的重要因素;而培养基中醋酸根的含量则有助于提高厌氧产氢过程中衣藻的氢酶活性,从而提高其产氢量．综合考虑两步法产氢对细胞生长周期和细胞密度的要求以及最终厌氧诱导获得的氢酶活性,最终选择seTA培养基作为莱茵衣藻-se产氢用培养基．     

莱茵衣藻-se两步法产氢用培养基的研究

分析了TAP(Tris-Acet-Phosphate)、seTA(se-Tris-Acet)、seP(se-Phosphate)、seTH(se-Tris-HCl)和se这5种培养基对莱茵衣藻-se生长产氢的影响,并进行了培养基的含量分析.结果发现,培养基的pH和氮素的含量是影响莱茵衣藻生长的重要因素;而培养基中醋酸根的含量则有助于提高厌氧产氢过程中衣藻的氢酶活性,从而提高其产氢量.综合考虑两步法产氢对细胞生长周期和细胞密度的要求以及最终厌氧诱导获得的氢酶活性,最终选择seTA培养基作为莱茵衣藻-se产氢用培养基.     

莱茵衣藻生长和光合作用对硝基苯的响应

初步研究了不同浓度硝基苯对莱茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii）生长和光合作用的影响．结果表明：不同浓度的硝基苯对莱茵衣藻的生长和光合生理有明显抑制作用，主要表现在其明显降低光合色素的含量、光能转换效率（Fv／Fm）、电子传递速率（ETR）、净光合速率（Pn）等方面；硝基苯对莱茵衣藻的影响主要是通过影响光合色素合成，降低光合作用电子传递，从而降低藻类的光合作用，引起生长的抑制．     

莱茵衣藻腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶的相互作用蛋白组分析

微藻利用光能和CO₂合成淀粉作为藻细胞的储能物质,是以燃料乙醇为代表的液体生物燃料的可持续原料来源.理解微藻淀粉代谢关键酶的催化机制和调控方式是基因工程操作以提高藻细胞淀粉积累能力的前提. 基于此,以莱茵衣藻淀粉合成代谢中的关键酶腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)催化亚基为探针蛋白,获取该酶的GST融合蛋白后使用GST沉降分析实验结合HPLC-MS/MS的蛋白质检测技术及生物信息学分析方法获得一组与AGPase催化亚基存在相互作用蛋白质,主要包含分子伴侣蛋白、光合作用相关蛋白和信号蛋白分子等. 通过综合分析上述蛋白组的生理功能及亚细胞定位,揭示了它们通过与AGPase相互作用在淀粉合成代谢中的生物学意义.      

温度对Al-Ga-Mg-Sn铝合金产氢性能的影响

铝基材料水解产氢具有广泛的应用前景.通过电炉熔炼制备了5种新型Al-Ga-Mg-Sn铝合金;利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析手段表征合金在铸态下的组织结构;采用制氢装置测试铝合金在50、70、90℃自来水中的产氢速率和产氢量.结果表明:Al-Ga-Mg-Sn铝合金组织由铝基体和Mg_2Sn组成,水解产物为AlO(OH)等;同一成分试样,产氢速率和产氢量均随温度的升高而增加;不同成分试样在同一温度下,产氢速率和产氢量与低熔点元素Ga、合金相中Al(s)和Mg_2Sn的体积分数有关.进一步分析发现:产氢动力学服从直线规律,即同一试样产氢速率与温度成正比,并基于实验结果进行了拟合与验证.     

Co2+对莱茵衣藻生长及类囊体膜功能的影响

本文用不同浓度的CoCl2处理莱茵衣藻,结果表明：当钴离子浓度大于0.05 mmol/L时,莱茵衣藻的生物量和叶绿素含量显著下降.然后用不同浓度的CoCl2处理莱茵衣藻的类囊体膜,分析了Co2+处理前后类囊体膜的室温荧光发射光谱、DCIP光还原活性以及多肽组分的变化.结果显示：Co2+处理（0.5~4 mmol/L）改变了Chla,Chlb以及蛋白质氨基酸残基的微环境,影响了类囊体膜PSⅡ的供体侧和反应中心,导致类囊体膜上PSⅡ的电子传递被阻断.     

重金属离子对沙角衣藻生长的影响

以不同浓度的重金属离子(Cd^2 、Cr^6 和Hg^2 )对沙角衣藻进行作用,结果显示：当重金属离子浓度较低,作用时间较短时,它们对沙角衣藻有促进生长的作用．随着重金属离子作用时间的增长,该藻的生长受到抑制,藻体内叶绿素含量降低,蛋白质含量增加,三种金属离子对沙角衣藻生长影响的强弱顺序是：Cd^2 ,Cr^6 ,Hg^2 ;对叶绿素含量影响的强弱顺序是：Hg^2 ,Cd^2 ,Cr^6 ;对蛋白质含量影响强弱顺序是：Cd^2 ,Cr^6 ,Hg^2 。     

ASBR中加载活性炭对葡萄糖厌氧发酵产氢的影响

在初始pH值为6.0、温度为60℃、水力停留时间(HRT)分别为48,24,16,12h条件下研究了粗、细活性炭载体的添加对厌氧序批式反应器(ASBR)利用葡萄糖厌氧发酵产氢的影响.结果表明添加活性炭载体能使ASBR系统运行更加稳定(出水pH值和氢气产量波动较小),提高氢气产率(葡萄糖产生的氢气的物质的量)和产氢速率(反应器单位有效体积产生的氢气体积).HRT为48,24,16,12h时细活性炭生物载体的添加使得ASBR反应器氢气产率分别提高65%,63%,54%,56%.HRT为12h时添加细活性炭的ASBR产氢速率达到最大,为(7.09±0.31)L.(L.d)-1,相应的氢气产率为(1.42±0.03)mol.mol-1.主要代谢产物为乙醇、乙酸、丙酸和正丁酸,其中乙酸和正丁酸占出水溶解性代谢产物的质量分数分别高达30%～34%和46%～66%,是典型的丁酸型发酵,加载活性炭可以提高ASBR反应器出水溶解性代谢产物质量浓度.     

混合厌氧微生物产氢研究

文中以河底污泥为混合厌氧微生物的主要来源,以葡萄糖为基质对生物产氢进行了研究。结果发现,最大产氢率为2.1(n(H₂)/n(葡萄糖)),最适产氢pH值为5.5,最合适葡萄糖质量浓度为5～30g/L,最适合底物为葡萄糖、木糖和可溶性淀粉。产出气体经质量分数为5%的氢氧化钠溶液吸收后,测得氢气的体积分数达到了97%,在产出气中并未检测到甲烷的存在。并且确定发酵类型以“丁酸型”为主。     

微波预处理对泔脚发酵产氢的影响

采用经热（80℃,15 min）预处理的城市生活垃圾厌氧消化污泥为接种物,考察了600 W的微波作用下,经过0,1,2,4和8 min的微波预处理的泔脚的中温（36℃）批式发酵产氢,并借助CurveExpert1.3软件对实验结果用修正的Compertz模型进行拟合.结果表明：不同长度的微波预处理时间对泔脚发酵产氢具有不同程度的促进作用,4 min是转折点;结合能量衡算,2 min的微波预处理表现出更大的产氢优越性,其产氢延迟时间λ、最大比产氢率、产氢率分别为2.51 h,13.33 mL/（g.h）,215.11 mL/g.发酵产氢结束后,产氢发酵液中乙酸和丁酸的质量分数之和占挥发性脂肪酸的比例大于79.3%,呈现典型的丁酸型发酵.     

一种基于旋转矩阵分解的视觉伺服控制算法

针对传统视觉伺服控制算法易使目标物品脱离摄像机视野而致伺服失败的缺点,从表征当前摄像机坐标系与期望摄像机坐标系姿态关系的旋转矩阵中分解出了等效转轴和等效转角,利用它们构造了一种可以有效控制摄像机朝向的任务函数矢量,并推导出了表征任务函数矢量变化量与摄像机运动速度间非线性映射关系的雅可比矩阵。然后构造了任务函数,并根据李雅普诺夫第二方法设计了解耦的视觉伺服控制律,最后对所设计的控制律进行了实验验证。实验结果表明,使用旋转矩阵分解方法构造的任务函数矢量来控制摄像机朝向,可使目标物体始终位于摄像机的视野之内,从而有效避免伺服失败。     

盐生杜氏藻和衣藻双结构域NAD+-GPD基因的生物信息学分析

盐生杜氏藻（Dunaliella salina）是极端耐盐的单细胞真核绿藻,依赖于NAD的3－磷酸甘油脱氢酶（NAD+-GPD）是盐生杜氏藻调渗物质——甘油合成的关键酶.盐生杜氏藻NAD+-GPD基因是第一个被发现含双结构域（SerB和GPD）的GPD基因.而双结构域可能是盐生杜氏藻具有极强耐盐性和快速合成甘油的关键.通过与莱茵衣藻基因组数据库比对,发现莱茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii）中也存在具有SerB和GPD结构域的NAD+-GPD基因序列.在对两个物种NAD+-GPD基因的基因结构、mRNA组成成分、编码蛋白及其理化性质和编码蛋白结构的分析中,发现二者具有较高的相似性.针对目前仅在盐藻和衣藻中发现含SerB和GPD结构域的NAD+-GPD基因这一现象,分别对SerB和GPD结构域同源基因的系统进化进行了分析.     

Transfer of a eubacteria-type cell division site-determining factor CrMinD gene to the nucleus from the chloroplast genome in Chlamydomonas reinhardtii

MinD is a ubiquitous ATPase that plays a crucial role in selection of the division site in eubacteria, chloroplasts, and probably Archaea. In four green algae, Mesostigma viride, Nephroselmis olivacea, Chlorella vulgaris and Prototheca wickerhamii, MinD homologues are encoded in the plastid genome. However, in Arabidopsis, MinD is a nucleus-encoded, chloroplast-targeted protein involved in chloro- plast division, which suggests that MinD has been transferred to the nucleus in higher land plants. Yet the lateral gene transfer (LGT) of MinD from plastid to nucleus during plastid evolution remains poorly understood. Here, we identified a nucleus-encoded MinD homologue from unicellular green alga Chlamydomonas reinhardtii, a basal species in the green plant lineage. Overexpression of CrMinD in wild type E. coli inhibited cell division and resulted in the filamentous cell formation, clearly demon- strated the conservation of the MinD protein during the evolution of photosynthetic eukaryotes. The transient expression of CrMinD-egfp confirmed the role of CrMinD protein in the regulation of plastid division. Searching all the published plastid genomic sequences of land plants, no MinD homologues were found, which suggests that the transfer of MinD from plastid to nucleus might have occurred be- fore the evolution of land plants.     

Transfer of a eubacteria-type cell division site-determining factor CrldfnD 8ene to the nucleus from the chloroplast genome in Chlamydomonas reinhardtii

MinD is a ubiquitous ATPase that plays a crucial role in selection of the division site in eubacteria, chloroplasts, and probably Archaea. In four green algae, MesosUgma viride, Nephroselmis olivacea, Chlorella vulgaris and Prototheca wickerhamii, MinD homologues are encoded in the plastid genome. However, in Arabidopsis, MinD is a nucleus-encoded, chloroplast-targeted protein involved in chloroplast division, which suggests that MinD has been transferred to the nucleus in higher land plants. Yet the lateral gene transfer （LGT） of MinD from plastid to nucleus during plastid evolution remains poorly understood. Here, we identified a nucleus-encoded MinD homologue from unicellular green alga Chlamydomonas reinhardtii, a basal species in the green plant lineage. Overexpression of CrMinD in wild type E. coil inhibited cell division and resulted in the filamentous cell formation, clearly demonstrated the conservation of the MinD protein during the evolution of photosynthetic eukaryotes. The transient expression of CrMinD-egfp confirmed the role of CrMinD protein in the regulation of plastid division. Searching all the published plastid genomic sequences of land plants, no MinD homologues were found, which suggests that the transfer of MinD from plastid to nucleus might have occurred before the evolution of land plants.     

Mg~(2+)浓度对混合细菌发酵产氢的影响

为了得到混合细菌发酵产氢的最佳Mg2+浓度,以10g/L的葡萄糖为底物,进行了间歇实验。结果表明,在反应温度为35℃和初始pH为7.0的条件下,当Mg2+浓度为0~1mg/L时,混合细菌发酵葡萄糖的累积产氢量、比产氢量和生物量随着Mg2+浓度的增加而增加。当Mg2+浓度为1 mg/L时,最大累积产氢量为233.6 mL,单位质量的葡萄糖最大比产氢量为238.9mL/g,单位质量葡萄糖最大生物量为204.0mg/g。     

UV-B辐射对极地雪藻Chlamydomonas nivalis的生物学效应

采用不同剂量的UV—B辐射极地雪藻,测定了致死率、色素含量、蛋白质和总脂含量以及自由基清除活性的变化．结果表明,UV—B辐射对极地雪藻具有一定的致死效应,UV-B辐射后雪藻细胞的叶绿素和类胡萝卜素含量增加,虾青素含量也显著提高．UV—B辐射后,极地雪藻基本生化成分的含量发生了较为明显的变化：蛋白质含量随辐射时间的延长而逐渐降低,总脂含量则逐步增加．经UV—B辐射培养以后,极地雪藻在有机溶剂系统中的自由基清除活性有所提高．     

流化床气化炉的制气工艺及其在制氢中的应用

提出一种间歇式循环流化床煤制气工艺在我国氢气生产上的应用．该制气工艺由煤的燃烧和气化两个阶段组成,即由预热的空气和过热蒸汽分别进入气化炉内,与煤发生燃烧反应和水煤气化反应．试验表明,对于不同煤种的典型水煤气组分,H2,CO,CO2,CH4体积分数分别为58．81％～61．12％,15．3％～19．5％,8．4％～10．6％,6．83％～6．92％．该水煤气经过变压吸附装置(PSA)及其他系列装置获得最终的产品氢气．氢气的纯度为99．998％,氢气的产率为0．5～0．7m^3／kg(煤),其成本约为0．8元／m^3．日产氢气10000m^3／d规模的设备投资约为900万元．