土壤氨基酸和氨基糖聚合物的矿化过程研究

土壤中氨基酸和氨基糖是土壤有机氮的重要组成部分，对土壤氮素供给和土壤碳、氮循环过程有重要贡献。研究氨基酸和氨基糖聚合物的矿化，对于减少氮素损失，提高氮肥利用率能够提供一定的理论依据。 当向土壤中(本试验为黑土)同时添加葡萄糖和(15NH4)2SO4时，在土壤微生物的作用下，(15NH4)2SO4会被用以合成土壤15N-氨基酸和氨基糖聚合物。新合成的这部分氨基酸和氨基糖聚合物与土壤中原有氨基酸和氨基糖聚合物的性质是否不同并且是否受到外源底物的调控。为了解决上述问题，本试验将采用Stanford and Smith的间歇好气矿化淋洗培养法，结合高效液相色谱/质谱、气相色谱/质谱联机技术(HPLC/MS，GC/MS)跟踪测定土壤中15N-氨基酸和氨基糖的同位素富集比例及其含量的变化，探讨土壤中新合成15N-氨基聚合物的矿化特征，通过研究添加葡萄糖、玉米秸秆和无机氮肥对土壤中新合成15N-氨基聚合物矿化过程的影响以及对有机氮聚合物解聚的动力－酶活性的影响，从而阐明土壤氨基聚合物矿化的碳源营养调控机制和氮源反馈调节机制及其解聚机理。研究结果表明： 1. 土壤中新合成的氨基酸和氨基糖聚合物与土壤原有氨基酸和氨基糖聚合物相比具有较高的循环速率，并且不同种氨基酸和氨基糖也分别表现出不同的矿化特征。较高循环速率的存在，将为调控其矿化过程奠定基础，因为只有快速循环的氮素才能够被调控，而且调控新合成有机氮的矿化过程，可以不断地满足作物生长对氮素养分的需求。 2. 土壤中新合成氨基聚合物的矿化受到不同外源底物调控。其中碳源(葡萄糖和玉米秸秆)能够抑制氨基聚合物矿化，但是活性碳源葡萄糖的抑制程度高于活性较低的碳源玉米秸秆，表明氨基聚合物矿化受到不同碳源活性调控。不同浓度以及不同形式氮源也能够调控土壤氨基聚合物的矿化，并且适量氮肥的加入能够抑制土壤中新合成氨基聚合物的矿化，存在氮肥的反馈抑制机制。 3. 土壤中蛋白酶、芳基酰胺酶和几丁质酶活性受到不同碳源和氮源的影响。其中碳源表现为促进作用，而氮源则表现为抑制作用。氮源对土壤酶活性的反馈抑制作用是控制土壤氮素转化的关键，而碳源只是起到维持土壤酶活性的作用。三种酶活性对外源底物的敏感性，将对于调控土壤氮素循环奠定一定的理论依据。 4. 不同处理酶活性与有机氮矿化之间表现出不同的相关性，说明酶与氮矿化之间的关系受到多方面因素影响。总体来看，蛋白酶、芳基酰胺酶和几丁质酶在水解土壤氨基酸和氨基糖聚合物的过程中起到重要作用，是有机氮聚合物重要的解聚酶。

镉暴露下鱼体磷脂的代谢组学研究及安全评价

食品安全一直是世界各国密切关注的社会问题，直接关系人民群众的身体健康和社会稳定。代谢组学已广泛应用于毒理学机制研究、药物安全性评价等领域。将代谢组学技术应用于食品安全评价领域是一项有益的探索研究。目前我国许多水域镉含量超标，导致鱼类等水产品对镉的蓄积，对人体膳食健康造成威胁。 本文以鲫鱼为受试动物，开展室内水箱养殖实验，设定50g•L-1、500g•L-1两个镉浓度水平，共养殖25天，其中暴露期20天和净化期5天。通过镉含量测定和鱼肉磷脂代谢组学分析得到以下结论： 1）以暴露浓度、暴露时间、鱼体组织部位为因素，发现了鲫鱼对水环境中镉的积累和分布规律； 2）针对鱼肉开展磷脂代谢组学分析，①定性分析，通过质谱图解析基本确认了鱼肉中主要的磷脂分子的脂肪酸组成。②定量分析，采用HPLC定量分析暴露0天（K组）、10天（B组）、20天（D组）共计30个鱼肉样本中的磷脂酰胆碱（PC）含量， 发现K组与B组、B组与D组之间有显著性差异（P＜0.05），K组与D组无显著性差异。表明暴露10天后PC含量普遍低于正常水平（暴露0天），暴露20天后PC含量基本恢复到正常水平。③模式识别分析，PLS-DA主成分分析可有效识别K、B、D三组样本。 3）分别从限量标准、膳食安全风险评估两个角度评价了鱼肉膳食安全风险。通过PC定量分析和主成分分析，发现鱼肉中PC总量可以作为指示鲫鱼受到镉暴露的生物标示物；通过磷脂代谢图谱与鱼肉镉含量PLS拟合模型分析有效表征和量化了鱼肉磷脂对镉暴露的代谢响应，探索性提出借助拟合模型，通过磷脂代谢图谱分析预测鱼肉样本的镉含量。 4）在食品安全风险评价方面，建议采用限量标准、膳食摄入量、代谢组学识别和模型预测分析等相结合的手段，对传统风险评估体系在继承的基础上加以科学性的扩充和完善。

文冠果壳苷提取工艺的研究

文冠果为我国独有的油料树种，研究发现，文冠果壳乙醇提取物具有良好的促智作用，文冠果壳苷（Xanthoceracide）为齐墩果烷型五环三萜皂苷，是文冠果壳乙醇提取物中活性最强的物质。大量的药效学实验证明其具有显著改善多种记忆障碍模型小鼠的学习能力，提高大脑的缺氧耐受能力，预防并治疗多发性栓塞引起的记忆保持障碍，降低谷氨酸造成的PC12细胞死亡数量，增强对神经细胞的保护作用；数例临床试验中，一些记忆力严重减退导致生活不能自理的老年人以及智力低下的儿童服用文冠果壳提取物或文冠果壳苷后，也有明显的康复效果或治疗效果；而急性毒性试验进一步证实，这些天然产物毒性低，仅仅1/50的LD50用量就能表现出明显的改善记忆障碍作用，这预示着文冠果壳乙醇提取物将有可能开发成有效的老年痴呆症特效药。 本研究采用薄层层析法（TLC）对文冠果壳提取物中的文冠果壳苷进行定性鉴别。显色剂为10%硫酸乙醇，操作方法简便，斑点清晰，Rf适中，重现性良好。采用分光光度法对文冠果壳总皂苷含量进行测定。用文冠果壳苷作为对照品，测定波长为546 nm，文冠果壳苷含量在0.004 mg·mL-1~0.02 mg·mL-1（r=0.9998）呈现良好的线性关系，方法检验合格。采用高效液相色谱法（HPLC）对文冠果壳苷进行含量测定，文冠果壳苷含量在0.02 mg·mL-1~0.2 mg·mL-1（r=0.9992）范围内线性关系良好，方法检验合格。 采用溶剂提取法，大孔吸附树脂分离，有机溶剂萃取，硅胶柱层析分离，结晶与重结晶等方法相结合，得到纯度达98.5%的文冠果壳苷，可作标准品为开发利用文冠果壳提供依据。 以出膏率和文冠果壳苷含量为考察指标，分别考察提取次数、提取温度、乙醇浓度、料液比以及提取时间等因素对提取效果的影响。采用正交试验优化文冠果壳苷的溶剂提取工艺，最终确定提取工艺为：用70%乙醇提取，料液比为1/7（W／V），提取时间为5 h，提取温度为60 ℃，提取次数为2次。采用中试放大试验验证该工艺条件，结果表明，该提取工艺简单，易操作，提取效果较好，具有较好的应用前景。

施肥和海洋微生物调控对桉树人工林土壤质量的影响

本文研究施化肥和海洋微生物制剂对桉树人工林土壤质量的影响。研究结果表明：施用不同的化肥对桉树人工林土壤质量影响具有明显差异；从海洋植物根际分离得到的微生物菌株制成的微生物制剂中的活性微生物菌株能够在桉树人工林土壤中定殖，对桉树生长具有一定促进作用。桉树凋落叶分解过程中是否释放化感物质是桉树人工林发展过程中人们普遍关注的问题之一，本论文也对该部分做了初步研究。 对施用长效尿素、芬兰复合肥、高峰复合肥三种不同化肥对桉树人工林土壤质量的的影响进行了初步研究，研究结果表明长效尿素在保障土壤氮素供应、促进土壤纤维素分离能力提高和增强土壤对磷元素吸收方面具有重要作用；芬兰复合肥在增强土壤呼吸作用和促进土壤酶活性提高方面优于长效尿素和高峰复合肥。 以两株海洋来源的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis 3512, Bacillus subtilis 3728)和一株海洋木霉(Trichoderma TF4)为研究材料，在实验室条件下对其生防机理进行了研究，研究表明:两株枯草芽孢杆菌通过产生脂肽和蛋白酶对植物病原菌产生抑制作用；海洋木霉TF4则能够产生HCN，IAA类植物生长激素，同时还具有一定的解磷能力，具有很好的应用前途，采用传统分类学方法和分子系统学方法鉴定为棘孢木霉(T.asperellum)。这三株海洋菌株制成微生物菌剂，在原位条件和盆栽条件下考察了其对桉树生物量和土壤质量指标的影响，研究结果表明将三株海洋微生物混合后添加少量三叶草作辅剂，能有效改善桉树人工林土壤质量，并促进桉树树高和胸径的增加，具备进一步研究和开发成产品的价值。 用高效液相色谱(HPLC)对桉树凋落叶中毒性物质进行分离、纯化，以小麦、绿豆、大速生菜为指示植物，对分离到的物质进行毒性跟踪，分离到一个毒性较强的组分，经1H氢谱和NMR鉴定为3–β甲酰基–乌索酸。

海洋枯草芽孢杆菌3512A抗真菌脂肽的研究

芽孢杆菌 (Bacillus) 被认为是一种具有潜在的能有效抑制植物病原真菌并促进植物生长作用的有益菌种，它能产生许多种不同结构的抗菌物质，其中脂肽类抗菌物质是其中重要的一类。这些抗菌脂肽具有对动植物无害、对环境友好、不易产生交叉抗性等特点，因而在生物防治由真菌引起的病害中起着十分重要的作用。海洋中也存在着大量芽孢杆菌，并且由于海洋的特殊生存环境有可能开发出与陆生芽孢杆菌性质或功能不同的代谢产物。 本论文从108株海洋芽孢菌中筛选到一株抗真菌活性显著、脂肽产量高的海洋枯草芽孢杆菌3512A（Bacillus subtilis 3512A）。对该菌株产生的脂肽进行分离纯化，结合酸沉淀、Flash Chromatography、HPLC等现代色谱手段，从其发酵液中分离得到了 4 个纯化合物，分别是流分 4 中分离到的Comd.1 和Comd.2，以及流分 8 中分离到的ALP1 和 ALP3。流分 4 中的 Comd.1 和Comd.2 分子量分别为1036D和1050D，结合1D, 2D-NMR, MS 等结构分析后确定分子式分别为 C53H93N7O13 和 C54H95N7O13，Comd.2为Comd.1的甲基化产物，均属于surfactin 的同系物，其它组分还有待进一步测定分析。而流分 8 中得到的三个化合物 ALP1、ALP2 和ALP3，对ALP1 和ALP3进行鉴定，通过 TLC 原位酸水解实验、1H-NMR 图谱分析等推断 ALP1 和 ALP3也属于环状脂肽类化合物。对这两种脂肽化合物的氨基酸组成进行分析，发现这两种化合物的氨基酸组成相同，推测可能是一组同系物，且这两种化合物的氨基酸组成不同于目前已报道的脂肽类化合物的氨基酸组成，可能是一类新的脂肽类物质，其具体化学结构还有待于进一步分析鉴定。 考察3512A所产粗脂肽的热稳定性和pH稳定性，结果显示粗脂肽的热稳定性很好，即使在115 ℃、30 min, 活性只有部分损失；粗脂肽对酸的耐受性比较好，对碱有部分耐受性，pH10后活性降低显著。通过单因素法考查培养基组成和培养条件对3512A产脂肽能力的影响，研究结果表明，以蔗糖或葡萄糖作碳源，以硝酸铵为氮源，pH为8.0，每250 ml三角瓶装液量60 ml，以5% 的接种量28℃，180 r/min培养48 h，脂肽产量最高，达到1003 mg/L。

杉木人工林化感自毒作用研究

本文对杉木连栽障碍及植物化感作用研究的历史及现状进行了综述，并对杉木人工林的化感自毒作用进行了研究。研究结果表明，杉木人工林的确存在化感自毒作用现象，杉木人工纯林土壤、杉木活体及残体植株水浸液对杉木种子发芽和幼苗生民有一定的抑制作用。进一步比较杉木不同组织或残体水浸液的化感自毒作用强度后，发现杉木根水浸液对自身种子发芽和幼苗生长的抑制作用要大于其它部分组织，其它的顺序依次为：杉木鲜叶、凋落叶、半分解枯落叶、枝干和树皮水浸液。利用除酚剂和HPLC等手段，并采用相关分析表明，几种酚类化合物即没食子酸、对一经基苯甲酸、原儿茶酸、香草酸、紫丁香酸、对-香豆酸、邻-香豆酸、正一香豆酸和阿魏酸是杉木人工林中可能的化感自毒物质。本文还针对减轻杉木人工林化感自毒作用的林业经营措施进行了研究，发现杉木人工纯林中的采伐剩余物根桩对下茬杉木幼树的更新有不利的影响，这种不利的影响来自于根桩分解过程中释放的酚类化感物质。但根桩的化感作用会随分解程度的增加而减弱。另外，论文还从植物化感作用的角度，对克服杉木人工林连栽障碍的其它生产措施，如营造混交林及人促林下植被的发育生长，进行了研究；提出了与杉木化学生态关系良好的两种伴生树种，并从化感作用角度证明人促林下植被发育有利于克服杉木人工林的连栽障碍。

超临界压力下航空煤油水平管内对流换热特性数值研究

采用RNG(renormalization group)k-ε湍流模型和近壁区的Wolfstein一方程模型对超临界压力下大庆RP-3航空煤油在水平圆管内的流动和换热特性进行了数值研究.超临界压力下,由于航空煤油在拟临界点附近热物性的剧烈变化,浮升力将引起显著的二次流动.二次流动使得水平圆管的下表面湍流强度和对流换热增强,而上表面的湍流强度和对流换热减弱.最后分析了两种水平管内对流换热受浮升力影响判别标准在超临界流体中的适用性

超临界压力下航空煤油流动与传热特性试验

本文针对超燃冲压发动机再生冷却系统运行条件,实验研究了大庆RP-3煤油在超临界压力下的流动和传热特性,目的在于研究煤油在各种工况下的流动参数变化以及对流传热规律. 煤油通过二级煤油加热/输运系统加热,试验的煤油压力约2.6M~5.0MPa,油温约300~800 K. 相应的壁面热流密度为10~300 kW/m2. 通过油温与壁温的同步测量,结合非定常传热分析,获得了超临界压力下、亚/超临界温度范围内煤油的流动和传热物理参量的变化曲线

超临界压力下航空煤油圆管流动和传热的数值研究

对超临界压力下大庆RP-3航空煤油在小管道内的流动、传热过程进行了数值研究. 湍流模拟采用了 RNG k-ε两方程模型和Wolfstein一方程模型结合的两层模型;同时, 采用煤油的10组分替代模型以及NIST Supertrapp程序库对大庆3号航空煤油的热物理和输运特性进行了确定. 圆管传热的计算条件为:入口压力4 MPa, 入口温度300 K, 质量流量范围:0.06~0.12 kg/s, 壁面热流密度范围:300~700 kW/m~2. 计算结果显示, 煤油的流动和传热特性比水、二氧化碳等简单化合物复杂得多. 在超临界压力下, 煤油的吸热升温导致其热物理特性以及流动特性均发生剧烈变化, 其中, 雷诺数沿管道方向上升了至少一个量级, 而普朗特数下降了一个量级. 在加热开始段, 煤油的对流传热系数迅速上升;当壁面温度超过其拟临界温度后, 对流传热系数略有所回落;随着煤油温度的进一步上升, 传热系数又得到明显增强. 计算表明, 煤油对流换热特性的变化与煤油复杂的高温热物理特性以及湍流流动在近壁区的增强和抑止有关

水菖蒲的化学成分研究和忍冬属植物的色谱分析

本论文由三章组成。第一章阐述了藏药水菖蒲的化学成分研究，共分离鉴定了39个化学成分，其中6个为新化合物。第二章报道了几种忍冬属植物的HPLC、HPLC-MS、GC分析以及抑菌活性、重金属含量测定结果。第三章概述了菖蒲属植物的研究进展。 第一章报道了水菖蒲(Acorus calamus L.)化学成分的分离纯化与结构鉴定。采用正、反相硅胶柱层析等分离方法，从水菖蒲的根中共分离出41个化合物，通过红外、质谱、核磁共振及X-ray单晶衍射等波谱方法和模拟计算方法鉴定了其中39个化合物的结构，主要为倍半萜、苯丙素、甾体类化合物。其中含有5个新的倍半萜类化合物和1系列新的甾体皂苷衍生物。经波谱分析将它们的结构鉴定为 1b, 7a(H)-cadinane-4a, 6a, 10a-triol (1), (2R,6R,7S,9S)-1(10), 4-cadinadiene-2, 9-diol (2), 1a, 5b-guaiane-10a-O-ethyl-4b, 6b-diol (7), 6b, 7b(H)-cadinane-1a, 4a, 10a-triol (13)，(1R,4R,6S,10R)-1-hydroxy-7(11)-cadinen-5, 8-dione (14)， 4′-O-正n碳酰基-3-O- β-D-葡萄糖基谷甾醇(n=14, 16, 18, 22) (15)。 第二章包括四个部分。第一部分报道了忍冬属三种植物40个样品的HPLC测定和对主要活性成分绿原酸的定量分析结果，以及运用HPLC-MS技术对色谱图中8个峰进行指认。在此基础上，考察了种植和采收多个因素对绿原酸含量的影响。第二部分报道了忍冬属三种植物27个样品的GC分析，根据样品的挥发性成分的保留时间对不同样品进行了定性比较，并考察了花期及海拔高度对植物挥发性成分的影响。第三、四部分分别阐述了灰毡毛忍冬和红腺忍冬的体外抑菌活性研究和重金属含量测定结果。 第三章全面系统地概述了菖蒲属植物的化学成分和药理活性研究进展。 This dissertation is composed by three chapters. The first chapter elaborates the phytochemical investigation of Acorus calamus L. Thirty-nine compounds including six new compounds were isolated and identified. The second chapter reports the research on genus Lonicera by HPLC, HPLC-MS and GC. Antifungal activity and heavy metals measurement of genus Lonicera were reported. The third chapter is a review about the research progress on the plant family of Acorus. The first chapter focuses on the isolation and identification of chemical constituents from Acorus calamus L.. Forty-one compounds were isolated from the root of Acorus calamus L. by repeat column chromatography over normal and reversed phase silica gel, the structure of thirty-nine compounds was identified by spectroscopic methods and computational methods, including IR, MS, NMR and X-ray. Those compounds mainly belonged to sesquiterpene, phenylpropanoid and steroid. Among them, five are new sesquiterpenes and one series are new steroid glycoside derivatives. Their structure were suggested as 1b, 7a(H)-cadinane-4a, 6a, 10a-triol (1), (2R,6R,7S,9S)-1(10), 4-cadinadiene-2, 9-diol (2), 1a, 5b-guaiane-10a-O-ethyl-4b, 6b- diol (7), 6b, 7b(H)-cadinane-1a, 4a, 10a-triol (13), (1R,4R,6S,10R)-1-hydroxy-7(11)- cadinen-5, 8-dione (14), 4′-O-carbonyl-3-O-β-D-glucosyl-sitosterol (carbonyl = tetradecanoyl, hexadecanoyl, octadecyl, docosanoyl) (15). The second chapter consists of four parts. The first part reports the HPLC analysis of forty samples of the genus Lonicera, and the quantitative investigation of chlorogenic acid in these samples by HPLC analysis. Relationship between the content of chlorogenic acid in different samples and their planting conditions and harvesting time were discussed. Furthermore, eight compounds were identified or tentatively characterized based on their mass spectra and UV spectra profiles. The second part is about qualitative analysis of the volatile constituent in twenty-seven samples of genus Lonicera by GC. The effect of planting altitude and harvesting time on the volatile constituent was also investigated. The third and fourth parts describe the antifungal activity and content of some kinds of heavy metals of L. macranthoides Hand.-Mazz. and L. hypoglauca Miq.. The third chaspter is a review about the research progress of the plant family of Acorus.