1 湖南农业大学食品科学技术学院, 长沙 410125
2 湖南省农业科学院, 湖南省核农学与航天育种研究所, 长沙 410125
本试验利用电子束及γ射线两种射线对渐狭蜡蚧菌(Lecanicillium attenuatum)3166进行诱变处理, 研究适于渐狭蜡蚧菌诱变选育的吸收剂量以及诱变菌株生物学特性。结果表明: 电子束及γ射线诱变渐狭蜡蚧菌的最适剂量均为200 Gy, 渐狭蜡蚧菌的电子束辐射敏感性D10值为191 Gy、γ射线D10值为366 Gy; 以产孢速率为指标筛选获得突变菌株8株, 其中5株的菌丝生长及产孢速率较出发菌株显著提高, 均为电子束诱变所得, 产孢速率分别较出发菌株提高了30.45%、31.55%、23.66%、64.83%、68.77%; 诱变菌株的胞外几丁质酶比活在培养5 d时达到峰值, 诱变株Ⅱ111、Ⅱ164、Ⅱ181的几丁质酶比活分别较出发菌株显著提高29.29%、54.45%、19.18%, 其中Ⅱ164酶比活可达1 707.41 U/mg prot; 胞外蛋白酶比活在培养7 d时达到峰值, Ⅱ111、Ⅱ164、Ⅱ181的蛋白酶比活分别较出发菌株显著提高17.98%、13.17%、16.50%, 其中Ⅱ111酶比活达到30.71 U/mg prot, 且渐狭蜡蚧菌诱变株生长速率与胞外酶比活有强相关性。本研究为渐狭蜡蚧菌后续的害虫防治及开发利用提供了理论基础。
渐狭蜡蚧菌 辐射诱变 突变菌株 生物学特性 胞外酶比活 Lecanicillium attenuatum radiation mutagenesis mutagenized strain biological property extracellular enzyme specific activity
辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(6): 060401
1 湖南省农业科学院 湖南省核农学与航天育种研究所/湖南省农业生物辐照工程技术研究中心 长沙 410125
2 湖南大学隆平分院 长沙 410125
以不同含水量的芦苇木质纤维素(以下简称芦苇)为试验材料,采用5 MeV电子束辐照处理,研究了电子束辐照对不同含水量芦苇化学组分、超分子结构、粉碎粒径及酶解性能的影响。结果表明:不同含水量的芦苇经电子束辐照后均发生降解,超分子结构受到破坏,粉碎后小粒径颗粒显著增加,酶解转化率大幅度提高;当吸收剂量相同时,不同含水量芦苇的表观形貌、超分子结构及粉碎粒径分布没有明显区别,但酶解转化率与含水量呈负相关,含水量5%、10%和50%的芦苇经过500 kGy 电子束辐照后,纤维素酶解转化率分别22.24%、19.76%和18.57%,半纤维素酶解转化率分别为25.04%、23.84%和19.56%,经过1 000 kGy电子束辐照后,含水量5%、10%和50%的芦苇纤维素酶解转化率分别为54.09%、47.27%和49.24%,半纤维素酶解转化率分别62.30%、53.25%和47.83%;当吸收剂量为500 kGy时,含水量为5%的芦苇纤维素、半纤维素较含水量10%和50%芦苇降解严重,而当吸收剂量为1 000 kGy时,含水量为50%的芦苇纤维素、半纤维素则较含水量5%和10%的芦苇降解严重,并且较含水量5%和10%的芦苇,含水量为50%的芦苇纤维素、半纤维素更多地被降解为非糖类物质。
电子束 辐照 含水量 芦苇 木质纤维素 结构 酶解 Electron beam Irradiation Moisture content Phragmites australis Lignocelluloses Structure Enzymatic hydrolysis 辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(2): 020401
1 湖南农业大学食品科学技术学院 长沙 410125
2 湖南省农业科学院湖南省核农学与航天育种研究所 长沙 410125
采用60Co-γ射线和电子束辐射诱变贝莱斯芽孢杆菌选育遗传稳定的突变菌株,用平板对峙法及四点法对突变菌株进行初筛和复筛,研究其对辣椒炭疽病菌的抑菌效果。结果表明:菌悬液经60Co-γ射线辐照,贝莱斯芽孢杆菌D10值为2 366 Gy,在100~2 000 Gy诱变剂量范围内芽孢杆菌致死率随着辐照吸收剂量的增加而升高。在2 000 Gy辐照吸收剂量下,贝莱斯芽孢杆菌的致死率为81.8%,并筛选出5株(B004、B112、B114、B117、B118)突变菌株,其对辣椒炭疽病菌抑制率由出发菌株的51.2%分别提高到57.5%、58.0%、57.0%、57.7%和59.9%;贝莱斯芽孢杆菌菌悬液经电子束(10 MeV)辐照,贝莱斯芽孢杆菌D10值为499 Gy,在100~600 Gy诱变剂量范围内,芽孢杆菌致死率随着辐照吸收剂量的增加而升高,在400 Gy辐照吸收剂量下,贝莱斯芽孢杆菌致死率为91.8%,筛选出2株(D115和D243)突变菌株,其对辣椒炭疽病菌抑制率由出发菌株的55.2%分别提高到58.4%和58.1%;B004、B112、B117、B118贝莱斯芽孢杆菌诱变菌株对辣椒炭疽病菌抑菌效果在6代内遗传稳定。研究结果表明:γ射线和电子束辐照在贝莱斯芽孢杆菌的诱变育种中具有潜在的应用价值,本研究可为贝莱斯芽孢杆菌的诱变育种提供基础,为辣椒炭疽病病害的生物防治提供理论参考。
贝莱斯芽孢杆菌 辣椒炭疽病菌 60Co-γ射线辐射诱变 电子束辐射诱变 抑菌 Bacillus velezensis Colletotrichum gloeosporioides 60Co-γ ray radiation mutagenesis electron beam radiation mutagenesis Bacteriostasis 辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(3): 030401
1 湖南省农业科学院 核农学与航天育种研究所/湖南省农业生物辐照工程技术研究中心 长沙 410125
2 湖南大学研究生院 隆平分院 长沙 410125
以经过不同吸收剂量(0?500 kGy)的γ射线辐照处理后的芦苇秸秆为研究对象,机械粉碎后过筛,研究吸收剂量、过筛孔径对其粒径分布、粉碎能耗、主要组分含量、纤维素酶解转化率、纤维素乙醇转化率的影响。研究结果显示:随着过筛孔径的减小,所获得的芦苇秸秆样品质量显著减少,且与吸收剂量负相关;芦苇的粉碎能耗随吸收剂量的升高而降低,获得相同质量的过筛样品,粉碎能耗又随过筛孔径的减小而显著增加;相同吸收剂量处理的芦苇秸秆,其纤维素酶解转化率和纤维素乙醇转化率均随过筛孔径的减小而增大,其中吸收剂量为分别0 kGy、206 kGy、404 kGy,粒径范围在r?0.180 mm的芦苇秸秆样品其纤维素酶解转化率较r?0.850 mm样品分别提高129.20%、85.98%、106.63%,纤维素乙醇转化率分别提高136.04%、21.75%、4.39%。综合比较粉碎能耗与纤维素酶解转化率和纤维素乙醇转化率的增加比率,最终确定未辐照(0 kGy)芦苇秸秆样品的最佳过筛孔径为0.850 mm;吸收剂量为206 kGy、404 kGy的芦苇秸秆样品最佳过筛孔径为0.425 mm。
芦苇 γ射线辐照 粒径 酶解 发酵 Reed straws γ-ray irradiation Grain diameter Enzymatic hydrolysis Fermentation 辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(1): 010402
1 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室, 重庆 400044
2 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室, 重庆 400044
光纤形状传感技术能够测量姿态、取向、径迹以及位置等三维空间信息,在精准介入医疗、变体飞行器以及连续体机器人等领域具有广泛应用前景。光频域反射仪具有高空间分辨率和分布式测量等特点,相较于光纤光栅的波分复用技术,在提高形状传感空间分辨率、形状重构精度以及传感长度等方面具有明显优势。在阐明光频域反射仪分布式应变传感原理的基础上,建立了弯曲形变与应变以及光纤瑞利散射光谱波长漂移之间的物理关系,同时构建了弯曲大小、弯曲方向以及挠率与空间曲线局域标架三个正交分量的数学关系,最后采用切向分量的线积分实现光纤三维形状重构。实验设计并制备了一种基于镍铬形状记忆合金丝与三根光纤束封装的形状传感器,其二维、三维形状末端的平均最大误差为传感器总长度的0.58%和3.45%。
光纤传感 分布式形状传感 光频域反射仪
Author Affiliations
Abstract
Wuhan National Laboratory for Optoelectronics, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
A retroreflector that reflects light along its incident direction has found numerous applications in photonics, but the available metasurface schemes suffer from the issue of narrow bandwidth and/or a single angle of incidence. Here, a retroreflector using double layers of achromatic gradient metasurfaces is reported, which can realize retroreflection over a continuous range of incidence angles within a wide spectral band. The first metasurface serves as a transmissive achromatic lens that performs a broadband spatial Fourier transform and its inverse, while the second metasurface works as a reflective achromatic lens that undergoes wavelength- and position-dependent phase dispersions. Using this design strategy, a near-infrared retroreflector comprised of silicon nanopillars with the cross sections of square pillars and square holes is numerically demonstrated, providing a high-performance retroreflection for polarization-independent incident light waves over a continuous range of incidence angles from 0° to 16° within an extremely broad wavelength range between 1.35 and 1.95 m. The scheme herein can offer a design strategy of broadband retroreflectors and impact numerous photonics applications.
metasurfaces retroreflectors broadband polarization independence Chinese Optics Letters
2021, 19(2): 023601
1 中南大学湘雅医院神经内科, 湖南 长沙 410006
2 湖南师范大学生命科学学院, 湖南 长沙 410081
gpr98基因突变与多种疾病相关, 该基因在人类和斑马鱼中高度保守。建立斑马鱼gpr98 基因突变体稳定系, 可为阐释 gpr98基因功能提供良好的动物模型和研究基础。本文利用CRISPR/Cas9基因敲除技术在斑马鱼gpr98基因2号外显子上选取两个相距42 bp的靶位点, 分别体外合成sgRNA, 并与Cas9 mRNA一起共注射至斑马鱼胚胎单细胞期的胚胎内。随机挑选发育72 h胚胎提取基因组DNA进行PCR分析, 结果表明: 除了有野生型DNA带外, 部分胚胎有一条比野生型DNA小的带; 进一步将F0代阳性个体与野生型的斑马鱼杂交, 对杂交后代进行基因型分析, 并成功筛选到缺失48 bp(Δ48 bp)的稳定遗传突变的gpr98基因敲除斑马鱼模型。该试验模型的构建为研究gpr98基因在心血管以及骨骼等组织器官的发育及相关疾病发生中的作用奠定了重要基础。
斑马鱼 gpr98基因 zebrafish CRISPR-Cas9 CRISPR-Cas9 gpr98 gene
1 重庆大学光电工程学院光电技术及系统教育部重点实验室, 重庆 400044
2 电子科技大学光纤传感与通信教育部重点实验室, 成都 四川 610054
利用大偏置熔接方法在两段单模光纤(SMF)中间熔接一小段单模光纤作为支撑梁制作了一种开腔式法布里珀罗(F-P)干涉传感器。提出在干涉腔内填充一种湿度敏感型物质聚丙烯酰胺(PAM)从而形成一种高灵敏度的微型湿度计。当PAM通过吸收空气中的水蒸气而引起自身折射率发生改变,从而导致F-P干涉谱发生漂移,通过检测干涉谱的漂移量可以实现对环境相对湿度的测量。实验结果表明,这种湿度传感器在38%~78%的相对湿度范围内,在PAM折射率变化范围内其干涉谱漂移了约4 nm,漂移量与相对湿度的灵敏度约为0.1 nm/%;而在88%~98%的相对湿度范围内可实现高灵敏度的湿度测量,其干涉谱漂移了约59 nm,漂移量与相对湿度的灵敏度为5.868 nm/%。
光纤光学 光纤传感器 法布里珀罗干涉仪 湿度 聚丙烯酰胺 中国激光
2012, 39(s1): s114004
1 重庆大学光电工程学院光电技术及系统教育部重点实验室,重庆 400044
2 电子科技大学光纤传感与通信教育部重点实验室,成都 610054
本文提出一种用于高温测量的光子晶体光纤 F-P干涉传感器,通过熔接机放电使无截止单模光子晶体光纤 (ESM-PCF)一个端面完全塌陷,然后再将其与单模光纤 (SMF-28e)熔接起来,最后按照设计长度切断 ESM-PCF。由于在熔接点处 ESM-PCF完全塌陷使其模场直径扩大,减小了与 SMF-28e的模场失配损耗,并提高了熔接面的反射光强。这种方式制作简单,相对于以往的光子晶体光纤 F-P干涉传感器具有更高的干涉光强度。实验结果表明,该传感器测量温度可达 1 100 ℃,温度灵敏度为 29.4 nm/℃,可以预见这种结构稳定、线性度好的全光纤传感器在机械、航空、冶金领域等具有一定的潜在应用价值。
光纤传感器 法布里-珀罗干涉仪 光子晶体光纤 高温传感器 fiber-optic sensor Fabry-Perot interferometer photonic crystal fiber high temperature sensor