基于神经网络与遗传算法结合的硝化细菌发酵培养基优化(英文)

Two artificial intelligence techniques, artificial neural network and genetic algorithm, were applied to optimize the fermentation medium for improving the nitrite oxidization rate of nitrite oxidizing bacteria. Experiments were conducted with the composition of medium components obtained by genetic algorithm, and the experimental data were used to build a BP (back propagation) neural network model. The concentrations of six medium components were used as input vectors, and the nitrite oxidization rate was used as output vector of the model. The BP neural network model was used as the objective function of genetic algorithm to find the optimum medium composition for the maximum nitrite oxidization rate. The maximum nitrite oxidization rate was 0.952 g 2 NO-2-N·(g MLSS)-1·d-1 , obtained at the genetic algorithm optimized concentration of medium components (g·L-1 ): NaCl 0.58, MgSO 4 ·7H 2 O 0.14, FeSO 4 ·7H 2 O 0.141, KH 2 PO 4 0.8485, NaNO 2 2.52, and NaHCO 3 3.613. Validation experiments suggest that the experimental results are consistent with the best result predicted by the model. A scale-up experiment shows that the nitrite degraded completely after 34 h when cultured in the optimum medium, which is 10 h less than that cultured in the initial medium.     

基于神经网络和遗传算法培养基优化的发酵经济学

利用目前较为先进的神经网络(ANN)和遗传算法结合(GA)的优化方法,通过以6种培养基组成为输入,亚硝酸盐氧化菌的活性与培养基成本之比的"性价比"为输出,构建结构为6-8-1 BP神经网络的非线性的非结构模型,并以该模型为遗传算法的目标函数,进行遗传算法的全局寻优,优化得到具有最高"性价比"的培养基组成.结果表明,基于神经网络和遗传算法能较好地对培养基进行优化,并实现对发酵经济学的初步研究.通过优化,得到亚硝酸盐氧化菌的最佳培养基组成为:NaNO2 2.390 g/L, KH2PO4 1.355 g/L, MgSO4 0.019 g/L, NaCl 0.031 g/L, NaHCO3 4.373 g/L, FeSO4 0.005 g/L,其最优"性价比"为8.705,比初始的6.835提高了27.36%.     

酿酒废水硫氧化细菌的分离鉴定及其硫氧化特性

本研究从酿酒废水中分离了一株化能自养硫氧化细菌LS2,通过16S rRNA基因和硫氧化功能酶基因sox B分析表明该菌株与Halothiobacillus亲缘关系最近,但Halothiobacillussp.LS2的基因组中存在完整的固氮酶基因簇nif,其关键编码基因nif H与Acidithiobacillus属中A. ferrooxidans和A. ferrivorans相似性最高,均高于80%。通过细胞水平的比较研究,菌株LS2在有氮和无氮条件下均可生长,在1 mM NH4+的条件下生长量最高可达1.98×107/m L,而无氮条件下生长量较有氮条件下少,最高可达1.37×107/m L;基于基因表达分析,菌株LS2的nif H表达量因氮源存在而下调,硫代硫酸盐浓度增加而上调,其中在5 mM S2O32-浓度下其表达量上调了约33倍。说明该菌的固氮作用与硫氧化反应息息相关。本研究获得了一株具有固氮能力的化能自养硫氧化细菌,所获得的结果可为含硫化物废水的治理提供一种新思路。     

南美白对虾肠道内乳酸菌的分离鉴定及其对抗生素的耐药性

以南美白对虾为研究对象,采用平板分离法从其肠道内筛得26株乳酸菌,通过16S rRNA测序鉴定可归为4种:乳酸乳球菌乳亚种L. lactis subsp. lactis、台湾乳球菌L. taiwanensis、格式乳球菌L. garvieae、乳酸乳球菌L. lactis。选取7株具有代表性的乳酸菌,用PCR的方法检测对虾中检出率较高的6类18种抗性基因(ARGs)在乳酸菌中的分布,辅以平板涂布的方法用抗生素选择性培养基研究乳酸菌对抗生素的耐药性。研究发现:7株乳酸菌具有相似的耐药谱,对四环素、磺胺吡啶、乙酰螺旋霉素表现出耐药性(抑菌率50.00%),对盐酸金霉、土霉素、硫酸庆大霉素、氯霉素、红霉素敏感(抑菌率100%);含有多重抗性基因,ARGs的检出率:磺胺类(92.86%)四环素类(53.06%)喹诺酮类(23.81%)氨基糖苷类(4.76%)氯霉素类=大环内酯类(0.00%),其ARGs基因型与菌株的抗生素表型并不能完全吻合。     

南美白对虾养殖水体中抑藻细菌的分离及鉴定

本研究从南美白对虾养殖水体中分离出10株细菌,进行分子鉴定和系统进化树分析,并评价了它们对鱼腥藻Anabaena cylindricaFACHB-82的抑藻效果。16Sr RNA基因分析表明,分离的10株细菌中三株与假单胞菌Pseudomonas plecoglossicidc、Pseudomonas protegens和Pseudomonas monteilii最为相似,一株与气单胞菌Aeromonas veronii相似,两株与陶厄式菌Thauera mechernichensis和Thauera aromatica相似,枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis、微杆菌Microbacterium flavum、黄杆菌Flavobacterium cauense以及金黄杆菌Chryseobacterium nakagawai各一株相似。抑藻结果表明细菌AB-3抑藻效果最好,其对鱼腥藻的生长抑制率达到87.11%。此外,AB-3菌对水华束丝藻Aphanizomenon flos-aquae和铜绿微囊藻Microcystis aeruginosa生长抑制率分别达到79.89%和23.65%,对小球藻Chlorella vulgaris也有一定的抑藻效果,但对衣藻Chlamydomonas reinhardtii抑藻效果不显著。本研究从水体中分离筛选出的一株陶厄氏菌AB-3,对试验的蓝藻都具有显著的抑藻效果,同时该菌对绿藻抑藻效果小或是没有抑制。     

通风条件下储能集装箱磷酸铁锂电池热失控气体扩散规律

储能电站安全和消防问题备受关注,采用磷酸铁锂电池热失控特征气体作为探测预警的方式已经广泛应用于储能电站。气体在储能集装箱部的扩散规律直接影响探测预警的准确性,对通风影响储能集装箱磷酸铁锂电池热失控特征气体扩散规律尚缺乏深入的认识。为了探究通风对储能集装箱特征气体扩散的影响,首先采用锂离子电池热失控实验平台探究了109 Ah 磷酸铁锂电池发生热失控特征气体的种类及组分,然后采用数值分析技术对储能电站气体扩散进行全尺寸模拟,通过改变通风速率、通风尺寸、通风位置讨论特征气体的扩散规律,给出纵向特征气体的变化规律,为现实气体探测预警提供理论依据。     

速冻水饺细菌总数FISH检测技术的优化

探索荧光原位杂交(FISH)技术检测速冻水饺中细菌总数的可行性及特异性,优化样品的快速、准确和便捷的检测体系。采用TAMRA标记的EUB338探针与大肠杆菌进行FISH实验条件的优化,并利用优化的FISH技术对4种速冻水饺中的8个样品进行检测和计数。应用FISH技术检测速冻水饺中细菌总数,理想的样品预处理实验条件为:热固定2 h,4%多聚甲醛固定20 min,系列乙醇脱水5 min,杂交条件为杂交温度为46℃,杂交液中去离子甲酰胺浓度为20%,杂交时间3h,洗脱液中NaCl浓度为225 mmol/L;检测的8个样品中,有2例细菌总数超标。FISH可以特异性的检出速冻水饺中的细菌总数,简便,检测周期短,灵敏度高,为保障食品安全提供更多的理论支持。     

高校辅导员在“创新班”学生管理中的作用——以华南理工大学生命科学创新学院“基因组科学创新班”为例

华南理工大学和深圳华大基因研究院共建的"基因组科学创新班"自成立以来取得了巨大的成就,引起了社会各界的广泛关注和谈论。"基因组科学创新班"既是一种培养模式的创新,也是学生管理模式的创新,倾注了学校各级领导和老师们的大量心血。在创新班学生的管理中,作为一线管理者的辅导员发挥了重要的作用。     

大型换流变火灾与泡沫细水雾联用灭火系统特性研究

为研究大型换流变火灾外围池火燃烧特性及灭火要求,建立了换流变火灾试验模型,研制了换流变实体火灾灭火试验平台,通过开展池火燃烧及泡沫-细水雾灭火试验研究,分析了火灾时换流变外围温度场特性。试验表明：模型中换流变油池火燃烧行为与实际换流变火灾类似,池火贴壁燃烧且卷吸效应明显,阀侧火的羽流温度高于其他区域,换流变壁面快速升温致使钢材屈服强度降低,局部结构出现变形,换流变内部变压器油、防火墙壁面升温缓慢。泡沫细水雾联用系统灭火可快速扑灭明火,降温、隔氧效果明显。     

珠江沉积物中硫酸盐还原菌的分离筛选及其性质鉴定

由于能够形成可以与重金属反应形成沉淀的硫化物,硫酸盐还原菌对于改善水体质量、确保食品和饮水安全上有着重要意义。从珠江沉积物中分离出一株硫酸盐还原菌SCUT-3,该细菌呈杆状、革兰氏染色为阴性,能够以乳酸、乙酸、丙酸作为唯一碳源,以硫酸盐作为电子受体进行生长,不能以葡萄糖、乙醇等作为唯一碳源,硫代硫酸盐和亚硫酸盐为电子受体进行生长。对该细菌的16S rRNA基因和aprA基因序列进行分析,发现其16S rRNA基因与Desulfovibrio acrylicus的16S rRNA基因的一致性最高,达到87%,其aprA基因与Desulfovibrio vulgaris str.Hildenborough的aprA基因一致性最高(通过blastx比对),达到90%。因此可判断其属于脱硫弧菌属(Desulfovibrio),但两基因的序列与已知序列同源性均不超过91%,判断该细菌属于脱硫弧菌属中的一个新种。