复合诱变选育衣康酸高产菌株的研究

采用紫外线-LiCl、硫酸二乙酯(DES)复合诱变,经平板菌落筛选、摇瓶筛选以及连续传代稳定性考察,从土曲霉(Aspergillus terreus)2433出发菌株获得一株衣康酸高产突变株土曲霉At DES-11,其产酸量达到48.22 g/L,较出发菌株提高了156.08%;糖酸转化率为61.82%,较出发菌株提高了101.36%,且连续传代5次后,遗传性状仍较稳定,产酸量稳定在48 g/L左右,菌落及菌丝形态基本不变。     

Ⅰ型聚酮类天然产物中利用点突变产生类似物的研究

点突变是指通过聚合酶链式反应（PCR）等方法向目的DNA片段中引入所需变化（通常是表征有利方向的变化）,包括碱基的添加、删除、改变等。通过构建发生突变的质粒利用遗传转移的方法同源重组到野生型基因组中,使得氨基酸改变从而引起蛋白功能发生变化,获得鉴定正确的突变株后发酵筛选结构类似物。聚酮类天然产物在生物合成过程中,其聚酮链会发生若干步氧化还原反应,通过点突变的方法失活该蛋白,从而跳过该步氧化还原反应的作用,产生PKS骨架上的改变,从而得到结构类似物。     

常压室温等离子体生物诱变育种及其应用研究进展

大气压射频辉光放电（RF APGD）等离子体具有大气压下操作不需要真空系统、气体温度低、活性粒子浓度高、放电均匀性好、可控性强等特点,能够与各类生物分子发生作用,在生物技术中的应用受到广泛的关注。本研究团队将RF APGD等离子体射流引入生物诱变育种领域,对其物理特性及其与生物大分子和整细胞的作用机制进行了系统研究,并将其开发成新一代高效诱变育种仪,命名为常压室温等离子体（ARTP）诱变育种仪。实践证明,ARTP诱变育种仪具有对操作者安全、环境友好、操作简便、突变快速、突变率高、获得的突变体性状稳定等特点,目前已成功应用于包括细菌、放线菌、真菌、酵母、微藻等在内的四十余种微生物的诱变育种。本文将对ARTP生物育种技术的最新研究进展进行综述,以期ARTP快速生物突变技术在生物进化研究及工业生物菌种改造上发挥重要作用。     

植酸酶的激光诱变改性与分离纯化

植酸酶产生菌———黑曲霉(Aspergillus niger)可在不同的辐照条件下进行激光诱变,确定了适宜的诱变条件,即输出波长为1.06μm的Nd:YAG高重复率声光调Q激光,辐照频率4 kHz,功率10 W,水平照射2~2.5m in,并建立了变异菌株基因库。通过高通量筛选,从中筛选到一株酶学性质比较符合工业生产要求的变异菌株phy226,pH=2~3的第二酶活峰提高了40%,酶活温度稳定在30~60℃。发酵液经盐析、透析、凝胶层析和离子交换层析等分离纯化过程,最终纯化倍数达7.8,收率为25.2%。     

基于自适应遗传算法的隔振系统参数优化计算

为优化航天器中隔振系统的隔振参数,提出了一种基于自适应遗传算法的优化方法。在只考虑单条支腿的前提下,建立了主动隔振系统的动力学模型,通过拉普拉斯变换得到了上平台输出的力对下平台控制力的传递函数,并获得待优化的参数。将参数优化问题转化成数值优化问题,利用最大熵法生成算法的目标函数;采用新的选择算子来避免算法早熟;提出自适应交叉算子和自适应高斯变异算子来保证种群多样性;通过优胜劣汰和种群迁移法则来提高算法的全局收敛性。最后,通过仿真实例对算法的有效性进行验证,结果表明：和传统的遗传算法相比,本算法的收敛速度快、优化效果好。     

Effects of nitrogen ion irradiation on endoglucanase activity and gene mutation of Bacillus subtilis Bac01

Bacillus subtilis Bac01 was mutated by 15 keV N+ ions of 1.5×1016 cm-2.The mutant strain Bacll with high yield of endoglucanase was isolated using carboxymethylcellulose sodium and congo red indicative plates.It exhibited higher endoglucanase activitiy (381.89IU) than the original strain Bac01 (93.33IU).Two 1,500 bp endoglucanase gene fragments were obtained with PCR amplification from B.subtilis Bac01 and mutant strain Bac11.BLAST comparison result indicated that 10 nucleotides mutated.Bioinformatics methods were used to analyze the two predicted amino acid sequences,and it was found that 5 amino acid residues changed,being all in the cellulose-binding domain of endoglucanase.     

中国核农学的发展历程与成就

文章概述了我国核农学的创建与发展历程以及核技术农业应用研究所取得的主要成果。我国核农学始于1956年,经过50多年的发展,现已形成科研协作网络、学术交流网络、国际交流网络。这三大网络全面推动了中国农业核技术应用的核农学的形成与发展,在辐射育种、航天育种、同位素示踪技术在农业中的应用、农产品辐照贮藏和保鲜加工、辐射害虫防治、低剂量辐射刺激增产等方面取得了显著成绩。此外,文章还就中国核农学今后的发展构想以及核农学优先发展的主要领域提出了构思和建议。     

实数遗传算法的改进及性能研究

提出一种粒子群优化方法(PSO)与实数编码遗传算法(GA)相结合的混合改进遗传算法(HIGAPSO).该方法采用混沌序列产生初始种群、非线性排序选择、多个交叉后代竞争择优和变异尺度自适应变化等改进遗传操作;并通过精英个体保留、粒子群优化及改进遗传算法(IGA)三种策略共同作用产生种群新个体,来克服常规算法中收敛速度慢、早熟及局部收敛等缺陷.通过四个高维典型函数测试结果表明该方法不但显著提高了算法的全局搜索能力,加快了收敛速度;而且也改善了求解的质量及其优化结果的可靠性,是求解优化问题的一种有潜力的算法.     

增强全局搜索和自适应蜉蝣算法

针对蜉蝣算法全局搜索能力较差和自适应能力弱等问题,提出一种增强全局搜索能力和自适应的蜉蝣算法——MIWMA。首先引入非均匀高斯变异策略对雄性蜉蝣和雌性蜉蝣进行位置更新,对全局最优位置变异引导其他个体向优良位置靠近,促使种群具有一定指导,从而提升全局搜索能力和增强种群多样性;其次,引入不完全伽马函数与Beta累加分布的自适应惯性权重对全局搜索和开发能力建立更好的平衡,平衡种群的全局搜索和局部搜索能力,进而提升算法收敛精度,利于种群全局搜索寻找最优解的潜力;引入局部停滞对抗策略,根据迭代停滞情况,调节蜉蝣速度更新的惯性部分和社会部分,使之具有最优搜索状态,增强算法全局搜索能力。利用经典测试函数集和IEEE CEC2021测试竞赛集进行测试优化比较,验证算法的有效性和稳健性,并利用Friedman和Wilcoxon秩和检验,分析表明：提出的算法有更好的稳定性、鲁棒性和可靠性。最后运用两个工程难题进行优化,结果验证了该算法在工程优化问题上的适用性,适合求解需求高精度的优化难题。