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关键词： 孔隙介质   微生物堵塞   渗透率   优势通道   生物膜形态  

摘要： 孔隙介质中微生物堵塞现象广泛存在于自然和工程实践中，是环境、能源及基础医疗等领域的共性问题。为了明确孔隙介质微生物堵塞过程中生物膜形态以及堵塞机制，利用微流体模型-显微镜-CMOS相机可视化实验平台，研究孔隙结构和流速对生物膜团簇行为和介质渗透率演变特征的影响，并结合显微粒子图像测速技术，实现了孔隙介质中流场的实时动态观测。结果表明：流速和孔径通过影响剪切速率和营养物质交换速率控制生物膜的形态和最终堵塞效率。孔隙介质微生物堵塞呈现出有优势通道（堵塞模式Ⅰ）和无优势通道（堵塞模式Ⅱ）两种堵塞模式。堵塞模式Ⅰ发生在较小流速和较大孔径条件下，流体主要集中在优势通道流动，这种流速分布的不均匀性会随着时间推移而加剧，影响堵塞的稳定性，渗透率下降呈现明显间歇性波动。堵塞模式Ⅱ发生在较大流速和较小孔径条件下，流场分布相对较为均匀，渗透率呈现平稳下降，堵塞效应也更加显著，实验结束时渗透率下降3个数量级。

关键词： 鸡粪   牛粪   废弃菌渣   堆肥   腐熟度   微生物群落  

摘要： 我国是食用菌生产第一大国，每年产生上亿吨废弃菌渣；然而多数废弃菌渣直接丢弃或焚烧，不但污染环境而且浪费其富含的大量营养物质，因此亟需资源化利用。本研究以废弃菌渣为主料，分别与鸡粪、牛粪2种氮源进行条剁式机械翻堆共堆肥，以探究菌渣与不同氮源共堆肥（初始C/N值为25）的腐熟效果及其微生物群落结构变化特征。结果表明，经过85 d发酵，鸡粪菌渣与牛粪菌渣处理的有机质含量≥30%、总养分含量均≥4%、pH在5.5～8.5且发芽指数≥70%，均达到《NY/T 525-2021 有机肥料》及（NY/T 3442-2019 畜禽粪便堆肥技术规范）要求。鸡粪菌渣堆肥的总氮、总磷、总钾和速效钾含量的增长率、发芽指数显著高于牛粪菌渣处理（P＜0.05），C/N和有机质的下降速率快于牛粪菌渣处理（P＜0.05）。对2种堆肥处理的pH、电导率（EC）、发芽指数（GI）、有机质（OM）等12个指标进行主成分综合评价，鸡粪菌渣处理的主成分综合得分高于牛粪菌渣处理。堆肥前后鸡粪菌渣处理的优势细菌门由初始的变形菌门（45.01%）转为放线菌门（31.84%）和变形菌门（23.71%），优势真菌门由子囊菌门（60.69%）和担子菌门（38.29%）转为子囊菌门（91.22%）；而牛粪菌渣处理的优势细菌门由初始的绿弯菌门（72.21%）变为变形菌门（27.38%）和绿弯菌门（23.99%），优势真菌门由子囊菌门（82.84%）和unclassified＿k＿Fungi门（13.28%）变为子囊菌门（94.31%）。堆肥前后鸡粪菌渣处理的细菌多样性指数由初始的3.98增加到5.26，牛粪菌渣处理的细菌多样性指数由初始的2.79增加到5.67（P＜0.05）。随机森林模型表明，有机质、含水率、碳氮比、总氮和总磷含量是影响堆肥过程中微生物群落丰富度和多样性的关键因素。综上，氮源差异会导致废弃菌渣堆肥过程中微生物群落和理化指标存在差异，进而影响堆肥效果；其中鸡粪作为氮源的堆肥腐熟效果更好。

关键词： 生物安全防控   营养缺陷   自杀基因   毒素-抗毒素   基因编辑   非天然核苷酸   非天然氨基酸  

摘要： 随着人工设计的基因元件和工程菌应用于医学诊断和疾病治疗领域的增加，由此产生的生物安全风险也越来越受到重视。本文主要回顾了合成生物学的生物安全防控策略，特别介绍了近几年医学诊疗工程菌的生物安全防控研究。工程菌的生物安全防控可以防止宿主菌和基因元件脱离病灶区域向环境泄漏。基于营养缺陷或自杀基因的调控系统广泛用于限制工程菌的逃逸，基因元件拆分和靶向降解策略则可以防止基因元件扩散到环境中被其他细胞利用。环境中的代谢物和基因片段可能转移进入工程菌，这是导致生物安全防控机制失效的重要因素。非天然核苷酸和非天然氨基酸等非天然复制翻译系统的正交性好，可以大幅减少环境和工程菌间的相互影响。综合不同合成生物学原理设计的多层生物安全防控系统对于未来解决生物安全问题具有极大潜力。

关键词： 生物化学   课程思政   混合式教学  

摘要： 2020年9月,国务院办公厅印发《关于加快医学教育创新发展的指导意见》,对提升院校医学人才培养质量提出要求,指出要发挥课程思政作用,着力培养医学生救死扶伤精神[1],教育部有关文件也指出,要把思想政治教育贯穿人才培养全过程,把课程思政建设作为院校医学人才培养的关键环节[2],培养仁心仁术的医学人才。因此,医学院校在培养学生精湛医术的同时,要明确各门课程的思想政治教育元素,做好专业知识与思政元素的有机融合,坚持知识传授与价值引领相结合,培养学生正确的核心价值观[3-4]。

关键词： 微生物诱导碳酸钙沉淀   硅酸钠   注浆加固   力学性能   微观机理  

摘要： 微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）技术在改良岩土体力学性质方面具有广泛的应用价值以及潜力，但目前该方法仍存在加固效率低、加固周期长等缺陷。为了提高MICP的加固效率并缩短加固周期，在常规MICP基础上，向菌液中添加适量硅酸钠，开展MICP溶液试验及砂柱试验，并进行宏观和微观检测试验，研究硅酸钠对微生物固砂的增强效果与机理。结果表明：添加适量硅酸钠后，细菌活性提高约14%，砂柱内碳酸钙生成量提高约7%,MICP加固效率与试样均匀性得到增强；砂柱加固2次后，试样即可成型，加固10次后试样抗压强度约5.9 MPa，相较于对照组强度提高约7倍以上。微观检测试验表明，添加硅酸钠后，环境中生成的水化硅酸钙凝胶能起到填充砂土孔隙与胶结砂颗粒的作用，进而提高试样强度与加固效率。

关键词： 产蛋鸡   磷酸三钙   磷酸氢钙   生物学利用率  

摘要： 试验旨在评价高温烧结法磷酸三钙在产蛋后期蛋鸡上的相对生物学利用率。试验采用“2×4+1”两因素完全随机试验设计，选择648只45周龄产蛋率和体重相近的健康海兰褐蛋鸡，随机分成9组，每组6个重复，每个重复12只鸡。2种磷源（磷酸氢钙和磷酸三钙）各设定5种无机磷添加水平，分别为0（对照组共用，基础日粮）、0.07%、0.14%、0.21%、0.28%，基础日粮非植酸磷含量为0.11%。预饲期2周，正试期12周。试验测定45～56周龄蛋鸡的产蛋性能、蛋品质、血清磷代谢、骨骼质量及骨骼磷代谢相关指标。结果显示：与对照组相比，饲粮中添加磷显著提高胫骨灰分钙和磷含量（P<0.05），显著降低蛋白高度和哈氏单位（P<0.05）；相比磷酸氢钙，新型磷源磷酸三钙显著提高料蛋比、蛋黄颜色、胫骨强度、胫骨灰分钙和磷含量（P<0.05）；随着饲粮磷水平的增加，蛋壳强度、蛋壳重、胫骨强度、胫骨灰分钙和磷含量呈线性或二次曲线增加（P<0.05）；磷源和磷添加水平交互作用对蛋黄颜色、骨灰分钙和磷含量均有显著影响（P<0.05）。以磷酸氢钙（100.0%）为参照物、45～56周龄产蛋后期蛋鸡的胫骨强度作为敏感指标，高温烧结法磷酸三钙的相对生物学利用率为116.9%。综上可知，相对于磷酸氢钙（100.0%），产蛋后期蛋鸡对高温烧结法磷酸三钙的相对生物学利用率为116.9%；当磷源为高温烧结法磷酸三钙时，饲粮无机磷的适宜添加水平为0.21%，即饲粮非植酸磷水平为0.32%。

关键词： 侏罗系砂岩   侧向卸荷   变形特性   力学参数   破裂特征  

摘要： 针对我国西部地区煤矿井巷开挖引起的地层扰动问题，以侏罗系饱和砂岩为研究对象，设计并进行了常规三轴压缩试验以及三轴卸荷试验（升轴压卸围压、恒轴压卸围压），开展了不同卸荷路径下岩石力学特性研究，结果表明：（1）相同初始围压条件下，与恒轴压卸围压(dσ3＜0， dσ3=0)试样相比，升轴压卸围压(dσ3＜0，dσ1＞0)试样表现出更强的脆性特征，同时卸荷条件下的试件以侧向体积扩容破坏为主，岩石的破坏裂缝较为明显；（2）卸荷过程中岩石的变形模量E逐渐减小，泊松比μ逐渐增大，其变化均随初始围压的增大而增大，且均与体积应变相关。升轴压卸围压(dσ3＜0，dσ1＞0)过程中试样E减小了16.7%～30.1%，而μ增大了44.2%～54.3%；恒轴压卸围压(dσ3＜0，dσ1=0)过程中试样E减小了22.3%～33.1%，而μ增大了31.9%～112.9%；（3）卸荷试验中，岩石损伤因子的增幅与初始围压正相关，而损伤因子的增速则与初始围压呈负相关；初始围压相同的情况下，对于升轴压卸围压(dσ3＜0，dσ1＞0)试样，围压以及偏应力对岩石损伤因子的改变更加明显，岩样损伤因子的最终值与终态围压呈线性关系。

关键词： 生物摩擦学   生物表界面   仿生材料   生命健康   交叉科学  

摘要： 生物摩擦学旨在探索生物体与外界环境之间的相互作用，涉及摩擦学、生物学、材料学、化学和物理学等多学科交叉融合。阐明生物摩擦学中的生物表界面多场耦合机制，对推动高端医疗器械设计、新型仿生材料研发以及生命健康和疾病机制探索具有极其重要的意义。本文中基于“生物摩擦学及生物表界面多场耦合机制与仿生设计”专题研讨会的研讨成果，总结了生物摩擦学的研究进展与发展趋势，并探讨了该领域的重点研究方向和关键科学问题，为多学科交叉背景下生物摩擦学面临的机遇和挑战提供科学建议。

关键词： 水污染治理   环境生物技术   生物吸附   生物降解   生物膜  

摘要： 文章结合当前的水污染治理背景及其治理需求，对环境生物技术在其中的应用策略进行分析。包括环境生物技术及其在水污染治理中的应用意义，水污染治理中的主要环境生物技术、应用策略及其发展方向等。希望通过此次分析，可以为环境生物技术的应用与水污染治理效果提升提供一定参考。

关键词： 草鱼   冷藏   保鲜   微生物多样性   技术  

摘要： 为探究草鱼肉冷藏过程中菌群组成及特定腐败微生物的演变规律，运用宏基因组测序技术检测新鲜期（D0、D3）、过渡期（D6、D9）、腐败期（D15）的草鱼肉微生物组成。结果表明，草鱼肉微生物群落的演替与冷藏时长呈现显著相关性，微生物多样性随冷藏时间先升高后降低，过渡期（D6）是驱动微生物组成产生较大的差异的核心因素。在门水平上，冷藏初始3 d内的优势菌门为放线菌门（Actinobacteria，占比约69%）和变形菌门（Proteobacteria，占比约20%）；冷藏6 d时菌群结构发生明显转变，变形菌门（Proteobacteria，占比51.77%）和厚壁菌门（Firmicutes，占比11.76%）相对丰度上升；冷藏至9 d，变形菌门增幅显著，在腐败期其相对丰度超过98%，成为冷藏腐败阶段的主导菌门。在属的水平上，细菌组成差异较大，优势菌属从新鲜期（D0、D3）的考克氏菌属（Kocuria），经过渡期（D6、D9）的假单胞菌属（Pseudomonas）、无色杆菌属（Achromobacter）、不动杆菌属（Acinetobacter）以及嗜冷杆菌属（Psychrobacter），最终转变为腐败期（D15）的假单胞菌属。主成分分析显示，新鲜期（D0、D3）样本的微生物群落结构呈现出较高的相似性，而后期样本（D6 - D15）的微生物群落结构发生显著变化（P < 0.05）。t检验分析表明，冷藏期间差异显著（P < 0.05）的菌属主要为栖水菌属（Enhydrobacter）、巨大球菌属（Macrococcus）、短杆菌属（Brevibacterium）、考克氏菌属、棒状杆菌属（Corynebacterium）、皮生球菌属、嗜冷杆菌属、假单胞菌属、无色杆菌属、环丝菌属（Brochothrix）。生态网络分析揭示从环境菌到耐冷菌再到腐败菌的群落更替，明确各阶段标志性微生物（栖水菌属（D0）、巨大球属（D3）、嗜冷杆菌属（D9）），明确从共生（D0、D3）、竞争（D6）到腐败（D15）的微生物网络拓扑演变过程。冷藏过程中草鱼微生物群落多样性及结构变化，可为后期冷藏质量安全监测及防腐保鲜研究提供依据。