温度对森林生长速率和生物量异速生长关系的影响

为了验证温度对植物生长速率-个体生物量之间的异速生长关系的影响,分析了年平均温度在-6.6～25.2℃的中国森林数据并按照生境温度的不同划分为13个温度分组.结果表明：在忽略温度影响的条件下,10个温度分组的生长速率与个体生物量之间的异速生长指数的95%置信区间包括WBE模型预测值3/4,且该指数随年平均温度的升高而增大.在考虑温度影响的条件下,玻尔兹曼因子能够显著增加生长速率-个体生物量之间的相关性,但并不改变生长速率-个体生物量之间的异速生长指数.因此,温度对植物的生长速率-个体生物量之间的异速生长关系具有重要影响,未来对大尺度植物生长速率的异速生长的研究应当充分考虑温度的影响.     

异速生长和资源限制生物量模型研究的最新进展

异速生长和资源限制理论是当今生物界和系统科学研究的热点理论,其最新进展对森林生物量估算问题有重要意义。阐述了异速生长关系;并在总结国内外森林生物量估算方法基础上,探讨了基于异速生长与资源限制模型的树高、个体与区域的森林生物量估算理论;最后展望了基于异速生长与资源限制模型的研究与应用的发展趋势。     

种内竞争对一年生植物高生长与生物量关系的影响

通过田间试验研究了两种一年生植物燕麦和箭She豌豆在高密度和低密度条件下表现出来的株高（H）与生物量（M）之间的异速生长关系，并用线性回归和非线性回归的方法对所得数据进行了分析，结果表明，植物在低密度条件下，个体间没有明显的竞争作用存在，株高与生物量之间表现为“简单的异速生长”关系，其异速生长表达式为y=a bx的形式；植物在高密度条件下，个体间存在着激烈的种内竞争，株高与生物量之间表现为“非线性的异速生长”关系，其异速生长表达式为y=ax^2 bx c的形式。     

刨花楠树高与胸径异速生长的关系

通过幂指数函数的对数模型lg H=a+blgD,分析刨花楠树高H与胸径D,以及与0.25 H,0.5 H,0.75 H处直径(D)之间的关系,a和b为常数.结果表明:在刨花楠不同生长阶段其异速生长指数存在显著差异,异速生长指数随着胸径的增长而减小,而且树高与不同高度处直径之间的异速生长指数随着高度的增加而减小.植物异速生长是当前生态学研究的一个热点问题,而植物树高与胸径的关系又是异速生长研究的一个重点.本研究表明不存在一个普适的植物树高与胸径之间的关系,其指数应当随着植物的生长过程而系统减小.     

两种鲤科鱼类红细胞参数与体质量的异速关系

【目的】研究细胞大小随体质量增长的异速规律。【方法】以鲤(Cyprinus carpio)和鲫(Carassius auratus)为对象,测定不同体质量个体的红细胞数量、大小及血红蛋白含量,分析各参数随个体生长的异速规律,为检验细胞代谢假说提供基础资料。【结果】鲤红细胞大小随体质量增加的异速指数仅为0.037,鲫红细胞大小不随体质量增加而变化;估测它们的代谢率异速指数预测值分别为0.987和1,大于文献实测值。鲫红细胞面积大于鲤的红细胞面积,可能与二者基因组大小差异有关。鲤血红蛋白随体质量增长而增加,但在鲫中无明显变化。【结论】研究结果不支持细胞代谢假说,推测分别与鲤红细胞随体质量增长而增大而鲫红细胞无明显增大有关。
     

两种鲤科鱼类红细胞参数与体质量的异速关系

【目的】研究细胞大小随体质量增长的异速规律。【方法】以鲤(Cyprinus carpio)和鲫(Carassius auratus)为对象,测定不同体质量个体的红细胞数量、大小及血红蛋白含量,分析各参数随个体生长的异速规律,为检验细胞代谢假说提供基础资料。【结果】鲤红细胞大小随体质量增加的异速指数仅为0.037,鲫红细胞大小不随体质量增加而变化;估测它们的代谢率异速指数预测值分别为0.987和1,大于文献实测值。鲫红细胞面积大于鲤的红细胞面积,可能与二者基因组大小差异有关。鲤血红蛋白随体质量增长而增加,但在鲫中无明显变化。【结论】研究结果不支持细胞代谢假说,推测分别与鲤红细胞随体质量增长而增大而鲫红细胞无明显增大有关。     

异速生长的QTL定位模型及一因多效性扩展

异速生长是生物界被广泛研究的一个重要生长规律。为了揭示异速生长相关的QTL及一因多效性,考虑了生物生长过程的动态特性,并基于功能作图的框架,构造了一个解析异速生长关系的QTL定位模型。使用这个模型,对一个大豆重组自交系群体(RIL)的叶片生物量和总生物量的异速生长关系进行了分析,并在第24号连锁群上检测到一个影响这一异速生长关系的QTL,同时使用Logistic生长曲线,在此QTL区间内检测到了影响叶片动态生长的QTL。模拟实验结果发现,通过该算法可提高QTL定位的准确性,也能评估异速生长的生长指数等参数。     

异速生长的QTL定位模型及一因多效性扩展

异速生长是生物界被广泛研究的一个重要生长规律。为了揭示异速生长相关的QTL及一因多效性,考虑了生物生长过程的动态特性,并基于功能作图的框架,构造了一个解析异速生长关系的QTL定位模型。使用这个模型,对一个大豆重组自交系群体(RIL)的叶片生物量和总生物量的异速生长关系进行了分析,并在第24号连锁群上检测到一个影响这一异速生长关系的QTL,同时使用Logistic生长曲线,在此QTL区间内检测到了影响叶片动态生长的QTL。模拟实验结果发现,通过该算法可提高QTL定位的准确性,也能评估异速生长的生长指数等参数。     

基于溶解氧监测的沣河河流代谢及河流健康评价研究

研究通过对沣河的不同断面溶解氧的24h连续监测得到溶解氧(DO)质量浓度ρ昼夜变化,结合DO平衡关系计算各断面初级生产率速率和呼吸速率,并应用河流代谢速率评价沣河河流健康.研究结果表明:24hρ(DO)的变化曲线在上游呈抛物线趋势,而在中下游人类活动较多、污染较大地区呈倒S型;上游断面的初级生产力速率和呼吸速率均远大于中下游地区;沣河上游属自养型河流、中下游属异养型河流.根据河流代谢理论评价沣河健康状况表明高冠裕河上游断面健康状况良好,沣峪口断面中等,其余断面都属较差.     

陕西省城市人口与城市用地异速生长关系研究

通过构建异速生长模型,探讨陕西省城市人口增长与城市用地扩张相互之间的关系.结果表明,从2001年到2010年,陕西省城市人地关系呈负异速生长关系,城市用地扩张整体上处于不合理的水平,其中西安、宝鸡和咸阳等关中地区城市用地扩张速度最快,其异速生长系数远远超过了临界值,在以后的城市规划中应加强针对性的调控.     

苏芸金杆菌代谢特性研究

采用12L玻璃发酵罐,测定了苏芸金杆菌(Bacillus thuringiensis, B. t)发酵过程中的菌体浓度、总糖、还原糖、氨基氮、溶磷、溶氧、铵离子、核酸、ATP、pH、蛋白酶及粘度等参数。获得了B.t生长过程的代谢曲线,从中分析了各参数变化间的相互关系。这对于控制B.t发酵过程及提高发酵水平具有一定指导意义。     

代谢控制分析的理论与应用

代谢控制分析（ＭｅｔａｂｏｌｉｃＣｏｎｔｒｏｌＡｎａｌｙｓｉｓ，简称ＭＣＡ）是一种以系统观点对细胞内代谢调控进行定量分析的理论和实验方法，结果ＭＣＡ理论，代谢控制是细胞内代谢的系统属性，并可以用酶动力学性质进行定量表示，ＭＣＡ指出了“限速步骤”观念的局限性，认为代谢途径中酶促反应步骤对代谢的控制作用随系统内外条件的改变而变化，用理论计算或试验确定的控制系数能够加深对代谢的控制结构特性的理解，ＭＣＡ     

Progress in the applications of flux analysis of metabolic networks

The metabolic network has become a hot topic in the area of system biology and flux-based analysis plays a very important role in understanding the characteristics of organism metabolic networks. We review mainly the static methods for analyzing metabolic networks such as flux balance analysis (FBA), minimization of metabolic adjustment (MOMA), regulatory on / off minimization (ROOM), and dynamic flux balance analysis with linear quadratic regulator (DFBA-LQR). Then several kinds of commonly used software for flux analysis are introduced briefly and compared with each other. Finally, we highlight the applications of metabolic network flux analysis, especially its usage combined with other biological characteristics and its usage for drug design. The idea of combining the analysis of metabolic networks and other biochemical data has been gradually promoted and used in several aspects such as the combination of metabolic flux and the regulation of gene expression, the influence of protein evolution caused by metabolic flux, the relationship between metabolic flux and the topological characteristics, the optimization of metabolic engineering. More comprehensive and accurate properties of metabolic networks will be obtained by integrating metabolic flux analysis, network topological characteristics and dynamic modeling.     

重组毕氏酵母发酵过程的结构模型

分析了毕氏酵母（Pichia pastoris)以甘油和甲醇为碳源时的代谢途径，建立了胞内物质流和能量流的平衡方程－结构模型。经过适当的降维，解得比碳源消耗速率，比氧消耗速率，比乙酰辅酶A生成速率，细胞比生长速率等关键反应速率。结合反应器模型获得操作变量与过程状态变量间的关系。用实验数据对模型进行了初步验证。结果表明，该模型能较准确地描述细胞生长和重组蛋白合成过程。     

2-KGA混菌发酵过程的结构模型及实验验证

探讨了古龙酸混菌发酵过程中普通生酮古龙酸菌(Ketogulonicigenium vulgare)和巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)的交互作用机制.分析了K. vulgare以L 山梨糖为碳源时的代谢途径,建立了K. vulgare的宏观动力学模型,引入了一阶闭环调节器模型来描述糖酵解等酶系的建立过程.该模型描述了K. vulgare中物质流和能量流的平衡关系,据此可解得比碳源消耗速率、比生长速率、比乙酰辅酶A生成速率、比氧消耗速率等关键反应速率.结合生物反应器模型可获得操纵变量与状态变量之间的关系.实验验证了上述模型的有效性.     

马克思的新陈代谢断裂理论对我国生态问题的意义

马克思创造性地将新陈代谢概念运用到社会经济领域创立了新陈代谢断裂理论,揭示了资本主义条件下,人类与其居住环境之间的物质和能量的转换关系发生扭曲的机制。马克思的新陈代谢断裂理论对当代中国在农业、城市化、社会生产中化解人与自然的矛盾有着积极的指导作用。     

Expanded flux variability analysis on metabolic network of Escherichia coli

Flux balance analysis, based on the mass conservation law in a cellular organism, has been extensively employed to study the interplay between structures and functions of cellular metabolic networks. Consequently, the phenotypes of the metabolism can be well elucidated. In this paper, we introduce the Expanded Flux Variability Analysis （EFVA） to characterize the intrinsic nature of metabolic reactions, such as flexibility, modularity and essentiality, by exploring the trend of the range, the maximum and the minimum flux of reactions. We took the metabolic network of Escherichia coli as an example and analyzed the variability of reaction fluxes under different growth rate constraints. The average variability of all reactions decreases dramatically when the growth rate increases. Consider the noise effect on the metabolic system, we thus argue that the microorganism may practically grow under a suboptimal state. Besides, under the EFVA framework, the reactions are easily to be grouped into catabolic and anabolic groups. And the anabolic groups can be further assigned to specific biomass constitute. We also discovered the growth rate dependent essentiality of reactions.     

酵母培养物对土杂鸡生产性能及营养物质代谢率的影响

本试验旨在研究酵母培养物对土杂鸡生产性能及营养物质代谢率的影响,试验选择28日龄健康、体重相近的土杂鸡200只,随机分为5组,设1个对照组,饲喂基础日粮,其余4个为试验组(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组),在基础日粮中分别添加0.15%、0.20%、0.25%、0.30%的酵母培养物。结果表明:与对照组相比,各酵母培养物组肉鸡的平均日增体质量和平均日采食量均显著高于对照组(P0.05);试验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组的料重比均显著低于对照组(P0.05),其中试验Ⅱ组的最低;与对照组相比,所有试验组粗蛋白质(CP)代谢率均明显提高(P﹤0.01);粗脂肪(EE)代谢率有提高趋势,但差异不显著(P0.05);试验I、Ⅱ组的钙、磷代谢率明显提高(P0.05);试验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组的表观代谢率(ME)显著提高(P0.05),且试验Ⅱ的最高。结论:综合分析,本试验在土杂鸡日粮中酵母培养物的适宜添加量为0.2%。     

Relationship between topology and functions in metabolic network evolution

What is the relationship between the topological connections among enzymes and their functions during metabolic network evolution? Does this relationship show similarity among closely related organisms? Here we investigated the relationship between enzyme connectivity and functions in metabolic networks of chloroplast and its endosymbiotic ancestor, cyanobacteria (Synechococcus sp. WH8102). Also several other species, including E. coli, Arabidopsis thaliana and Cyanidioschyzon merolae, were used for the comparison. We found that the average connectivity among different functional pathways and enzyme classifications (EC) was different in all the species examined. However, the average connectivity of enzymes in the same functional classification was quite similar between chloroplast and one representative of cyanobacteria, syw. In addition, the enzymes in the highly conserved modules between chloroplast and syw, such as amino acid metabolism, were highly connected compared with other modules. We also discovered that the isozymes of chloroplast and syw often had higher connectivity, corresponded to primary metabolism and also existed in conserved module. In conclusion, despite the drastic re-organization of metabolism in chloroplast during endosymbiosis, the relationship between network topology and functions is very similar between chloroplast and its precursor cyanobacteria, which demonstrates that the relationship may be used as an indicator of the closeness in evolution.