Характеристика цинка полная: производство и применение. Взаимодействие со сложными веществами

alexxlab | 19.07.1982 | 0 | Разное

Содержание

Общие сведения – Правительство Республики Хакасия

Республика Хакасия, субъект Российской Федерации, занимает значительную часть Хакасско-Минусинской котловины, в пределах северо-западных отрогов Саяно-Алтайского нагорья (Южно-Сибирская горная агроландшафтная страна).

Протяженность территории с севера на юг – 460 км, с запада на восток (в наиболее широкой части) – 200 км. На севере, востоке и юго-востоке Хакасия граничит с Красноярским краем, на юге – с Республикой Тыва, на юго-западе – с Республикой Алтай, на западе – с Кемеровской областью. Республика Хакасия входит в состав Сибирского федерального округа.

Разнообразие климатических и растительных зон – от высокогорья с круглогодичными ледниками и снегом, тундры, лесов и лесостепей до степей с древними могильниками – характерно для республики.

Климат в Хакасии резко континентальный, с сухим жарким летом и холодной малоснежной зимой. Средняя температура воздуха июля +17,9°С, января –18,9°С.

Преобладающий рельеф местности – степи, горы и тайга. Саянские горы, высота которых порой превышает 2000 м, занимают две трети территории республики.

Самые крупные реки Хакасии – Енисей, Абакан, Чулым и Томь. В республике более 500 озер, рек и мелких речушек. Общая протяженность рек – 8 тыс. км.

Площадь Республики Хакасия 61 900 км². Это 0,4 % от территории Российской Федерации. Расстояние от столицы Республики Хакасия – города Абакана до Москвы составляет 4218 км.

Территория Хакасии разделена на 8 районов. Города республиканского подчинения – Абакан, Абаза, Саяногорск, Сорск, Черногорск. Всего на территории республики 271 населенный пункт.

Численность населения Хакасии составляет 532,4 тыс. человек, в том числе в г. Абакане – 163,2 тыс. человек. Плотность населения – 8,7 человека на 1 км².

Хакасия – один из уникальных в природно-ресурсном отношении регионов Российской Федерации. Только в разведанных месторождениях сосредоточено 25 процентов общероссийских запасов молибдена, 27 процентов барита, 13 процентов облицовочных камней, 6,5 процента бентонита, 3 процента каменного угля. Ведется добыча железа, золота, минеральных и радоновых вод, барита, мрамора, гранитов. Разведаны месторождения меди, фосфоритов, свинца, цинка, асбеста, гипса, нефрита, жадеита. Имеются разведанные запасы нефти и газа.

Республика располагает значительными ресурсами пресных подземных и поверхностных вод. Имеются практически все виды водных объектов – горные реки, каровые озера, реки предгорий, водные объекты с равнинным типом режима. Основная водная артерия – река Енисей.

Общая площадь лесного фонда составляет 65 процентов всей территории республики. Общий запас древесины – 444,3 млн. м³, в том числе хвойных пород – 363,9 млн. м³. Особую ценность представляют кедровые леса.

Особо охраняемые природные территории занимают 7,6 процента площади республики.

Историческое развитие народов Хакасии протекало в относительно благоприятных климатических условиях, и в ходе этого развития, создано уникальное культурное наследие, представляющее бесценный ресурс для развития региона. Поэтому основу культурного наследия Хакасии составляют природно-археологические ландшафты, составленные из десятков тысяч археологических объектов.

химические и физические, история получения и применение, температура плавления и плотность

Цинк — хрупкий металл белого цвета с голубым оттенком. На воздухе покрывается тонкой оксидной плёнкой. Латунь (медно-цинковый сплав) использовали ещё до нашей эры в Древней Греции и Древнем Египте. На сегодняшний день цинк — один из самых важных для многих отраслей человеческой деятельности. Он незаменим в промышленности, медицине. Важен для нормального функционирования человеческого организма

Химические и физические свойства и история металла

Несмотря на использование с давних времён в различных целях, чистый цинк получить никак не удавалось.

Только в начале восемнадцатого века Уильям Чемпион сумел открыть способ выделения этот элемент из руды с помощью дистилляции. В 1838 году он запатентовал своё открытие, а спустя 5 лет, в 1843 году, Уильямом Чемпионом был запущен первый в истории завод по выплавке этого металла. Спустя некоторое время Андреас Сигизмунд Маргграф открыл ещё один метод. Этот способ был признан более совершенным. Поэтому именно Маргграфа зачастую считают открывателем чистого цинка. Последующие открытия только поспособствовали расширению его популярности.

Месторождения и получение

Самородного цинка в природе не существует. Сегодня используется около 70 минералов, из которых его выплавляют. Самый известный — сфалерит (цинковая обманка), который содержится в незначительных количествах в организме человека и животных, а также в некоторых растениях. Больше всего — в фиалке.

Цинковые минералы добывают в Казахстане, Боливии, Австралии, Иране, России. Лидеры по производству — Китай, Австралия, Перу, США, Канада, Мексика, Ирландия, Индия.

На сегодняшний день самый популярный метод получения чистого металла — электролитический. Чистота получаемого металла почти стопроцентная (возможны лишь небольшие примеси в объёме не более нескольких сотых процента. В целом они незначительны, поэтому такой цинк считается чистым).

Общее производство цинка во всём мире оценивается примерно в более чем десять миллионов тонн в год.

Свойства металла и использование в производстве

Цвет чистого металла — серебристо-белый. Довольно хрупок при температуре двадцать-двадцать пять градусов (т.е. комнатной), особенно если содержит примеси. При нагревании до 100 — 150 градусов по Цельсию металл становится пластичным и ковким. При разогревании выше чем сто-сто пятьдесят градусов хрупкость опять возвращается.

Температура плавления цинка — 907 градусов по Цельсию.
Относительная атомная масса цинка — 65,38 а. е. м. ± 0,002 а. е. м.
Плотность цинка — 7,14 г/см³.

Металл цинк занимает четвертое место по использованию в различных сферах производства:

Он применяется при добыче и обработке золотой и серебряной руды.
Оцинковка защищает сталь от коррозии.
Важную роль металл играет в батарейках и аккумуляторах.
С помощью цинковых пластинок печатаются иллюстрации в журналах и книгах.
В медицине цинковая окись используется как антисептик.
Применяется в автомопроизводстве.

Содержание в организме человека и продуктах питания

Организм человека обычно содержит около двух граммов цинка. Многие ферменты содержат в себе этот металл. Элемент играет роль в синтезе важных гормонов, таких как тестостерон и инсулин. Элемент крайне необходим для полноценного функционирования мужских половых органов. Кстати, он даже помогает нам справиться с сильным похмельем. С его помощью выводится из нашего организма лишний алкоголь.

Недостаток цинка в рационе может привести к множеству нарушений функций организма. Такие люди подвержены депрессии, постоянной усталости, нервозности. Дневная норма для взрослого мужчины — 11 миллиграммов в день, для женщины — 8 миллиграмм.

Содержание в продуктах (в миллиграммах на 100 грамм продукта):

устрицы — 40 мг;
отруби — 16 мг;
семена тыквы — 10 ;
печень говяжья — 8 мг;
говядина — 8 мг;
баранина — 6 мг;
семена подсолнуха — 5 мг;

сыр — 4 мг;
овёс — 4 мг;
курица — 3 мг;
орехи грецкие — 3 мг;
фасоль — 3 мг;
свинина — 3 мг;
шоколад — 2 мг;
кукуруза — 0,5 мг;
бананы — 0,15 мг.

Избыток элемента в человеческом организме также приводит к серьёзным проблемам, поэтому не стоит хранить продукты в цинковой посуде.

химически и физически, история на производството и приложение, точка на топене и плътност

Цинкът е чуплив бял метал със син оттенък. Във въздуха е покрит с тънък оксиден филм. Месинг (медна цинкова сплав) се използва преди нашата ера в Древна Гърция и Древен Египет. Днес цинкът е един от най-важните за много отрасли на човешката дейност. Необходимо е в промишлеността, медицината. Важно за нормалното функциониране на човешкото тяло

Химични и физични свойства и история на метала

Въпреки употребата от древни времена за различни цели, чистият цинк не е получен по никакъв начин. Само в началото на осемнадесети век Уилям Champion успява да открие метод за разделяне на елемент от рудата чрез дестилация. През 1838 г. той патентова откритието си, а 5 години по-късно, през 1843 година, стартира Уилям шампион на първото по рода си завод за топенето на този метал. След известно време Андреас Зигзмунд Маргаграф открил друг метод. Този метод беше признат за по-съвършен. Поради това често се счита откривателя на Marggraf чист цинк. Последващите открития са допринесли само за разширяването на популярността му.

Депозити и разписка

В природата няма естествен цинк. Днес се използват около 70 минерала, от които се топи. Най-известният – сфалерит (цинков сфалерит), който се открива в малки количества при хора и животни, както и в някои растения. Най-вече – във виолетовата.

Цинкови минерали се добиват в Казахстан, Боливия, Австралия, Иран и Русия. Лидерите в производството са Китай, Австралия, Перу, САЩ, Канада, Мексико, Ирландия, Индия.

Към днешна дата най-популярният метод за получаване на чист метал е електролитен. Чистотата на метала е почти сто процента (може да бъде само малък примес в количество не повече от няколко стотни от един процент. Като цяло, те са незначителни, така че това се счита чист цинк).

Общото производство на цинк по целия свят се оценява на повече от десет милиона тона годишно.

Свойства на метала и употреба в производството

Цветът на чистия метал е сребристо бял. Изключително крехка при температура от двадесет и двадесет и пет градуса (т.е. стайна температура), особено ако съдържа примеси. Когато се нагрява до 100 – 150 градуса по Целзий, металът става гъвкав и ковък. Когато повторното загряване е по-високо от сто до сто и петдесет градуса, крехкостта се връща отново.

Точката на топене на цинка е 907 градуса по Целзий.
Относителната атомна маса на цинка е 65,38 а. ± 0.002 а. например m.
Плътността на цинка е 7,14 g / cm3.

Металният цинк е на четвърто място за използване в различни сфери на производство:

Използва се в добива и преработката на златна и сребърна руда.
Поцинкованата стомана предпазва от корозия.
Металът играе важна роля в батериите и акумулаторите.
С помощта на цинкови плочи отпечатани илюстрации в списания и книги.
В медицината цинковият оксид се използва като антисептик.
Използва се в производството на автомобили.

Съдържание в човешкото тяло и храна

Човешкото тяло обикновено съдържа около 2 грама цинк. Много ензими съдържат този метал. Елементът играе роля в синтеза на важни хормони, като тестостерон и инсулин. Елементът е изключително необходим за пълноценното функциониране на мъжките полови органи. Между другото, той дори ни помага да се справим със силен махмурлук. С негова помощ излишният алкохол се отделя от тялото ни.

Липсата на цинк в диетата може да доведе до различни нарушения на тялото. Такива хора са податливи на депресия, постоянна умора, нервност. Дневната ставка за възрастен мъж е 11 милиграма на ден, за жената – 8 милиграма.

Съдържание в продукти (в милиграми на 100 грама продукт):

стриди – 40 mg;
трици – 16 mg;
семена от тиква – 10;
черен дроб от говеждо месо – 8 mg;
говеждо месо – 8 мг;
агнешко – 6 mg;
слънчогледови семки – 5 mg;
сирене – 4 mg;
овес – 4 mg;
пиле – 3 mg;
орехи – 3 мг;
боб – 3 мг;
свинско месо – 3 mg;
шоколад – 2 mg;
царевица – 0,5 mg;
банани – 0,15 mg.

Излишъкът в човешкото тяло също води до сериозни проблеми, така че не съхранявайте храна в цинкови чинии.

Споделяне в социалните мрежи:

сроден

Цинк характеристика элемента по плану

Цинк – это металл, стоящий в таблице Менделеева, под номером 30 и имеет обозначение Zn. Плавится при температуре 419 °С градусов, если же температура кипения 913 °С – начинает превращаться в пар. При температурном обычном режиме, состояние хрупкое, а при ста градусах начинает гнуться.

Цвет цинка сине-белый. При воздействии кислорода появляется окисление, а также покрытие карбоната, предохраняющего металл от дальнейшей реакции окисления. Появление на цинке гидроокиси обозначает то, что вода на химический элемент не действует.

Цинк — химический элемент, имеет свои отличительные свойства, преимущества и недостатки. Он широко применяется в повседневной жизни человека, в фармацевтике и металлургии.

Особенности цинка

Металл является необходимым и широко применяемым практически во всех отраслях повседневной жизни человека.

Добыча в основном, производится в Иране, Казахстане, Австралии, Боливии. В России изготовителем является ОАО «ГМК Дальполиметалл».

Это переходной металл, имеет степень окисления +2, радиоактивный изотоп, период полураспада 244 дня.

Водный арсенат кадмия, цинка и меди

В чистом виде элемент не добывается. Содержится в рудах и минералах: клейофане, марматите, вюртците, цинките. Обязательно присутствует в сплаве с алюминием, медью, оловом, никелем.

Химические, физические свойства и характеристики цинка

Цинк – металл, обладает рядом свойств и характеристик, отличающих его от иных элементов периодической таблицы.

К физическим свойствам цинка относится его состояние. Основным фактором выступает температурный режим. Если при комнатной температуре это хрупкий материал, плотность цинка 7130 кг/м 3 (˃ плотности стали), который практически не гнётся, то при повышении он легко изгибается и прокатывается в листах на заводах. Если взять более высокий температурный режим – материал приобретает жидкое состояние, а если еще поднять температуру на 400-450 °С градусов, тогда он просто испарится. В этом уникальность – менять своё состояние. Если же подействовать кислотами и щелочами, он может рассыпаться, взорваться, расплавиться.

Цинк в жидком состоянии

Формула цинка Zn – zincum. Атомная масса цинка 65.382 а.е.м.

Электронная формула: ядро атома металла содержит 30 протон, 35 нейтрон. В атоме 4 энергетических уровня – 30 электронов. (рис. строение атома цинка)1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 .

Кристаллическая решётка цинка – шестиугольная кристаллическая система с плотно прижатыми атомами. Данные решётки: A=2.66У, С=4.94.

Структура и состав цинка

Добытый и не переработанный материал имеет изотопы 64, 66, 67, электроны 2-8-18-2.

По применению среди всех элементов периодической таблицы металл стоит на 23 месте. В природе элемент выступает в виде сульфида с примесями свинца Pb, кадмия Cd, железа Fe, меди Cu, серебра Ag.

В зависимости от того, какое количество примесей, металл имеет маркировку.

Производство цинка

Как было сказано выше, чистого вида данного элемента в природе нет. Он добывается из иных пород, таких как руда – кадмий, галлий, минералы – сфалерит.

Металл получают на заводе. Каждый завод имеет свои отличительные особенности производства, поэтому оборудование для получения чистого материала различно. Оно может быть таким:

Роторы, расположенные вертикально, электролитные.
Специальные печи с достаточно высокой температурой для обжига, а также специальные электропечи.
Транспортёры и ванны для электролиза.

В зависимости от принимаемого метода добычи металла, задействовано соответствующее оборудование.

Получение чистого цинка

Как упоминалось выше – в природе чистого вида нет. В основном добыча производится из руд, в которых он идет с различными элементами.

Для получения чистого материала задействован специальный флотационный процесс с избирательностью (селективностью). После проведения процесса руда распадается на элементы: цинк, свинец, медь и так далее.

Добытый таким методом чистый металл обжигается в специальной печи. Там при определенных температурах сульфидное состояние материала переходит в оксидное. При обжиге выделяется газ с содержанием серы, направляемый для получения серной кислоты.

Есть 2 способа получения металла:

Пирометаллургический – идет процесс обжигания, после — полученная масса восстанавливается с помощью чёрного угля и кокса. Конечным процессом является отстаивание.
Электролитический – добытая масса обрабатывается серной кислотой. Полученный раствор подвергают электролизу, при этом металл оседает, его плавят в печах.

Выплавка цинка в печи

Температура плавления цинка в печи 419-480 °С градусов. Если же температурный режим превышен, тогда материал начинает испаряться. При данной температуре допускается примесь железа 0.05%.

При процентной ставке 0.2 железа, лист невозможно будет прокатать.

Применяются различные способы выплавки чистого металла, вплоть до получения цинковых паров, которые направляются в специальные резервуары и там вещество опадает вниз.

Применение металла

Свойства цинка позволяют его применение во многих сферах. В процентном соотношении:

Цинкование – до 60%.
Медицина – 10%.
Различные сплавы, содержащие данный металл 10%.
Выпуск шин 10%.
Производство красок – 10%.

А также применение цинка необходимо для восстановления таких металлов, как золото, серебро, платина.

Цинк в металлургии

Металлургическая промышленность задействует данный элемент периодической таблицы как основной для достижения определенных целей. Выплавка чугуна, стали является главной во всей металлургии страны. Но, данные металлы подвержены негативному влиянию окружающей среды. Без определенной обработки идет быстрое окисление металлов, что приводит к их порче. Наилучшей защитой служит оцинкование.

Нанесение защитной плёнки на чугун и сталь является лучшим средством от коррозии. На оцинкование уходит около 40% всего производства чистого материала.

Способы оцинкования

Металлургические заводы отличительны не только своим оборудованием, но и применяемыми методами производства. Это зависит от ценовой политики, и месторасположения (природных ресурсов, используемых для металлургической промышленности). Есть несколько методов оцинкования, которые рассматриваются ниже.

Горячий способ оцинкования

Данный способ заключается в обмакивании металлической детали в жидком растворе. Происходит это так:

Деталь или изделие обезжиривается, очищается, промывается и сушится.
Далее, цинк расплавляется до жидкого состояния при температуре до 480 °С.
В жидкий раствор опускается подготовленное изделие. При этом оно хорошо смачивается в растворе и образуется покрытие толщиной до 450 мкм. Это является 100% защитой от воздействия внешних факторов на изделие (влага, прямые солнечные лучи, вода с химическими примесями).

Горячее цинкование металлоконструкций

Но, данный метод имеет ряд недостатков:

Цинковая пленка на изделии получается неравномерного слоя.
Нельзя использовать данный метод для деталей, отвечающих точным стандартам по ГОСТу. Где каждый миллиметр считается браком.
После горячего оцинкования, не каждая деталь останется прочной и износостойкой, поскольку после прохождения высокой температуры появляется хрупкость.

А также данный метод не подходит для изделий, покрытых лакокрасочными материалами.

Холодное оцинкование

Этот метод носит 2 названия: гальванический и электролитический. Методика покрытия изделия защитой от коррозии такова:

Металлическая деталь, изделие подготавливается (обезжиривается, очищается).
После этого проводится «метод окрашивания» — применяется специальный состав, имеющий главный компонент – цинк.
Деталь покрывается данным составом методом распыления.

Благодаря этому методу защитой покрываются детали с точным допуском, изделия, покрытые лакокрасочными материалами. Повышается стойкость к внешним факторам, приводящим к коррозии.

Недостатки данного метода: тонкий защитный слой – до 35 мкм. Это приводит к меньшей защите и небольшим срокам защиты.

Термодиффузионный способ

Данный метод делает покрытие, которое является электродом с положительной полярностью, в то время как металл изделия (сталь) становится отрицательной полярности. Появляется электрохимический защитный слой.

Метод применим только в случае, если детали произведены из углеродистой стали, чугуна, стали с примесями. Цинк используется таким образом:

При температуре от 290 °С до 450 °С в порошковой среде, поверхность детали насыщается Zn. Здесь маркировка стали, а также тип изделия имеют значение – выбирается соответствующая температура.
Толщина защитного слоя достигает 110 мкм.
В закрытый резервуар помещается изделие из стали, чугуна.
Добавляется туда специальная смесь.
Последним шагом является специальная обработка изделия от появления белых высолов от солёной воды.

В основном данным методом пользуются в случае, если требуется покрыть детали, имеющие сложную форму: резьбу, мелкие штрихи. Образование равномерного защитного слоя является важным, поскольку данные детали претерпевают множественное воздействие внешней агрессивной среды (постоянная влага).

Данный метод дает самый большой процент защиты изделия от коррозии. Оцинкованное напыление является износостойким и практически нестираемым, что очень важно для деталей, которые время о времени крутятся и разбираются.

Иные сферы применения цинка

Помимо оцинкования, металл применяется и в других сферах промышленности.

Цинковые листы. Для производства листа выполняется прокатка, в которой важна пластичность. Это зависит от температурного режима. Температура в 25 °С дает пластичность только в одной плоскости, что создает определенные свойства металла. Тут главное для чего изготавливается лист. Чем выше температура, тем тоньше получается металл. В зависимости от этого идет маркировка изделия Ц1, Ц2, Ц3. После этого из листов создаются различные изделия для автомобилей, профиля для строительства и ремонта, для полиграфии и так далее.
Цинковые сплавы. Для улучшенных свойств металлических изделий, добавляется цинк. Данные сплавы создаются при высоких температурах в специальных печах. Чаще всего производятся сплавы из меди, алюминия. Данные сплавы применяются для производства подшипников, различных втулок, которые применимы в машиностроении, судостроении и авиации.

В домашнем обиходе оцинкованное ведро, корыто, листы на крыше – это норма. Применяется цинк, а не хром или никель. И дело не только в том, что оцинкование дешевле, чем покрытие другими материалами. Это наиболее надёжный и продолжительный по службе эксплуатации защитный материал нежели, хром или другие применяемые материалы.

В итоге – цинк наиболее распространенный металл, применяемый широко в металлургии. В машиностроении, строительстве, медицине – материал применим не только как защита от коррозии, но и для увеличения прочности, продолжительного срока эксплуатации. В частных домах оцинкованные листы защищают крышу от осадков, в зданиях выравниваются стены и потолки гипсокартонными листами на основе оцинкованных профилей.

Практически у каждой хозяйки в доме есть оцинкованное ведро, корыто, которым она пользуется длительное время.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Цинк – химически активный металл, обладает выраженными восстановительными свойствами, по активности уступает щелочно-земельным металлам. Проявляет амфотерные свойства.

Взаимодействие с неметаллами

При сильном нагревании на воздухе сгорает ярким голубоватым пламенем с образованием оксида цинка:

При поджигании энергично реагирует с серой:

С галогенами реагирует при обычных условиях в присутствии паров воды в качестве катализатора:

При действии паров фосфора на цинк образуются фосфиды:

С водородом, азотом, бором, кремнием, углеродом цинк не взаимодействует.

Взаимодействие с водой

Реагирует с парами воды при температуре красного каления с образованием оксида цинка и водорода:

Взаимодействие с кислотами

В электрохимическом ряду напряжений металлов цинк находится до водорода и вытесняет его из неокисляющих кислот:

Взаимодействует с разбавленной азотной кислотой, образуя нитрат цинка и нитрат аммония:

Реагирует с концентрированными серной и азотной кислотами с образованием соли цинка и продуктов восстановления кислот:

Взаимодействие со щелочами

Реагирует с растворами щелочей с образованием гидроксокомплексов:

при сплавлении образует цинкаты:

Взаимодействие с аммиаком

С газообразным аммиаком при 550–600°С образует нитрид цинка:

растворяется в водном растворе аммиака, образуя гидроксид тетраамминцинка:

Взаимодействие с оксидами и солями

Цинк вытесняет металлы, стоящие в ряду напряжения правее него, из растворов солей и оксидов:

Медь Cu, цинк Zn, железо Fe и хром Сr относятся к переходным металлам, являются представителями d-элементов. В таблице Менделеева находятся в побочных (Б) подгруппах.

Медь Cu расположена в IБ группе IV-го периода. Электронная конфигурация внешнего энергетического уровня записывается как 3d 10 4s 1 , в ее случае наблюдается, так называемый, «проскок электрона». Наиболее устойчивая степень окисления меди равна +2, но встречаются также и соединения, содержащие медь в степени окисления +1. Медь образует оксиды Сu₂О и СuО, которым соответствуют гидроксиды СuОН и Сu(ОН)₂. Оксид и гидроксид меди (I) – Сu₂О и СuОН обладают основными свойствами, в то время как оксид меди (II) СuО и гидроксид меди (II) Cu(ОН)₂ являются амфотерными, с преобладанием основных свойств.

Цинк Zn находится в IIБ группе IV-го периода. Электронная конфигурация валентных орбиталей атомов химического элемента в основном состоянии 3d 10 4s 2 . Для цинка возможно только одна единственная степень окисления равная +2. Оксид цинка ZnO и гидроксид цинка Zn(ОН)₂ обладают ярко выраженными амфотерными свойствами.

Химический элемент хром Cr находится в VIБ группе IV-го периода. Электронная конфигурация валентных орбиталей атомов хрома в основном состоянии 3d 5 4s 1 . Как и в случае с медью, здесь также наблюдается «проскок» электрона. Для хрома кроме нуля возможны три степени окисления: +2, +3 и +6. Повышение степени окисления хрома приводит к возрастанию его кислотных свойств, или, что то же самое, уменьшению основных. Оксид хрома (II) СгО проявляет основные свойства – ему соответствует основание Сг(ОН)₂, оксид хрома (III) Сг₂О₃ обладает амфотерными свойствами – ему соответствует амфотерный гидроксид хрома (III) Сг(ОН)₃, а вот оксид хрома (VI) СгО₃ — типичный кислотный оксид, ему соответствуют сразу две сильных кислоты — хромовая Н₂СгО₄, и дихромовая Н₂Cr₂О₇. Наиболее устойчивой является степень окисления +3. Соедиения, содержащие хром в степени окисления +2 являются сильными восстановителями, а соединения хрома (VI) — сильными окислителями.

Железо

Железо Fe находится в VІIIБ группе IV-го периода. Электронная конфигурация внешнего электронного слоя в основном состоянии 3d 6 4s 2 . В соединениях железо может проявлять степени окисления равные +2, +3 и +6. Наиболее устойчивой является степень окисления железа +3, соединения, содержащие железо в степени окисления +6 являются крайне сильными окислителями и относительно устойчивы только в сильнощелочных средах. Оксида и гидроксид железа (II) FeО и железа (II) Fe(ОН)₂ обладают основными свойствами; в то время, как оксид железа (III) Fe₂О₃ и гидроксид железа (III) Fe(ОН)₃ проявляют некоторые амфотерные свойства с преобладанием основных.

Хлорид цинка, химические свойства, получение

1,008

1s¹

2,2

Бесцветный газ

t°_пл=-259°C

t°_кип=-253°C

4,0026

1s²

Бесцветный газ

t°_кип=-269°C

6,941

2s¹

0,99

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=180°C

t°_кип=1317°C

9,0122

2s²

1,57

Светло-серый металл

t°_пл=1278°C

t°_кип=2970°C

10,811

2s² 2p¹

2,04

Темно-коричневое аморфное вещество

t°_пл=2300°C

t°_кип=2550°C

12,011

2s² 2p²

2,55

Прозрачный (алмаз) / черный (графит) минерал

t°_пл=3550°C

t°_кип=4830°C

14,007

2s² 2p³

3,04

Бесцветный газ

t°_пл=-210°C

t°_кип=-196°C

15,999

2s² 2p⁴

3,44

Бесцветный газ

t°_пл=-218°C

t°_кип=-183°C

18,998

2s² 2p⁵

4,0

Бледно-желтый газ

t°_пл=-220°C

t°_кип=-188°C

20,180

2s² 2p⁶

Бесцветный газ

t°_пл=-249°C

t°_кип=-246°C

22,990

3s¹

0,93

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=98°C

t°_кип=892°C

24,305

3s²

1,31

Серебристо-белый металл

t°_пл=649°C

t°_кип=1107°C

26,982

3s² 3p¹

1,61

Серебристо-белый металл

t°_пл=660°C

t°_кип=2467°C

28,086

3s² 3p²

1,9

Коричневый порошок / минерал

t°_пл=1410°C

t°_кип=2355°C

30,974

3s² 3p³

2,2

Белый минерал / красный порошок

t°_пл=44°C

t°_кип=280°C

32,065

3s² 3p⁴

2,58

Светло-желтый порошок

t°_пл=113°C

t°_кип=445°C

35,453

3s² 3p⁵

3,16

Желтовато-зеленый газ

t°_пл=-101°C

t°_кип=-35°C

39,948

3s² 3p⁶

Бесцветный газ

t°_пл=-189°C

t°_кип=-186°C

39,098

4s¹

0,82

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=64°C

t°_кип=774°C

40,078

4s²

1,0

Серебристо-белый металл

t°_пл=839°C

t°_кип=1487°C

44,956

3d¹ 4s²

1,36

Серебристый металл с желтым отливом

t°_пл=1539°C

t°_кип=2832°C

47,867

3d² 4s²

1,54

Серебристо-белый металл

t°_пл=1660°C

t°_кип=3260°C

50,942

3d³ 4s²

1,63

Серебристо-белый металл

t°_пл=1890°C

t°_кип=3380°C

51,996

3d⁵ 4s¹

1,66

Голубовато-белый металл

t°_пл=1857°C

t°_кип=2482°C

54,938

3d⁵ 4s²

1,55

Хрупкий серебристо-белый металл

t°_пл=1244°C

t°_кип=2097°C

55,845

3d⁶ 4s²

1,83

Серебристо-белый металл

t°_пл=1535°C

t°_кип=2750°C

58,933

3d⁷ 4s²

1,88

Серебристо-белый металл

t°_пл=1495°C

t°_кип=2870°C

58,693

3d⁸ 4s²

1,91

Серебристо-белый металл

t°_пл=1453°C

t°_кип=2732°C

63,546

3d¹⁰ 4s¹

1,9

Золотисто-розовый металл

t°_пл=1084°C

t°_кип=2595°C

65,409

3d¹⁰ 4s²

1,65

Голубовато-белый металл

t°_пл=420°C

t°_кип=907°C

69,723

4s² 4p¹

1,81

Белый металл с голубоватым оттенком

t°_пл=30°C

t°_кип=2403°C

72,64

4s² 4p²

2,0

Светло-серый полуметалл

t°_пл=937°C

t°_кип=2830°C

74,922

4s² 4p³

2,18

Зеленоватый полуметалл

t°_субл=613°C

(сублимация)

78,96

4s² 4p⁴

2,55

Хрупкий черный минерал

t°_пл=217°C

t°_кип=685°C

79,904

4s² 4p⁵

2,96

Красно-бурая едкая жидкость

t°_пл=-7°C

t°_кип=59°C

83,798

4s² 4p⁶

3,0

Бесцветный газ

t°_пл=-157°C

t°_кип=-152°C

85,468

5s¹

0,82

Серебристо-белый металл

t°_пл=39°C

t°_кип=688°C

87,62

5s²

0,95

Серебристо-белый металл

t°_пл=769°C

t°_кип=1384°C

88,906

4d¹ 5s²

1,22

Серебристо-белый металл

t°_пл=1523°C

t°_кип=3337°C

91,224

4d² 5s²

1,33

Серебристо-белый металл

t°_пл=1852°C

t°_кип=4377°C

92,906

4d⁴ 5s¹

1,6

Блестящий серебристый металл

t°_пл=2468°C

t°_кип=4927°C

95,94

4d⁵ 5s¹

2,16

Блестящий серебристый металл

t°_пл=2617°C

t°_кип=5560°C

98,906

4d⁶ 5s¹

1,9

Синтетический радиоактивный металл

t°_пл=2172°C

t°_кип=5030°C

101,07

4d⁷ 5s¹

2,2

Серебристо-белый металл

t°_пл=2310°C

t°_кип=3900°C

102,91

4d⁸ 5s¹

2,28

Серебристо-белый металл

t°_пл=1966°C

t°_кип=3727°C

106,42

4d¹⁰

2,2

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=1552°C

t°_кип=3140°C

107,87

4d¹⁰ 5s¹

1,93

Серебристо-белый металл

t°_пл=962°C

t°_кип=2212°C

112,41

4d¹⁰ 5s²

1,69

Серебристо-серый металл

t°_пл=321°C

t°_кип=765°C

114,82

5s² 5p¹

1,78

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=156°C

t°_кип=2080°C

118,71

5s² 5p²

1,96

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=232°C

t°_кип=2270°C

121,76

5s² 5p³

2,05

Серебристо-белый полуметалл

t°_пл=631°C

t°_кип=1750°C

127,60

5s² 5p⁴

2,1

Серебристый блестящий полуметалл

t°_пл=450°C

t°_кип=990°C

126,90

5s² 5p⁵

2,66

Черно-серые кристаллы

t°_пл=114°C

t°_кип=184°C

131,29

5s² 5p⁶

2,6

Бесцветный газ

t°_пл=-112°C

t°_кип=-107°C

132,91

6s¹

0,79

Мягкий серебристо-желтый металл

t°_пл=28°C

t°_кип=690°C

137,33

6s²

0,89

Серебристо-белый металл

t°_пл=725°C

t°_кип=1640°C

138,91

5d¹ 6s²

1,1

Серебристый металл

t°_пл=920°C

t°_кип=3454°C

140,12

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=798°C

t°_кип=3257°C

140,91

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=931°C

t°_кип=3212°C

144,24

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1010°C

t°_кип=3127°C

146,92

f-элемент

Светло-серый радиоактивный металл

t°_пл=1080°C

t°_кип=2730°C

150,36

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1072°C

t°_кип=1778°C

151,96

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=822°C

t°_кип=1597°C

157,25

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1311°C

t°_кип=3233°C

158,93

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1360°C

t°_кип=3041°C

162,50

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1409°C

t°_кип=2335°C

164,93

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1470°C

t°_кип=2720°C

167,26

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1522°C

t°_кип=2510°C

168,93

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1545°C

t°_кип=1727°C

173,04

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=824°C

t°_кип=1193°C

174,96

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1656°C

t°_кип=3315°C

178,49

5d² 6s²

Серебристый металл

t°_пл=2150°C

t°_кип=5400°C

180,95

5d³ 6s²

Серый металл

t°_пл=2996°C

t°_кип=5425°C

183,84

5d⁴ 6s²

2,36

Серый металл

t°_пл=3407°C

t°_кип=5927°C

186,21

5d⁵ 6s²

Серебристо-белый металл

t°_пл=3180°C

t°_кип=5873°C

190,23

5d⁶ 6s²

Серебристый металл с голубоватым оттенком

t°_пл=3045°C

t°_кип=5027°C

192,22

5d⁷ 6s²

Серебристый металл

t°_пл=2410°C

t°_кип=4130°C

195,08

5d⁹ 6s¹

2,28

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=1772°C

t°_кип=3827°C

196,97

5d¹⁰ 6s¹

2,54

Мягкий блестящий желтый металл

t°_пл=1064°C

t°_кип=2940°C

200,59

5d¹⁰ 6s²

2,0

Жидкий серебристо-белый металл

t°_пл=-39°C

t°_кип=357°C

204,38

6s² 6p¹

Серебристый металл

t°_пл=304°C

t°_кип=1457°C

207,2

6s² 6p²

2,33

Серый металл с синеватым оттенком

t°_пл=328°C

t°_кип=1740°C

208,98

6s² 6p³

Блестящий серебристый металл

t°_пл=271°C

t°_кип=1560°C

208,98

6s² 6p⁴

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=254°C

t°_кип=962°C

209,98

6s² 6p⁵

2,2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

t°_пл=302°C

t°_кип=337°C

222,02

6s² 6p⁶

2,2

Радиоактивный газ

t°_пл=-71°C

t°_кип=-62°C

223,02

7s¹

0,7

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

t°_пл=27°C

t°_кип=677°C

226,03

7s²

0,9

Серебристо-белый радиоактивный металл

t°_пл=700°C

t°_кип=1140°C

227,03

6d¹ 7s²

1,1

Серебристо-белый радиоактивный металл

t°_пл=1047°C

t°_кип=3197°C

232,04

f-элемент

Серый мягкий металл

231,04

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

238,03

f-элемент

1,38

Серебристо-белый металл

t°_пл=1132°C

t°_кип=3818°C

237,05

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

244,06

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

243,06

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

247,07

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

247,07

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

251,08

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

252,08

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

100

257,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

101

258,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

102

259,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

103

266

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

104

267

6d² 7s²

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

105

268

6d³ 7s²

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

106

269

6d⁴ 7s²

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

107

270

6d⁵ 7s²

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

108

277

6d⁶ 7s²

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

109

278

6d⁷ 7s²

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

110

281

6d⁹ 7s¹

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Металлы

Неметаллы

Щелочные

Щелоч-зем

Благородные

Галогены

Халькогены

Полуметаллы

s-элементы

p-элементы

d-элементы

f-элементы

Наведите курсор на ячейку элемента, чтобы получить его краткое описание.

Чтобы получить подробное описание элемента, кликните по его названию.

Характеристики и производительность гибридных проточных окислительно-восстановительных батарей с цинковыми отрицательными электродами для накопления энергии

https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.03.016Получить права и содержание

Основные моменты

•: Важность Выделены Zn отрицательные электроды для RFB.
•: Используются кислотные, нейтральные и щелочные электролиты.
•: Zn-Br ₂, Zn-воздух, Zn-Ce, Zn-Ni и другие элементы на основе цинка.
•: Учитываются электродные потенциалы и характеристики заряда-разряда.
•: События критически обсуждаются; подчеркнуты дальнейшие потребности в исследованиях и разработках.

Abstract

Цинковые отрицательные электроды хорошо известны в первичных батареях, основанных на классической ячейке Лекланше, но более поздней разработкой является введение ряда перезаряжаемых проточных окислительно-восстановительных батарей для пилотных и коммерческих масштабов, использующих окислительно-восстановительный потенциал ионов цинка / цинка. пара, в кислотных или щелочных электролитах, или преобразование поверхностных оксидов цинка в обратимый электрод.Преимущества и недостатки цинковых отрицательных электродов описаны с примерами для обсуждения их термодинамических и кинетических характеристик, а также их практических аспектов. Рассмотрены четыре основных типа проточных окислительно-восстановительных батарей с цинковыми электродами: цинк-бромные, цинк-цериевые, цинково-воздушные и цинк-никелевые. Обобщены проблемы, связанные с осаждением и растворением цинка, особенно в кислых средах. Определяются основные характеристики каждой батареи и объясняются преимущества проточного электролита.В каждом случае приводится краткое изложение их развития, реакций электрода и ячейки, их потенциалов, характеристик положительных и отрицательных электродов, преимуществ единого проточного отсека и разработок ячеек для накопления энергии. Выделены остающиеся проблемы и предложены возможности для будущих достижений в проточных окислительно-восстановительных батареях.

Сокращения

3NCP

N-бензил-3-карбоксилпиридинхлорид

CDF

вычислительная гидродинамика

CTAB

бромид цетилтриметиламмония

DMAQ

диметил-2,6-дигидроксиантрахинон

000 DPD

000

DFD

DF0009 электрод

HDPE

полиэтилен высокой плотности

NASICON

суперионный проводник натрия

MEA

мембранный электрод в сборе

MEM

Бромид N-метил-N-этилморфолиния

MEP

Бромид N-метил-N-этилпирролидиния

MWCNTalled углеродная нанотрубка

PGE

полимерный гель-электролит

PTFE

политетрафторэтилен

PVDF

поливинилиденфторид

R&D

исследования и разработки

RTIL

ионная жидкость при комнатной температуре

RVC

сетчатая микроскопия стекловидный углерод

SEM сканирующий электрон

SHE

стандартный водородный электрод

SWCNT

однослойная углеродная нанотрубка

TBAB

тетрабутиламмонийбромид

TEMPO

2,2,6,6-тетраметилпиперидинил-N-оксил

UPS

источник бесперебойного питания

Ключевые слова

Воздушный электрод

Бром

Накопитель энергии

Никель

Проточная батарея окислительно-восстановительного потенциала

Цинк

Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

Полный текст

Цитирующие артикулы

Качество цинка

Благодаря патине цинковый прокат является очень прочным материалом.

Как образуется патина

Светло-серая патина образуется от шести месяцев до двух лет, в зависимости от климата, экспозиции участка и состава атмосферы. Патина состоит из двух частей: сначала образуется очень плотный слой, состоящий из очень плотных кристаллов основного карбоната цинка, который прилипает к цинку.Этот первый слой полностью защищает цинк и замедляет его взаимодействие с кислородом воздуха. Также образуется второй, менее однородный слой, состоящий из оксида или гидроксида цинка, который менее липкий и более пористый. Хотя он играет менее важную роль, он все же полезен, поскольку нейтрализует воздействие дождя и других внешних факторов на цинк.

Длительный

Цинк по своей природе устойчив к коррозии, он защищает себя, образуя патину, которая обеспечивает исключительно долгий срок службы.При средней скорости коррозии 1 мкм / год даже очень тонкий (0,7 мм) прокатанный цинк может прослужить от 70 до 100 лет в зависимости от окружающей среды.

Низкие эксплуатационные расходы

В дополнение к длительному сроку службы цинк является материалом, не требующим особого ухода. У него нет покрытия или лака, которые со временем изнашиваются и требуют повторного нанесения. Фактически, цинк продолжает образовывать защитный слой (патину) на протяжении всей своей жизни и самостоятельно устраняет дефекты или царапины.

Ковкость

VMZINC дает возможность создавать архитектурные шедевры, которые сложно создать с помощью других строительных материалов. Он очень пластичен и поэтому может удовлетворить практически все архитектурные требования и предоставить решения, недоступные для менее гибких материалов. Архитекторы ценят эту универсальность, которая дает им большую свободу самовыражения при проектировании здания. Цинк решает большое количество конструктивных проблем, помогая создавать практически бесконечное разнообразие форм: прямые, изогнутые, выпуклые или вогнутые.

Элегантный материал

Используется ли цинк при ремонте или новом строительстве, традиционном или современном дизайне, он является элегантным партнером для многих ограждающих конструкций зданий, гармонично сочетаясь с деревом, стеклом, камнем и другими материалами.

Зеленая масса

Цинк – нетоксичный, прочный, пригодный для вторичной переработки материал, который имеется в большом количестве. Как важный микроэлемент, цинк также жизненно важен для биологического равновесия и роста.Цинк, используемый в строительной индустрии, на 100% пригоден для вторичной переработки, что значительно опережает многие другие материалы, которые только делают первые шаги в переработке. Для производства цинка требуется меньше энергии, чем для производства других основных металлов. Энергетический баланс вторичного цинка еще более благоприятен.

Для получения дополнительной информации см. Цинк и устойчивое развитие

Какие физические признаки характерны для вдыхания дыма оксида цинка?

Автор

Кейт А. Лафферти, доктор медицины Адъюнкт-профессор кафедры неотложной медицины медицинского факультета Университета Темпл; Студент-медик, директор Департамента неотложной медицины, Медицинский центр побережья Мексиканского залива

Кейт Лафферти, доктор медицинских наук, является членом следующих медицинских обществ: Американской академии неотложной медицины, Американской медицинской ассоциации, Медицинского общества Пенсильвании

Раскрытие информации: не подлежит разглашению.

Соавтор (ы)

Кейша Бонхомм, MD Врач-резидент, Отделение внутренней медицины, Медицинский центр Сент-Винсента

Раскрытие информации: не подлежит разглашению.

Клаудиа В. Мартинес, доктор медицины Врач-резидент, отделение неотложной медицины, Медицинский колледж Нижнего штата Нью-Йорка

Клаудиа В. Мартинес, доктор медицины, является членом следующих медицинских обществ: Американская академия неотложной медицины, резиденты скорой медицинской помощи «Ассоциация

Раскрытие: Ничего не раскрывать.

Sage W Wiener, MD Доцент кафедры неотложной медицины, Медицинский центр Нижнего штата Нью-Йорка; Директор медицинской токсикологии, отделение неотложной медицины, Госпитальный центр округа Кингс

Сейдж Винер, доктор медицинских наук, является членом следующих медицинских обществ: Американской академии клинической токсикологии, Американской академии неотложной медицины, Американского колледжа медицинской токсикологии, Общества Academic Emergency Medicine

Раскрытие информации: нечего раскрывать.

Дениз Серебриски, доктор медицины Доцент кафедры педиатрии Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна; Директор отделения легочной медицины, отделение педиатрии им. Льюиса М. Фрада, Медицинский центр Якоби / Северный центральный госпиталь Бронкса; Директор Детского центра астмы и аллергии Якоби, Медицинский центр Якоби

Дениз Серебриски, доктор медицины, является членом следующих медицинских обществ: Американское торакальное общество

Раскрытие информации: нечего раскрывать.

Рэйчел Диллинджер Медицинский факультет Льюиса Каца при Университете Темпл

Раскрытие: Ничего не говорится.

Главный редактор

Джо Алкок, доктор медицины, магистр медицины Доцент кафедры неотложной медицины, Центр медицинских наук Университета Нью-Мексико

Джо Алкок, доктор медицины, магистр медицины, является членом следующих медицинских обществ: Американская академия экстренной медицины

Раскрытие информации: Нечего раскрывать.

Благодарности

Майкл Р. Бай, доктор медицины Профессор клинической педиатрии, отделение легочной медицины, Колледж врачей и хирургов Колумбийского университета; Лечащий врач отделения детской легочной медицины, Детская больница Морган Стэнли, Нью-Йорк, пресвитерианская, Медицинский центр Колумбийского университета,

Майкл Р. Бай, доктор медицины, является членом следующих медицинских обществ: Американской академии педиатрии, Американского колледжа грудных врачей и Американского торакального общества

Раскрытие: Ничего не раскрывать.

Чарльз Каллахан, профессор DO , заместитель начальника клинической службы, Армейский медицинский центр имени Уолтера Рида

Чарльз Каллахан, DO, является членом следующих медицинских обществ: Американской академии педиатрии, Американского колледжа грудных врачей, Американского колледжа остеопатических педиатров, Американского торакального общества, Ассоциации военных хирургов США и Христианского медицинского и стоматологического общества

Раскрытие: Ничего не раскрывать.

Хайди Коннолли, доктор медицины Доцент кафедры педиатрии и психиатрии, Школа медицины и стоматологии Рочестерского университета; Директор, Служба детской медицины сна, Центр сильных расстройств сна

Хайди Коннолли, доктор медицины, является членом следующих медицинских обществ: Американской академии педиатрии, Американского торакального общества и Общества интенсивной терапии

Раскрытие: Ничего не раскрывать.

Роберт Дж. Дарлинг, доктор медицины, FACEP Адъюнкт-клинический доцент военной и неотложной медицины, Университет медицинских наук военнослужащих, Медицинская школа Эдварда Хеберта; Заместитель директора Центра медицины катастроф и гуманитарной помощи

Роберт Дж. Дарлинг, доктор медицины, FACEP является членом следующих медицинских обществ: Американского колледжа врачей скорой помощи, Американской медицинской ассоциации, Американской ассоциации телемедицины и Ассоциации военных хирургов США

Раскрытие: Ничего не раскрывать.

Дэниел Дж. Дайр, доктор медицины, FACEP, FAAP, FAAEM Клинический профессор, факультет неотложной медицины, Медицинская школа Техасского университета в Хьюстоне; Клинический профессор кафедры педиатрии, Центр медицинских наук Техасского университета, Сан-Антонио,

Daniel J Dire, MD, FACEP, FAAP, FAAEM является членом следующих медицинских обществ: Американской академии клинической токсикологии, Американской академии неотложной медицины, Американской академии педиатрии, Американского колледжа врачей неотложной помощи и Ассоциации военных хирургов. США

Раскрытие: Ничего не раскрывать.

Гарри Дж. Гетт, доктор медицины Доцент кафедры неотложной медицины, больница Темплского университета

Гарри Дж. Гетт, доктор медицины, является членом следующих медицинских обществ: Американской академии неотложной медицины, Американского колледжа врачей неотложной помощи, Американской медицинской ассоциации и Общества академической неотложной медицины

Раскрытие: Ничего не раскрывать.

Марк Кейм, доктор медицины Старший научный советник, Офис директора, Национальный центр гигиены окружающей среды, Центры по контролю и профилактике заболеваний

Марк Кейм, доктор медицины, является членом следующих медицинских обществ: Американский колледж врачей скорой помощи

Раскрытие: Ничего не раскрывать.

Эмили Б. Назарян, доктор медицины Ассистент-профессор педиатрии, научный руководитель отделения интенсивной терапии детей, Детская больница Голизано в Стронге

Эмили Б. Назарян, доктор медицины, является членом следующих медицинских обществ: Американская академия педиатрии

Раскрытие: Ничего не раскрывать.

Гириш Д. Шарма, доктор медицины Профессор педиатрии, Медицинский колледж Раша; Старший врач отделения педиатрии, директор отделения детской пульмонологии и центра кистозного фиброза Rush, Медицинский центр Университета Раш

Гириш Д. Шарма, доктор медицины, является членом следующих медицинских обществ: Американской академии педиатрии, Американского колледжа грудных врачей, Американского торакального общества и Королевского колледжа врачей Ирландии

Раскрытие: Ничего не раскрывать.

Франсиско Талавера, фармацевт, доктор философии Адъюнкт-профессор, Фармацевтический колледж Медицинского центра Университета Небраски; Главный редактор Medscape Drug Reference

Раскрытие информации: Medscape Salary Employment

Джеймс Стивен Уокер, DO, MS Клинический профессор хирургии, Департамент хирургии, Медицинский колледж Университета Оклахомы

Джеймс Стивен Уокер, доктор медицины, доктор медицины, является членом следующих медицинских обществ: Американской академии неотложной медицины, Американского колледжа врачей неотложной помощи, Американского колледжа врачей неотложной помощи остеопатии и Американской остеопатической ассоциации

Раскрытие: Ничего не раскрывать.

Мэри Л. Виндл, PharmD Адъюнкт-профессор, Фармацевтический колледж Медицинского центра Университета Небраски; Главный редактор Medscape Drug Reference

Раскрытие: Ничего не раскрывать.

Литье под давлением цинка | Цинковые сплавы для литья под давлением

Поделиться страницей + Dynacast – мировой лидер в области точного литья под давлением цинка. Мы произвели миллиарды деталей из цинкового литья под давлением – размером от одной сотой грамма до одного килограмма.

Характеристики цинкового сплава:

Высокая прочность и твердость
Отличная электропроводность
Высокая теплопроводность
Недорогое сырье
Высокая точность размеров и стабильность
Отличная способность тонких стенок
Способность к холодной форме, облегчающая соединение
Высококачественные отделочные характеристики
Превосходная коррозионная стойкость
Возможность полной переработки

Высокая прочность и твердость цинка позволяет найти множество решений и является идеальной альтернативой механически обработанным, штампованным, штампованным и сборным компонентам.

Заявки на цинк:

Цинковые корпуса сложной формы сетчатой формы с точными тонкими стенками обеспечивают отличные электрические характеристики и экранирующие свойства
Наш запатентованный процесс литья под давлением с несколькими суппортами и превосходные характеристики тонкостенных изделий делают нас ведущим поставщиком цинковых компонентов для широкого спектра бытовых электронных устройств
Литье цинка, его износостойкость и структурная целостность делают его идеальным для создания многогранных и очень сложных форм, используемых в автомобильной безопасности и электронной промышленности.

Цинковый сплав 2, также известный как Кирксит или Замак 2 (ASTM AC43A), является самой высокой прочностью и твердостью из семейства Замак.
Подробнее
Zamak 3 (ASTM AG40A), или цинковый сплав 3, является наиболее широко используемым цинковым сплавом в Северной Америке и обычно является первым выбором при выборе цинка для литья под давлением по ряду причин.
Подробнее
Замак 5 (ASTM AC41A) или цинковый сплав 5 является наиболее широко используемым цинковым сплавом в Европе.
Подробнее
Zamak 7 (ASTM AG40B), или цинковый сплав 7, является модификацией Zamak 3. Это сплав высокой чистоты с более низким содержанием магния и более жесткими требованиями к содержанию примесей. Это приводит к улучшенной текучести, пластичности и чистоте поверхности отливки.
Подробнее
ZA-8, или цинк-алюминиевый сплав, содержит значительно больше алюминия, чем группа сплавов Замак.ZA-8 содержит примерно 8,4% алюминия и является единственным сплавом ZA, который можно лить под давлением в горячей камере, что является важным фактором при выборе материала для компонента.
Подробнее
ACuZinc5 – это сплав, разработанный и исследованный компанией General Motors. Он наиболее известен своими характеристиками ползучести, твердостью поверхности и смазывающей способностью.
Подробнее
EZAC – это цинковый сплав для литья под давлением с горячей камерой с превосходным сопротивлением ползучести, высоким пределом текучести и высокой твердостью.
Подробнее
ZA-27, или цинк-алюминиевый сплав, содержит значительно больше алюминия, чем группа сплавов Замак. Число 27 представляет собой примерное процентное содержание алюминия.
Подробнее

границ | Связь повышенных концентраций железа и цинка в зернах с агроморфологическими характеристиками биообогащенного риса

Введение

Более двух миллиардов человек во всем мире страдают от дефицита питательных микроэлементов из-за нехватки необходимых витаминов и минералов в своем рационе.Дефицит железа (Fe) и цинка (Zn) является наиболее распространенным дефицитом питательных микроэлементов у человека и особенно распространен в странах с ограниченными ресурсами, где рацион питания сильно зависит от основных сельскохозяйственных культур (Sands et al., 2009). Рис ( Oryza sativa L.) является основным источником калорий примерно для половины населения мира. В настоящее время широко признан потенциал биообогащенного риса в плане борьбы с широко распространенной недостаточностью питательных микроэлементов в основных странах-потребителях риса.Генная инженерия считается ценной стратегией для уменьшения дефицита Fe в сообществах, выращивающих рис, поскольку повышение концентрации Fe в трансгенном шлифованном зерне риса превысило уровни, достигаемые при традиционной селекции (Johnson et al., 2011; Lee et al., 2012; Trijatmiko et al. др., 2016). Тем не менее, разработка риса, обогащенного Fe и Zn, является сложной задачей. Это связано со сложностью генетических и метаболических сетей, контролирующих гомеостаз Fe и Zn (Stomph et al., 2009; Bashir et al., 2010; Ишимару и др., 2011; Синклер и Кремер, 2012; Sperotto et al., 2012a). Более того, различия в эффективности использования Fe и Zn, вариабельность уровня их концентрации в зерне и генотип-зависимые отношения источник-поглотитель могут влиять на паттерны внутренней мобилизации этих микроэлементов (Sperotto, 2013). Такие факторы создают проблему для выбора подходящего генетического фона для максимального накопления Fe и Zn в зерне.

Помимо того, что Fe и Zn являются незаменимыми минеральными питательными веществами для человека, они являются важными элементами для растений, а процессы их гомеостаза, такие как координация поглощения, буферизации, транслокации и хранения, строго регулируются в узких физиологических пределах, которые способствуют правильному росту и развитию растений ( Гроц и Герино, 2006; Теклич и др., 2013). Железо участвует в реакциях переноса электрона и играет ключевую роль в фотосинтезе, дыхании и биосинтезе хлорофилла (Hell and Stephan, 2003; Kim and Guerinot, 2007). Цинк является важным кофактором в транскрипции генов и координации метаболизма белков, нуклеиновых кислот, углеводов и липидов (Grotz and Guerinot, 2006; Ishimaru et al., 2011). Более того, на питание Fe и Zn злаковых и не злаковых растений влияют основные макроэлементы, включая фосфор, серу и азот, через перекрестные переговоры между сигнальными путями, которые интегрируют сложные сети гомеостаза металлов (Kutman et al., 2011; Бриат и др., 2015). Недостаток или избыток Fe и Zn в растении может вызвать серьезные физиологические нарушения из-за внутреннего дисбаланса этих микроэлементов и других важных питательных веществ, тем самым влияя на рост и развитие растений.

Повышенное производство хелатирующих молекул никотианамина (NA) и 2′-дезоксимугиновой кислоты (DMA) было популярной стратегией для увеличения поглощения Fe и Zn, внутреннего транспорта и загрузки в рисовое зерно (Suzuki et al., 2008; Lee и другие., 2009, 2011; Масуда и др., 2009; Wirth et al., 2009; Чжэн и др., 2010; Джонсон и др., 2011; Trijatmiko et al., 2016). Никотианамин, синтезируемый никотианаминсинтазой (NAS), является структурным аналогом и биосинтетическим предшественником фитосидерофоров (МА) семейства мугиновой кислоты, таких как DMA (Reichman and Parker, 2002). Никотианамин способствует внутреннему переносу основных катионов металлов, включая Fe ³⁺, Fe ²⁺ и Zn ²⁺ (von Wiren et al., 1999; Takahashi et al., 2003). DMA – это тип МА, продуцируемых в рисе как часть приобретения Fe в рамках Стратегии-II злаковыми растениями, и он участвует в солюбилизации Fe ³⁺ в ризосфере (Bashir et al., 2006). У риса три гена NA-синтазы ( OsNAS) экспрессируются в клетках, участвующих в поглощении и переносе Fe на большие расстояния (Inoue et al., 2003). Конститутивная сверхэкспрессия гена OsNAS2 в трансгенном рисе привела к повышенной секреции DMA в ризосферу, а также к значительному увеличению концентрации NA и DMA в зерне, что положительно коррелирует с повышенными концентрациями Fe и Zn в зерне (Zheng et al., 2010; Джонсон и др., 2011; Ли и др., 2011; Nozoye et al., 2014).

Конститутивная сверхэкспрессия генов OsNAS также вызвала повышенные концентрации Fe и Zn в вегетативных тканях риса, и в некоторых случаях это было связано со снижением урожайности зерен растений. Конститутивная сверхэкспрессия гена OsNAS1 под транскрипционным контролем промотора убиквитина кукурузы привела к увеличению концентрации Fe в 2 раза и Zn в тканях листьев 5-дневных проростков риса (Zheng et al., 2010). Активационное мечение гена OsNAS2 привело к увеличению концентрации Zn в побегах и корнях 8-дневных проростков в 2,4 и 1,6 раза (Lee et al., 2011). Повышенные концентрации Fe в листьях были связаны с уменьшением высоты растений и количества зерен трансгенных растений риса, сверхэкспрессирующих ген OsNAS2 (Lee et al., 2012; Nozoye et al., 2014). Дальнейшие исследования влияния повышенных концентраций Fe и Zn из-за сверхэкспрессии OsNAS на показатели урожайности риса и статус внутренних питательных веществ необходимы для создания высокоурожайных биообогащенных Fe и Zn сортов риса.

В качестве компонента исследования биообогащенного риса Fe и Zn мы исследовали ассоциацию высокозернового Fe и Zn с рядом агроморфологических признаков обратного скрещивания дважды второго дочернего (BC ₂ F ₂) потомства риса, содержащего OsNAS конструкции сверхэкспрессии и при двух контрастирующих генетических фонах indica / japonica и japonica / japonica . Чтобы определить связь между концентрацией питательных веществ на уровне всего растения и агроморфологическими признаками, мы оценили тринадцать агроморфологических признаков в условиях гидропонного роста и оценили концентрации Fe, Zn, меди (Cu), марганца (Mn), кальция (Ca ), магний (Mg), калий (K) и фосфор (P) в корне, стебле / оболочке, не флаговом листе, флаговом листе и нешлифованном рисовом зерне.Также оценивали концентрацию Fe и Zn в шлифованном рисовом зерне высокопродуктивных трансгенных растений, несущих конструкции со сверхэкспрессией OsNAS1 или OsNAS2 . Результаты раскрывают стратегии создания высокоурожайных биообогащенных Fe и Zn сортов риса, несущих конструкции со сверхэкспрессией OsNAS .

Материалы и методы

Растительный материал

обратных скрещиваний были выполнены в CIAT (Кали, Колумбия) с использованием единственной копии cv. Трансформанты Т-ДНК риса Nipponbare, несущие конструкции CaMV35S :: OsNAS1 (OE- OsNAS1 ) или CaMV35 :: OsNAS2 (OE- OsNAS2 ) (Johnson et al., 2011) в качестве родителей-доноров и индика рис. IR64 и японская тропическая сорт риса. Esperanza в качестве повторных родителей, давая потомство BC ₂ F ₂. BC ₂ F ₂ потомство, полученное в результате скрещивания между OE- OsNAS1 или OE- OsNAS2 × IR64, далее упоминается как OE- OsNAS / IR64 потомство. BC ₂ F ₂ потомство, полученное из OE- OsNAS1 или OE- OsNAS2 × Esperanza, далее упоминается как OE- OsNAS / Esp потомство.Нулевые сегреганты от каждого потомства в дальнейшем называются потомством NS.

Культивирование растений и условия роста

Зерно риса подвергали поверхностной стерилизации 70% этиловым спиртом и 5% гипохлоритом натрия, а затем проращивали на фильтровальной бумаге, пропитанной 7 мл дистиллированной воды, в течение 7 дней в камере с контролируемой средой при 25 ° C с 12-часовым фотопериодом. Через 8 дней саженцы пересаживали в установку для гидропоники, состоящую из контейнера для культивирования объемом 12 л, заполненного гидропонным раствором Йошиды (Yoshida, 1981), и помещали в камеру для выращивания с контролируемой средой.Условия выращивания включали 12-часовой фотопериод со средней интенсивностью света 300 ммоль ^-1 с ^-1 освещение (PAR) на уровне растений, обеспечиваемое 12 лампами накаливания Phillips, относительной влажностью 60/80% день / ночь и 28 / 24 ° C дневная / ночная температура. Растения переносили из крышек с 40 отверстиями диаметром 25 мм в крышки с 20 отверстиями диаметром 50 мм (дополнительный рисунок 1). Девятинедельные растения переносили из ящиков для культивирования на 12 л в ящики для культивирования на 20 л для корректировки объема укоренения в соответствии с развитием растений.Питательный раствор Йошиды содержал в полной концентрации 40 мг NL ^-1 (как NH ₄ NO ₃), 10 мг PL ^-1 (как NaH ₂ PO ₄ 2H ₂ O) , 40 мг KL ^-1 (как K ₂ SO ₄), 40 мг Ca L ^-1 (как CaCl ₂), 40 мг Mg L ^-1 (как MgSO ₄ 7H ₂ O), 0,5 мг Mn L ^-1 (в виде MnCl ₂ 4H ₂ O), 0,05 мг Mo L ^-1 [в виде (NH ₄) ₆ MO ₇ O ₂₄ 4H ₂ O], 0.54 мг BL ^-1 (как H ₃ BO ₃), 0,01 Zn мг L ^-1 (как ZnSO ₄ 7H ₂ O), 0,01 мг Cu L ^-1 (как CuSO ₄ 5H ₂ O), 2 мг Fe L ^-1 [как FeCl ₃ 6H ₂ O (в моногидрате лимонной кислоты)] с pH 5,8. Сила питательного раствора постепенно увеличивалась с 5-дневными интервалами с 25% (растения в возрасте 8–12 дней), более 50% (растения в возрасте 13–17 дней) до 100% (растения в возрасте 18 дней до зрелость).Начиная с 18-го дня, культуральный раствор меняли один раз в неделю и через день доводили до pH 5,8 с помощью 5M NaOH.

Обнаружение трансгенов и экспериментальный дизайн

Полную геномную ДНК выделяли из ~ 100 мг ткани листа 3-недельного возраста с использованием набора для ПЦР для тканей Extract-N-Amp ^TM Tissue PCR (Sigma – Aldrich). Для определения присутствия / отсутствия трансгена была сконструирована пара праймеров для ПЦР для амплификации фрагмента 1079 п.н. конструкций OE- OsNAS . Последовательности праймеров были следующими: прямой праймер 5 ‘acaagaaagctgggtcgaat 3’ и обратный праймер 5 ‘gcgccaagctatcaaacaag 3’.ПЦР проводили с использованием 2 мкл экстракта ДНК и 0,5 единиц ДНК-полимеразы MyTaq ^TM из Bioline, 6 мкл буфера MyTaq ^TM 5X и конечной концентрации праймера 0,3 мкМ в 30 мкл реакционного объема. Реагенты первоначально денатурировали при 95 ° C в течение 1 мин, затем следовали 35 циклов при 95 ° C в течение 15 с, 61 ° C в течение 15 с, 72 ° C в течение 10 с и окончательное удлинение при 72 ° C в течение 5 минут. . При отборе трансгенных растений предполагалось, что конструкции OE- OsNAS обладают доминирующим действием, несмотря на зиготность вставки.Сорок восемь трансгенных растений OE- OsNAS / IR64 и OE- OsNAS / Esp использовали в полностью рандомизированном блочном дизайне с тремя реплицированными блоками для каждого потомства. Нулевые сегреганты культивировали в независимых культуральных ящиках.

Агроморфологическая характеристика

Тринадцать агроморфологических признаков оценивали на стадии цветения: (1) дни до 50% цветения; и при наступлении срока погашения, включая (2) номер стебля; (3) высота растения; (4) длина метелки; (5) количество заполненных зерен на основную метелку; (6) общее количество зерен в основной метелке; (7) колосковая фертильность; (8) расчетный урожай зерна с растения – рассчитывается путем умножения количества наполненных зерен на метелку на количество продуктивных стеблей и сухой вес (DW) на зерно; (9) корневой DW; (10) стержень / оболочка DW; (11) лист DW без флага; (12) флаговый лист DW; и (13) DW метелки (только стебель метелки и цветоножки).

Элементный анализ тканей растений

По достижении зрелости растительную ткань разрезали на корни, стебли / влагалище, не-флаговые листья, флаговые листья, метелки (только стебель метелки и цветоножки) и зерно (только зерновка). Растительную ткань погружали в баню с ультрачистой водой (18,2 Ом) на 10 с для уменьшения загрязнения Fe и Zn. Растительный материал сушили в печи при 60 ° C в течение 72 часов и измельчали до тонкого порошка, используя незагрязняющую циркониевую банку (MEP instruments Pty Ltd, NSW, Australia) и Qiagen Retsch MM300 TissueLyser.Полированное зерно получали с использованием модифицированного промышленного настольного фрезерного станка (Kett Electrical Laboratory, Токио, Япония) со временем полировки 30 с. Образцы полированного зерна промывали в течение 10 с ультрачистой водой (18,2 Ом), а затем сушили в течение 10 мин при 37 ° C перед элементным анализом. Концентрации элементов в пробах измельченной ткани и зерна были определены методом ICP-OES в Waite Analytical Services (Аделаида, Южная Америка, Австралия) (Wheal et al., 2011). Общее содержание Fe и Zn в тканях отдельных растений рассчитывали путем умножения концентраций Fe и Zn на сухую массу.Процентное содержание Fe и Zn в полированном зерне рассчитывали путем умножения концентрации полированного зерна на 100 и деления на концентрацию неполированного зерна.

Статистический анализ

Значимые различия между трансгенными растениями и NS были определены с помощью однофакторного дисперсионного анализа ( P <0,05) с последующим апостериорным тестом ( P ≤ 0,05) GT2 Хохберга (когда количество образцов потомства было несбалансированным) или наименее значимым методом Фишера. разница (LSD; когда количество образцов потомства было сбалансировано).Предположения о нормальности и гомоскедастичности были проверены с использованием тестов Шапиро-Уилка и Левена ( P <0,05) соответственно. Данные были преобразованы с использованием натурального логарифма, когда предположения нормальности и гомоскедастичности были нарушены. Проценты были преобразованы с использованием Arcsin [sqrt (фертильность колосков / 100)]. Анализы проводились с использованием IBM SPSS Base 23.0 для ПК (SPSS, IBM).

Линейная модель на основе расстояний (DistLM) была реализована для определения того, какие предикторы питательных веществ в тканях растений способствовали изменению агроморфологических признаков.Всего в анализ DistLM было включено 48 предикторов, которые были получены из восьми питательных веществ, оцененных в шести тканях растений (дополнительная таблица 1). Набор биологических данных для каждого потомства был построен из 9-4 агроморфологических признаков для потомков OE- OsNAS / IR64 и OE- OsNAS / Esp, соответственно (дополнительная таблица 2). Была проведена пошаговая процедура с использованием 999 перестановок и критерия выбора AICc (скорректированный информационный критерий Акаике) на матрице предикторов, преобразованной в логарифм, и матрице сходства агроморфологических признаков на основе евклидова расстояния.Анализ избыточности на основе расстояний (dbRDA) использовался для графического представления результатов DistLM (Legendre and Anderson, 1999). Предикторы были наложены на график dbRDA как векторы, направление и длина которых связаны с их частичной корреляцией с осями dbRDA, и позволяют визуализировать роль, которую они сыграли в генерации ординации отдельных фенотипов растений в пространственном пространстве. Многомерный статистический анализ выполняли с использованием статистического пакета PRIMER V6 с надстройкой PERMANOVA + (PRIMER-E, Plymouth Marine Laboratory, UK).

Результаты

Концентрации железа и цинка в нешлифованном зерне и связь с выходом зерна

В целом, трансгенное потомство BC ₂ F ₂ содержало на 148% более высокие концентрации Fe и на 336% более высокие концентрации Zn в нешлифованном зерне по сравнению с потомством NS. Наибольший процент увеличения концентраций Fe и Zn в зернах наблюдался в потомстве OE- OsNAS / Esp (Рисунки 1A, B). Вариация концентрации Fe в зернах в трансгенном потомстве варьировала от 14 до 40 мкг на г ^-1 DW, тогда как вариация в концентрации Zn в зернах составляла от 14 до 88 мкг на г ^-1 DW.Концентрация нешлифованного зерна превышает 23 мкг Fe g ^-1 и 40 мкг Zn g ^-1 в потомстве OE- OsNAS / IR64 и 36 мкг Fe g ^-1 и 56 мкг Zn g ¹ дюймов Потомство OE- OsNAS / Esp было связано со значительным снижением урожайности зерна. Не было никакой связи между самыми низкими значениями урожайности зерна и конструкцией OE- OsNAS (Фигуры 1A, B). Кроме того, не было никакой связи между уровнями экспрессии OsNAS и концентрациями Fe / Zn в нешлифованном рисовом зерне (дополнительный рисунок 2).Для классификации трансгенного (+) потомства как высокопродуктивного (+ HY) или низкоурожайного (+ LY) использовались диапазоны вариации количества наполненных зерен на основную метелку, фертильности колосков и предполагаемой урожайности зерна с растения относительно NS-потомства. ) (Таблица 1). Потомство OE- OsNAS / IR64 + LY включало четыре растения, содержащих конструкцию OE- OsNAS1 , тогда как потомство OE- OsNAS / Esp + LY включало два растения, содержащие конструкцию OE- OsNAS1 и одно, содержащее конструкцию OE- OsNAS1 . Конструкция OE- OsNAS2 (Фигуры 1A, B).

РИСУНОК 1. Изменение концентраций Fe и Zn в зерне и связь с урожайностью зерна в (A) OE- OsNAS / IR64 и (B) OE- OsNAS / Esp потомство. Пузырьки разного размера представляют собой различия в предполагаемой урожайности зерна с растения. Красные пунктирные линии указывают концентрации Fe и Zn, от которых снизился расчетный урожай зерна с растения.

ТАБЛИЦА 1. Вариация компонентов урожайности зерна, используемая для классификации трансгенного потомства на высокопродуктивное (+ HY) и низкоурожайное (+ LY).

Агроморфологические признаки высоко- и низкоурожайного трансгенного потомства

Компоненты урожая, перечисленные в таблице 1, были значительно снижены при скрещивании с + LY обоих скрещиваний по сравнению с потомками + HY и NS. Кроме того, у потомства OE- OsNAS / IR64 + LY значительно снизилась высота растений и сухой вес корня, стебля / влагалища и метелки, тогда как у потомства OE- OsNAS / Esp + LY цветение значительно замедлилось (Таблица 2).Потомство OE- OsNAS / IR64 + HY также показало снижение количества стеблей, общего количества зерна на основную метелку и предполагаемый урожай зерна на растение по сравнению с потомством NS. Однако фертильность потомства OE- OsNAS / IR64 + HY не пострадала (таблица 2). Напротив, потомство OE- OsNAS / Esp + HY не показало значимых различий по всем агроморфологическим признакам по сравнению с потомством NS (Таблица 2). Не наблюдали значительных различий по каким-либо агроморфологическим признакам между трансгенным потомством, содержащим конструкции OE- OsNAS1 или OE- OsNAS2 (дополнительная таблица 3).

ТАБЛИЦА 2. Агроморфологические характеристики трансгенного потомства, классифицируемого как высокопродуктивное (+ HY) и низкоурожайное (+ LY) в OE- OsNAS / IR64 и OE- OsNAS / Esp потомки.

Накопление Fe и Zn в различных растительных тканях высоко- и низкоурожайного трансгенного потомства

Различия в концентрациях Fe и Zn в флаговых листьях, метелках и зернах наблюдались между OE- OsNAS / IR64 + LY потомством и NS потомством.Концентрации цинка в флаговом листе потомства OE- OsNAS / IR64 + LY были на 69% выше, в то время как концентрации Fe и Zn в метелке были на 37% и 105% выше по сравнению с потомством NS. В зерне потомства OE- OsNAS / IR64 + LY концентрации Fe и Zn были на 100 и 265% выше, чем в потомстве NS (Таблица 3). Не наблюдалось значительных различий между OE- OsNAS / IR64 + HY и потомством NS в отношении концентраций Fe и Zn в любой растительной ткани.В потомстве OE- OsNAS / Esp увеличение концентраций Fe и Zn наблюдалось только в зерне потомства как + LY, так и + HY. Концентрации Fe и Zn в зернах в OE- OsNAS / Esp + LY были на 124 и 212% выше, чем в потомстве NS, тогда как концентрации Fe и Zn в зернах в OsNAS / Esp + HY OE- были на 78 и 90% выше. чем зерно NS (таблица 3).

ТАБЛИЦА 3. Концентрации железа и Zn в тканях отдельных растений трансгенного потомства классифицируются как высокопродуктивные (+ HY) и низкопродуктивные (+ LY) в OE- OsNAS / IR64 и OE- OsNAS / Esp потомки.

Общее содержание Fe и Zn в растении было снижено в потомстве OE- OsNAS / IR64 + LY по сравнению с потомством NS (Фигуры 2A, B). Однако это было следствием значительного снижения сухой массы, а не снижения концентраций Fe и Zn (таблицы 2 и 3). Напротив, общее содержание Fe и Zn в растении OE- OsNAS / Esp + HY и + LY имеет тенденцию к увеличению по сравнению с потомством NS (Рисунки 2A, B), что свидетельствует об увеличении поглощения Fe и Zn за счет сверхэкспрессии OsNAS . .Мы рассчитали процентное содержание Fe и Zn в различных тканях растений, чтобы выявить сдвиги накопления Fe и Zn в зрелом потомстве трансгенного потомства. Размещение Fe и Zn в корпусах не рассматривалось. Процент выделения Fe в зерне был ниже в потомках + LY по сравнению с потомками + HY и NS (рис. 2А). Потомки + LY имели самый высокий процент выделения Zn в стебель / оболочку, тогда как потомки + HY и NS имели самый высокий процент выделения Zn в зерно (рис. 2B).Кроме того, процент выделения Zn в не-флаговый лист и флаговый лист потомства OE- OsNAS / IR64 + LY был выше, чем у потомства OE- OsNAS / IR64 + HY и NS (рис. 2B). . Содержание железа и Zn на зерно было увеличено в OE- OsNAS / IR64 + LY и в потомках OE- OsNAS / Esp + LY и + HY (рис. 2C). В потомстве OE- OsNAS / IR64 + LY содержание Fe и Zn на зерно составляло 91% ( P = 0,007) и 247% ( P <0.001) выше, чем потомство NS. В потомстве OE- OsNAS / Esp + LY содержание Fe и Zn на зерно было на 121% ( P <0,001) и на 206% выше ( P <0,01), чем у NS (Рисунок 2C). Более того, содержание Fe на зерно в OE- OsNAS / Esp + HY было на 66% выше, чем в NS (рис. 2С).

РИСУНОК 2. Распределение Fe и Zn в различных растительных тканях трансгенных растений, классифицируемых как высокопродуктивные (+ HY) и низкие (+ LY) в OE- OsNAS / IR64 и OE- OsNAS / Потомки Esp. Составные гистограммы представляют содержание (A) Fe и (B) Zn в тканях отдельных растений. (C) Содержание Fe и Zn на зерно. Значения% указывают на процентное содержание Fe или Zn в каждой ткани в полосе. Планки погрешностей – ± SE. Приведены средние значения n = 3–10. Зерно = только зерновка.

Предикторы питательных веществ в тканях растений, определяющие наибольшее снижение агроморфологических признаков низкоурожайного трансгенного потомства

Анализ DistLM выявил три и четыре предиктора в потомстве OE- OsNAS / IR64 и OE- OsNAS / Esp, соответственно, что лучше всего объясняет вариации в выбранных агроморфологических признаках (Таблица 4).В потомстве OE- OsNAS / IR64 тремя предикторами были зерно-Zn, метелка-Mg и не-флаговый лист-P, и вместе они объясняли 89,4% вариации девяти агроморфологических признаков, показывающих значительные различия между OE. – OsNAS / IR64 + потомство LY и потомство NS (таблица 2). В потомстве OE- OsNAS / Esp четырьмя экстрагированными предикторами были метелка-Mg, зерно-Zn, стебель / оболочка-Zn и не-флаговый лист-K, и вместе они объяснили 91,7% вариации в четырех агро- морфологические признаки, показывающие значительные различия между потомством OE- OsNAS / Esp + LY и потомством NS (таблица 2).

ТАБЛИЦА 4. Линейная модель агроморфологических признаков на основе расстояний в сравнении с 48 предикторами питательных веществ растительной ткани.

Графическое представление анализа DistLM с использованием dbRDA представлено на рисунке 3. В целом предикторы, коррелированные с осью dbRDA1, оказали большее влияние на пространственное разделение из-за различий между + LY и потомками + HY и NS, тогда как предикторы коррелированный с осью dbRDA2 оказывал большее влияние на пространственное разделение из-за различий, приписываемых изменчивости среди трансгенных потомков (Фигуры 3A, B).

РИСУНОК 3. Анализ избыточности на основе расстояния (dbRDA), иллюстрирующий линейную модель на основе расстояния (DistLM) для (A) OE- OsNAS / IR64 и (B) OE- OsNAS / Esp потомство. Лучшие предикторы, объясняющие наибольший процент вариации агроморфологических признаков, накладываются на биплот dbRDA. Их направление и длина связаны с их частичной корреляцией с осями dbRDA.Предикторы, коррелированные с dbRDA1, составили наибольшее снижение урожайности зерновых растений. Пузырьки разного размера представляют собой различия в предполагаемой урожайности зерна с растения. NS – нулевой сегрегант; + HY, высокопродуктивное трансгенное потомство; + LY, низкопродуктивное трансгенное потомство. Данные представляют собой отдельные репликации. Потомство OE- OsNAS / Esp + HY, используемое для анализа полированного риса, указано красными стрелками.

В потомстве OE- OsNAS / IR64 зерно-предсказатель Zn показало самую большую положительную множественную частичную корреляцию с осью dbRDA1 ( r = 0.979) и объяснили 66,4% общей вариации агроморфологических признаков (Таблица 4). Это было отражено большой корреляцией, заданной длиной и направлением вектора зерно-Zn в dbRDA1, что объясняет 75,3% общей вариации (рис. 3А). Вклад зерна-предиктора Zn в изменчивость агроморфологических признаков потомства OE- OsNAS / IR64 был самым большим, и это был единственный статистически значимый предиктор, основанный на маргинальных тестах DistLM (Таблица 4).Предиктор метелька-Mg был вторым наиболее влиятельным предиктором, объясняющим дополнительные 17,9% от общего разброса агроморфологических признаков (таблица 4). Этот предиктор показал отрицательную корреляцию с осью dbRDA2 ( r = -0,684), и его вклад был значительным для последовательных тестов, но не для маргинального теста (таблица 4). Предиктор non-flag leaf-P объяснил дополнительные 5,2% общей вариации агроморфологических признаков в последовательных тестах, но его вклад в маргинальные тесты был незначительным (Таблица 4).Эти результаты демонстрируют, что Zn в зернах был основным прогностическим фактором, положительно связанным с наибольшим снижением урожайности зерна в потомстве OE- OsNAS / IR64.

В потомстве OE- OsNAS / Esp предикторы panicle-Mg и зерно-Zn имели наибольшую положительную множественную частичную корреляцию с осью dbRDA1 ( r = 0,765 и r = 0,640), что составляло 63,8%. и 15,7% от общего разброса по агроморфологическим признакам соответственно (табл. 4).Эти два предиктора были связаны с потомством OE- OsNAS / Esp + LY по оси dbRDA1, на которое приходилось 78,3% от общей вариации (рис. 3В). Индивидуальный вклад предикторов метелка-Mg и зерно-Zn в вариации агроморфологических признаков был значительным (маргинальные тесты, таблица 4). Предикторы стебель / оболочка-Zn и не-флаговый лист-K объяснили дополнительные 12,2% в последовательных тестах, но их индивидуальный вклад не был значительным (Таблица 4). Эти результаты предполагают, что Mg в метелках и Zn в зернах были основными предикторами, положительно связанными с наибольшим снижением урожайности зерна в потомстве OE- OsNAS / Esp.

Концентрации Fe и Zn в полированном зерне высокопродуктивного трансгенного потомства, содержащего OE-
OsNAS1 или OE- OsNAS2 Конструкции
OE- OsNAS / Esp + HY потомство, несущее конструкции OE- OsNAS1 или OE- OsNAS2 , было выбрано на основе аналогичных концентраций Fe в нешлифованном рисовом зерне 26 и 27 мкг Fe g ^-1 DW, соответственно (рисунок 3, красные стрелки). Концентрации Zn в нешлифованном рисовом зерне были самыми низкими 15% от концентрации зерна потомства OE- OsNAS / Esp с 34 мкг Zn g ^-1 DW и 28 мкг Zn g ^-1 DW для растений. содержащие конструкцию OE- OsNAS1 и OE- OsNAS2 соответственно.Мы не идентифицировали потомство OE- OsNAS / IR64 + HY с высоким содержанием Fe, несущее конструкцию OE- OsNAS2 из небольшого числа потомков BC ₂ F ₂, используемых для оценки минералов в этом исследовании. Потомство, несущее конструкции OE- OsNAS1 и OE- OsNAS2 , показало значительное увеличение концентраций Fe и Zn по сравнению с потомством NS (Фигуры 4A, B). Концентрация железа в полированном рисе растений OE- OsNAS1 и OE- OsNAS2 составляла 7 и 11 мкг Fe g ^-1 DW, что на 86 и 197% выше Fe, соответственно, по сравнению с потомством NS (рис. 4A). .Концентрации цинка в полированном зерне растений, содержащих конструкции OE- OsNAS1 и OE- OsNAS2 , составляли 28 и 25 мкг Zn g ^-1 DW, что на 85 и 68% выше концентрации цинка, соответственно, по сравнению с потомством NS. (Рисунок 4B). Важно отметить, что потомство, содержащее конструкцию OE- OsNAS2 , показало более высокий процент Fe и Zn в полированном рисе по сравнению с растениями, несущими конструкцию OE- OsNAS1 (Фигуры 4A, B). Эти результаты показывают, что конструкция OE- OsNAS2 индуцирует более высокую транслокацию Fe и Zn в более глубокие слои внешнего эндосперма, которые не теряются в процессе полировки.

РИСУНОК 4. Концентрации железа и Zn (серые сплошные столбцы) и процентное содержание (черная линия) в полированном зерне выбранного высокопродуктивного трансгенного потомства OE- OsNAS / Esp, содержащего либо OE -OsNAS1 или OE -OsNAS2 конструкции. (A) Концентрация Fe и процентное содержание в шлифованном зерне. (B) Концентрация и процентное содержание Zn в шлифованном зерне. Буквы представляют собой статистические различия на уровне 5% по тесту Фишера для определения концентрации минералов.Столбцы представляют собой средние значения n = 3. Столбцы ошибок равны ± SE. NS, нулевые сегреганты.

Обсуждение

Вариации концентраций Fe и Zn в зернах трансгенного потомства были связаны с вариациями урожайности зерна

BC ₂ F ₂ потомство, содержащее конструкции OE- OsNAS1 и OE- OsNAS2 , содержащие до 40 мкг Fe g ^-1 DW и 88 мкг Zn g ^-1 DW в нешлифованном рисовом зерне, представляющие на 148 и 336% более высокие концентрации Fe и Zn, соответственно, по сравнению с потомством NS.Хотя наблюдалась сильная и положительная корреляция между концентрациями Fe и Zn в зернах, вариации концентраций Fe в зернах были меньше, чем вариации концентраций Zn в зернах в трансгенном потомстве (Рисунок 1). Этот результат можно объяснить различиями в эффективности ремобилизации Fe и Zn в зерно. В соке флоэмы риса основным лигандом Zn является NA, тогда как Fe преимущественно связан с DMA (Nishiyama et al., 2012), что указывает на то, что избыточное производство NA может иметь более выраженный эффект на увеличение ремобилизации Zn (через флоэму) в зерне.

Концентрация нешлифованного зерна превышает 23 мкг Fe g ^-1 и 40 мкг Zn g ^-1 в потомстве OE- OsNAS / IR64 и 38 мкг Fe g ^-1 и 56 мкг Zn g ^-1 в потомстве OE- OsNAS / Esp были связаны со значительным снижением урожайности зерна. Точно так же растения с самыми низкими концентрациями Fe и Zn в зерне показали одни из самых высоких значений урожайности зерна (Рисунок 1). Отрицательная связь между урожаем зерна и концентрацией питательных микроэлементов может быть объяснена важными отношениями источник-поглотитель внутри растения.Концентрация питательных веществ в тканях растений имеет тенденцию к снижению по мере увеличения производства сухого вещества, явление, часто описываемое как «разбавление» (Rengel, 2002), и которое объясняет низкую концентрацию Fe и Zn в зернах, связанную с самыми высокими значениями урожайности зерна. Разбавление микронутриентов в зерне также может быть связано с более высокой скоростью роста зерна по сравнению со скоростью загрузки микронутриентов (Rengel, 2002). Генотипы риса с более высокими показателями загрузки Zn часто имеют более высокие концентрации Zn в зернах (Wu et al., 2010). Более высокие концентрации Fe и Zn в зернах потомков + LY и + HY в этом исследовании могут быть связаны с более высокими скоростями загрузки Fe и Zn по сравнению со скоростью роста зерна, но это требует дальнейшего исследования. Число зерен является важным признаком, определяющим концентрацию питательных веществ в зернах риса (Sperotto et al., 2013). Удалив 50% зерна из рисовых метелок во время цветения, Sperotto et al. (2013) сообщили о значительном увеличении концентраций Fe и Zn в оставшемся зерне, предполагая, что фиксированные количества Fe и Zn перемещаются в метелку независимо от количества зерен.Количество заполненных зерен на основную метелку было резко снижено в + LY-потомках (таблица 2), таким образом, низкое количество зерен было основным фактором, повышающим концентрации Fe и Zn в зернах в этих потомствах. Однако этого не произошло с потомством OE- OsNAS / Esp + HY, которое показало значительно более высокие концентрации Fe и Zn в зерне по сравнению с NS без снижения количества зерен на основную метелку (таблицы 2 и 3). Взяв все вышеперечисленное вместе, мы заключаем, что разбавление питательных микроэлементов и количество зерен являются основными факторами, влияющими на самые низкие и самые высокие концентрации Fe и Zn в зернах в потомках настоящего исследования.Однако значительно более высокие концентрации Fe и Zn могут быть достигнуты за счет сверхэкспрессии OsNAS без какого-либо уменьшения количества зерен, что позволяет предположить, что возможно сочетать высокие концентрации Fe и Zn в зернах с высокими урожаями зерна в биообогащенном рисе.

Зерно-Zn и метелки-Mg были основными предикторами, связанными с потомством с низкой урожайностью

В текущем исследовании на долю Zn в зернах приходилось 66% общей дисперсии агроморфологических признаков потомства OE- OsNAS / IR64, тогда как на метелку-Mg приходилось 64% общей дисперсии агроморфологических признаков потомство OE- OsNAS / Esp (Таблица 4).Высокий процент дисперсии, приходящийся на счет только одного индивидуального предиктора в каждом генетическом фоне, является неожиданным, учитывая большое количество предикторов, задействованных в многомерном анализе. В ряде исследований сообщалось о повышенных концентрациях Zn в корнях, побегах и тканях листьев риса в результате сверхэкспрессии OsNAS1 и OsNAS2 (Lee et al., 2009, 2011, 2012; Zheng et al., 2010) и Lee et al. ., 2012 сообщают, что чрезмерное накопление Zn в вегетативных тканях связано со снижением урожайности зерна.Однако концентрации Zn в листьях в этих исследованиях, а также концентрации Zn в листьях потомков + LY в текущем исследовании не достигли уровней токсичности Zn, которые, как сообщается, находятся в диапазоне от 100 до 700 мкг · г ^-1 DW у большинства растений ( Фагерия, 2016). Этот результат предполагает, что ассоциация высокого содержания цинка в зерне с пониженным урожаем в потомстве + LY не была связана с токсичностью цинка в вегетативных тканях и что высокое содержание цинка могло повлиять на другие физиологические процессы, связанные с воспроизводством и наполнением зерна.В развивающихся тканях, таких как меристемы и репродуктивные органы, Zn требуется в больших количествах, поскольку он участвует во многих ферментативных действиях и процессах развития клеток, включая метаболизм ауксина (Broadley et al., 2012). Например, высокие концентрации Zn на кончиках роста пыльцевых трубок способствуют быстрому делению клеток (Ender et al., 1983). Однако чрезмерно высокие концентрации Zn могут мешать репликации ДНК и, в свою очередь, нарушать развитие репродуктивных клеток (MacDonald, 2000).Сравнительный анализ концентраций Zn в репродуктивных органах потомков + HY и + LY может помочь определить, есть ли пагубные эффекты чрезмерного накопления Zn на репродуктивное развитие и / или наполнение зерна. Идентификация метелки-Mg в качестве основного предиктора вариаций урожайности зерна в потомстве OsNAS / Esp было неожиданным, поскольку нет доказательств, указывающих на то, что NA или DMA могут хелатировать или мобилизовать этот макроэлемент. Потомство OE- OsNAS / Esp + LY с самыми высокими концентрациями Fe и Zn в зернах также имело самые высокие концентрации Mg в метелках, что позволяет предположить, что высокие концентрации Mg в метелках могут быть косвенным следствием самых высоких концентраций Fe и Zn в зерне в этом генетический фон (дополнительный рисунок 4).Большая ассоциация метелок-Mg с потомками + LY, особенно с потомством + LY OE- OsNAS / Esp, требует дальнейшего изучения.

Повышенная активность трансгенов OsNAS1 и OsNAS2 в потомстве OE- OsNAS , приводящая к увеличению концентрации NA и DMA в растении, является важным фактором, который также может влиять на урожайность зерна. Результаты нашей группы определили, что концентрации NA и DMA в ксилемном соке отобранного потомства OE- OsNAS / IR64 + LY содержали только на 130% больше NA и на 170% больше DMA по сравнению с потомством NS (дополнительный рисунок 3).Точно так же не было корреляции между транскрипционной активностью генов OsNAS в выбранном потомстве OE- OsNAS / IR64 с концентрацией Fe и Zn в зернах или урожайностью зерна (дополнительный рисунок 2). Эти результаты показывают, что повышенная активность трансгенов OsNAS1 и OsNAS2 в популяциях потомства OE- OsNAS , по-видимому, не является ответственной за снижение урожайности растений + LY.

Генетический фон оказывает большое влияние на развитие риса, обогащенного Fe и Zn, без штрафа за урожай

Оценка минералов всего растения потомков OE- OsNAS / Esp + HY и + LY показывает, что сверхэкспрессия OsNAS явно увеличивает поглощение Fe и Zn (Фигуры 2A, B).Результаты также показывают, что сверхэкспрессия OsNAS увеличивает выделение Fe и Zn в зерно, что наблюдается по увеличению содержания Fe и Zn в зернах в потомках + HY (Фигуры 2A, B). Однако в тканях растений и зерне могут существовать зависящие от генотипа физиологические пределы накопления Fe и Zn. Урожайность зерна с растения в потомстве japonica / japonica OE- OsNAS / Esp + LY была снижена на 78%, тогда как в потомстве indica / indica OE-O sNAS / IR64 + LY урожай зерна уменьшился на 94% (таблица 3).Более того, снижение сухой массы вегетативной ткани не наблюдалось в потомстве OE- OsNAS / Esp + LY по сравнению с потомством OE-O sNAS / IR64 + LY (Таблица 3), несмотря на накопление на 0,2 мкг больше Fe и 0,4 мкг больше цинка на зерно (рис. 2С). На различия в фенотипических характеристиках двух генетических фонов, вероятно, влияют генетические вариации концентраций Fe и Zn в зернах, связанные с поглощением и ремобилизацией этих микроэлементов. Например, при достаточном количестве питательных веществ Fe концентрации Fe в зрелых верхних листьях и флаговых листьях риса japonica продолжают увеличиваться на поздних стадиях развития, что позволяет предположить, что эти ткани служат важными источниками содержания Fe в зерне (Yoneyama et al., 2010; Sperotto et al., 2012b). Соответственно, более высокие концентрации Fe в не флаговых листах и флаговых листах генетического фона japonica / japonica по сравнению с фоном indica / japonica (Таблица 3), возможно, обеспечили увеличенный пул Fe для более высокой ремобилизации. к зерну за счет сверхэкспрессии OsNAS . Однако повышенное поглощение во время наполнения зерна могло также служить важным источником Fe и Zn в зерне на генетическом фоне japonica / japonica , поскольку общее содержание Fe и Zn имело тенденцию к увеличению в OE- OsNAS / Esp + Потомства HY и + LY по сравнению с потомством NS (Фигуры 2A, B).В рисе перераспределение Zn из стеблей является важным источником ремобилизации Zn в репродуктивных тканях (Jiang et al., 2008; Wu et al., 2010) и считается основным препятствием для увеличения выделения Zn в зерно (Stomph и др., 2014). По сравнению с генетическим фоном japonica / japonica , фон indica / japonica имел более высокое процентное распределение Zn на стебле / оболочке (рис. 2B), что предполагает, что генетический фон indica / japonica может быть менее эффективным. при выделении Zn (и, возможно, Fe) в зерно.Однако, поскольку концентрации Zn в листьях и метелках потомства OE- OsNAS / IR64 + LY были значительно выше по сравнению с потомством NS (Таблица 3), повышенному захвату Zn, вероятно, способствует сверхэкспрессия OsNAS в indica / japonica фон, и может быть ответственным за снижение сухой массы листьев и метелок (таблица 2). Взятые вместе, эти результаты предполагают, что фон japonica / japonica потомства OE- OsNAS / Esp может лучше подходить для того, чтобы выдерживать большое увеличение Fe и Zn, обусловленное сверхэкспрессией OsNAS .

Высокопродуктивное потомство, содержащее
OsNAS2 Конструкции со сверхэкспрессией показали более высокий процент Fe и Zn в зерне шлифованного риса
Высокопроизводительное потомство OE- OsNAS / Esp, содержащее конструкцию OE- OsNAS2 , имело 11 мкг Fe g ^-1 DW и 26 мкг Zn g ^-1 DW в полированном зерне и показало более высокий процент Fe и Zn в полированном зерне по сравнению с потомством OE- OsNAS / Esp, содержащим конструкцию OE- OsNAS1 (Рисунки 4A, B), что подтверждает выводы Johnson et al.(2011). Рис показывает более высокий процент потери Fe во время полировки по сравнению с Zn, потому что концентрации Fe в рисе самые высокие в отрубях рисового зерна и в ткани щитка внутри зародышевого слоя, которые теряются во время полировки, тогда как Zn преимущественно накапливается в центральных слоях. ткани эндосперма зерна (Lu et al., 2013). В текущем исследовании сверхэкспрессия как OsNAS1 , так и OsNAS2 была эффективной при повышенных концентрациях Fe и Zn в нешлифованном зерне по сравнению с NS.Однако более высокий процент Fe и Zn в полированном зерне из потомства OE- OsNAS / Esp, содержащего конструкцию OE- OsNAS2 , по сравнению с потомством, содержащим конструкцию OE- OsNAS1 , указывает на то, что сверхэкспрессия OsNAS2 приводит к более высокой транслокации Fe и Zn попадают в эндосперм, тем самым обеспечивая более эффективную стратегию развития полированного риса, биообогащенного Fe и Zn.

Наконец, важно отметить, что пороги сверхаккумуляции Zn в зернах, связанные с низким урожаем в текущем исследовании, эксперименте по гидропонике на базе помещения для выращивания, могут отличаться от таковых в полевых условиях.Таким образом, полевые оценки усовершенствованного OE- OsNAS / IR64 и OE- OsNAS / Esp потомства обратного скрещивания необходимы для проверки применимости этих результатов к росту и урожайности биообогащенного Fe и Zn риса в полевых условиях.

Заключение

В этом исследовании впервые представлены агроморфологические характеристики и накопление питательных веществ на уровне всего растения для BC ₂ F ₂ потомство, содержащее OE- OsNAS1 и OE- OsNAS2 конструкции под indica / japonica и japonica / japonica генетических фонов.Мы определили на 148% более высокие концентрации Fe и на 336% более высокие концентрации Zn в нешлифованном рисе по сравнению с потомством NS. Однако в гидропонной среде концентрации нешлифованного риса превышают 23 мкг Fe g ^-1 и 40 мкг Zn g ^-1 в потомстве OE- OsNAS / IR64 и 36 мкг Fe g ^-1 и 56 мкг Zn g ¹ в потомстве OE- OsNAS / Esp были связаны со значительным снижением ряда агроморфологических признаков, влияющих на урожайность зерна.Мы определили зерновой Zn и метельчатый Mg как предикторы, определяющие наибольшую вариабельность агроморфологических признаков в потомстве OE- OsNAS / IR64 и OE- OsNAS / Esp, соответственно. Высокоурожайное потомство japonica / japonica OE- OsNAS / Esp показало наибольшее увеличение содержания Fe и Zn в зернах без чрезмерного накопления этих металлов в какой-либо другой ткани, что указывает на то, что этот генетический фон может лучше подходить для переноса больших Повышение содержания Fe и Zn обусловлено сверхэкспрессией OsNAS .Наши результаты показывают, что легко получить высокоурожайные линии риса с биообогащенным полированным зерном Fe и Zn, используя сверхэкспрессию OsNAS2 и отслеживая чрезмерное накопление Zn в зерне.

Авторские взносы

LM-M и AJ разработали исследование и его дизайн, а также составили рукопись. LM-M провела экспериментальные работы и анализ данных. JB провел эксперименты по обнаружению трансгенов. JB, JS-P и JT участвовали в критическом рецензировании рукописи.

Финансирование

Эта работа была поддержана грантами Международной стипендиальной программы Monsanto Beachell-Borlaug, Австралийского исследовательского совета (LP0883746) и программы HarvestPlus Challenge.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Авторы выражают благодарность Dr.Джеймсу Стангулису, доктору Лахлану Палмеру и Терезе Фаулз за советы по анализу минералов цельного растения и Хайме Борреро (CIAT) за отгрузку рисового материала из Колумбии в Австралию. Анализ ICP-OES проводился в Waite Analytical Services (Аделаида, Австралия). Авторы также хотели бы поблагодарить рецензентов, чьи продуманные комментарии улучшили качество данной рукописи.

Дополнительные материалы

Дополнительные материалы к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https: // www.frontiersin.org/article/10.3389/fpls.2016.01463

Сноски

http://www.unicef.org/

Список литературы

Башир К., Иноуэ Х., Нагасака С., Такахаши М., Наканиши Х., Мори С. и др. (2006). Клонирование и характеристика генов синтазы дезоксимугиновой кислоты из злаковых растений. J. Biol. Chem. 281, 32395–32402. DOI: 10.1074 / jbc.M604133200

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Башир, К., Ишимару, Ю., и Нисидзава, Н. (2010). Поглощение железа и его загрузка в рисовые зерна. Рис 3, 122–130. DOI: 10.1007 / s12284-010-9042-y

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бриат, Ж.-Ф., Руашед, Х., Тиссо, Н., Гаймар, Ф., и Дубос, К. (2015). Интеграция сигналов питания P, S, Fe и Zn в Arabidopsis thaliana : потенциальное участие PHOSPHATE STARVATION RESPONSE 1 (PHR1). Фронт. Растение. Sci. 6: 290. DOI: 10.3389 / fpls.2015.00290

CrossRef Полный текст

Бродли М., Браун П., Чакмак И. и Ренгель З. (2012). «Функция питательных веществ: микронутриенты», Marschner’s Mineral Nutrition of Higher Plants , 3-е изд., Изд. П. Маршнер (Лондон: Academic Press), 191–248.

Google Scholar

Эндер, К., Ли, М., Мартин, Б., Повх, Б., Нобилинг, Р., Рейсс, Х.-Д. и др. (1983). Демонстрация полярного распределения цинка в пыльцевых трубках Lilium longiflorum с помощью протонного микрозонда Гейдельберга. Protoplasma 116, 201–203. DOI: 10.1007 / BF01279839

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фагерия, Н. К. (2016). Использование питательных веществ в сельскохозяйственных культурах. Бока-Ратон, Флорида: CRC Press.

Google Scholar

Гроц, Н., Герино, М. Л. (2006). Молекулярные аспекты гомеостаза Cu, Fe и Zn у растений. Biochim. Биофиз. Acta 1763, 595–608. DOI: 10.1016 / j.bbamcr.2006.05.014

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ад, Р.Д., и Стефан, У. У. (2003). Поглощение, транспортировка и гомеостаз железа в растениях. Planta 216, 541–551. DOI: 10.1007 / s00425-002-0920-4

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Иноуэ, Х., Хигучи, К., Такахаши, М., Наканиши, Х., Мори, С., и Нисидзава, Н. К. (2003). Три гена никотианаминсинтазы риса, OsNAS1, OsNAS2 и OsNAS3, экспрессируются в клетках, участвующих в транспорте железа на большие расстояния и по-разному регулируются железом. Plant J. 36, 366–381.DOI: 10.1046 / j.1365-313X.2003.01878.x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ишимару Ю., Башир К. и Нисидзава Н. (2011). Поглощение и транслокация Zn в растениях риса. Рис 4, 21–27. DOI: 10.1007 / s12284-011-9061-3

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Цзян В., Струик П. К., Ван Кеулен Х., Чжао М., Цзинь Л. Н. и Стомф Т. Дж. (2008). Повышает ли повышенное потребление цинка массовую концентрацию цинка в зернах риса? Ann.Прил. Биол. 153, 135–147. DOI: 10.1111 / j.1744-7348.2008.00243.x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Джонсон, А.А.Т., Кириаку, Б., Каллахан, Д.Л., Каррутерс, Л., Стангулис, Дж., Ломби, Э. и др. (2011). Конститутивная сверхэкспрессия семейства генов OsNAS выявляет единственные генные стратегии для эффективной био- и цинковой биофортификации эндосперма риса. PLoS ONE 6: e24476. DOI: 10.1371 / journal.pone.0024476

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ким, С.А. и Герино М. Л. (2007). Добыча железа: поглощение и перенос железа в растениях. FEBS Lett. 581, 2273–2280. DOI: 10.1016 / j.febslet.2007.04.043

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кутман, У.Б., Йылдыз, Б., Чакмак, И. (2011). Улучшение азотного статуса увеличивает концентрацию цинка и железа как в цельном зерне, так и во фракции эндосперма пшеницы. J. Ceral Sci. 53, 118–125. DOI: 10.1016 / j.jcs.2010.10.006

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли, С., Чон, США, Ли, С. Дж., Ким, Ю.-К., Перссон, Д. П., Хустед, С. и др. (2009). Обогащение семян риса железом за счет активации гена никотианаминсинтазы. Proc. Natl. Акад. Sci. США 106, 22014–22019. DOI: 10.1073 / pnas.00106

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли С., Ким Ю.-С., Чон Ю., Ким Ю.-К., Шёрринг Дж. И Ан Г. (2012). Активация никотианаминсинтазы 2 риса (OsNAS2) увеличивает доступность железа для биофортификации. Mol. Ячейки 33, 269–275. DOI: 10.1007 / s10059-012-2231-3

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли С., Перссон Д. П., Хансен Т. Х., Хустед С. Р., Шёрринг Дж. К., Ким Ю.-С. и др. (2011). Биодоступный цинк в семенах риса увеличивается за счет активации никотианаминсинтазы. Plant Biotechnol. J. 9, 865–873. DOI: 10.1111 / j.1467-7652.2011.00606.x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лежандр П. и Андерсон М.Дж. (1999). Дистанционный анализ избыточности: тестирование многовидовых ответов в многофакторных экологических экспериментах. Ecol. Monogr. 69, 1–24. DOI: 10.1890 / 0012-9615 (1999) 069 [0001: DBRATM] 2.0.CO; 2

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лу, Л., Тиан, С., Ляо, Х., Чжан, Дж., Янг, X., Лабавич, Дж. М., и др. (2013). Анализ распределения металлических элементов в семенах риса ( Oryza sativa L.) и их перемещения во время прорастания на основе рентгенофлуоресцентных изображений Zn, Fe, K, Ca и Mn. PLoS ONE 8: e57360. DOI: 10.1371 / journal.pone.0057360

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Макдональд Р. С. (2000). Роль цинка в росте и пролиферации клеток. J. Nutr. 130 (5S Доп.), 1500S – 1508S.

Google Scholar

Масуда, Х., Усуда, К., Кобаяши, Т., Ишимару, Ю., Какей, Ю., Такахаши, М., и др. (2009). Сверхэкспрессия гена никотианаминсинтазы ячменя HvNAS1 увеличивает концентрацию железа и цинка в зернах риса. Рис 2, 155–166. DOI: 10.1007 / s12284-009-9031-1

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Нишияма Р., Като М., Нагата С., Янагисава С. и Йонеяма Т. (2012). Идентификация Zn – никотианамина и Fe – 20-дезоксимугиновой кислоты в соке флоэмы рисовых растений ( Oryza sativa L.). Physiol растительных клеток. 53, 381–390. DOI: 10.1093 / pcp / pcr188

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Нозойе Т., Нагасака С., Башир К., Takahashi, M., Kobayashi, T., Nakanishi, H., et al. (2014). Никотианаминсинтаза 2 локализуется в везикулах железодефицитных корней риса, и ее мутация в мотиве YXXφ или LL вызывает нарушение образования или движения везикул в рисе. Plant J. 77, 246–260. DOI: 10.1111 / tpj.12383

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Райхман, С. М., и Паркер, Д. Р. (2002). Возвращаясь к химии связывания металлов никотианамином и 2’-дезоксимугиновой кислотой. Последствия для питания железом у растений Стратегии II. Plant Physiol. 129, 1435–1438. DOI: 10.1104 / pp.005009

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ренгель, З. (2002). «Агрономические подходы к увеличению концентрации цинка в основных пищевых культурах», в Влияние сельского хозяйства на здоровье и питание человека, , ред. И. Какман и Р. М. Велч (Оксфорд: ЮНЕСКО, издательство EOLSS), 363–381.

Google Scholar

Сэндс, Д. К., Моррис, К. Э., Дратц, Е. А., и Пилгерам, А. Л. (2009). Повышение уровня оптимального питания человека до главной цели – селекции растений и производства продуктов на растительной основе. Plant Sci. 177, 377–389. DOI: 10.1016 / j.plantsci.2009.07.011

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Синклер, С. А., Кремер У. (2012). Сеть гомеостаза цинка наземных растений. Biophys. Acta 1823, 1553–1567. DOI: 10.1016 / j.bbamcr.2012.05.016

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сперотто, Р., Рикаченевский, Ф., Вальдов, В. Д. А., Мюллер, А., Дресслер, В., и Фетт, Дж. (2013). Накопление Fe, Mn и Zn в зернах риса: насколько важны флаговые листья и количество семян. Plant Soil Environ. 59, 262–266.

Google Scholar

Сперотто Р. А. (2013). Ремобилизация Zn / Fe из вегетативных тканей в семена риса: остаться или уйти? Спросите поставку Zn / Fe! Фронт. Растение. Sci. 4: 464. DOI: 10.3389 / fpls.2013.00464

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сперотто, Р. А., Рикаченевский, Ф. К., Уолдов, В. Д. А., Фетт, Дж. П. (2012a). Биофортификация железа в рисе: это долгий путь к успеху. Plant Sci. 190, 24–39. DOI: 10.1016 / j.plantsci.2012.03.004

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сперотто Р. А., Васконселос М. В., Грусак М. А. и Фетт Дж. П. (2012b). Влияние различных поступлений Fe на минеральное распределение и ремобилизацию во время репродуктивного развития риса ( Oryza sativa L.). Рис 5, 1–11. DOI: 10.1186 / 1939-8433-5-27

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Стомф, Т., Цзян, В., Путтен, П.В. Д., Струик П. С. (2014). Выделение и перераспределение цинка в рисе. Фронт. Plant Sci. 5: 8. DOI: 10.3389 / fpls.2014.00008

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Стомф Т., Цзян В. и Струик П. С. (2009). Биообогащение злаков цинком: рис отличается от пшеницы и ячменя. Trends Plant Sci. 14, 123–124. DOI: 10.1016 / j.tplants.2009.01.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сузуки, М., Морикава, К.С., Наканиши, Х., Такахаши, М., Сайгуса, М., Мори, С., и др. (2008). Трансгенные линии риса, содержащие гены ячменя, обладают повышенной устойчивостью к низкому содержанию железа в известковых рисовых почвах. Почвоведение. Завод Нутр. 54, 77–85. DOI: 10.1111 / j.1747-0765.2007.00205.x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Такахаши М., Терада Ю., Накай И., Наканиши Х., Йошимура Э., Мори С. и др. (2003). Роль никотианамина во внутриклеточной доставке металлов и репродуктивном развитии растений. Растительная клетка 15, 1263–1280. DOI: 10.1105 / tpc.010256

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Теклич, Т., Лончарич, З., Ковачевич, В., и Сингх, Б. Р. (2013). Металлические микроэлементы в зерне злаков – обзор: сколько металла мы едим? Food Energ. Secur. 2, 81–95. DOI: 10.1002 / fes3.24

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Trijatmiko, K. R., Dueñas, C., Tsakirpaloglou, N., Torrizo, L., Arines, F. M., Adeva, C., et al.(2016). Биообогащенный рис индики обеспечивает достижение целевых показателей рациона питания с содержанием железа и цинка в полевых условиях. Sci. Rep. 6: 19792. DOI: 10.1038 / srep19792

CrossRef Полный текст | Google Scholar

фон Wiren, N., Klair, S., Bansal, S., Briat, J.-F., Khodr, H., Shioiri, T., et al. (1999). Никотианамин хелатирует как FeIII, так и FeII. Последствия для транспортировки металла на заводах. Plant Physiol. 119, 1107–1114. DOI: 10.1104 / стр.119.3.1107

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Уил, М.С., Фаулз Т. О., Палмер Л. Т. (2011). Экономичный метод кислотного разложения с использованием закрытых полипропиленовых пробирок для оптической эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-OES) для анализа основных элементов растений. Анал. Методы 3, 2854–2863. DOI: 10.1039 / C1AY05430A

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wirth, J., Poletti, S., Aeschlimann, B., Yakandawala, N., Drosse, B., Osorio, S., et al. (2009). Биообогащение железом эндосперма риса за счет направленного и синергетического действия никотианаминсинтазы и ферритина. Plant Biotechnol. J. 7, 631–644. DOI: 10.1111 / j.1467-7652.2009.00430.x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wu, C.Y., Lu, L.L., Yang, X.E., Feng, Y., Wei, Y.Y., Hao, H.L., et al. (2010). Поглощение, перемещение и ремобилизация цинка, абсорбированного на разных стадиях роста генотипами риса с разной плотностью цинка. J. Agric. Food Chem. 58, 6767–6773. DOI: 10.1021 / jf100017e

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Йонеяма, Т., Гошо, Т., Като, М., Гото, С., и Хаяси, Х. (2010). Ксилема и флоэма перенос Cd, Zn и Fe в зерна рисовых растений ( Oryza sativa L.), выращенных в постоянно затопляемых почвах, загрязненных Cd. Почвоведение. Завод Нутр. 56, 445–453. DOI: 10.1111 / j.1747-0765.2010.00481.x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Йошида С. (1981). Основы науки о рисоводстве. Лос-Баньос: Международный научно-исследовательский институт риса,

Google Scholar

Чжэн, Л., Cheng, Z., Ai, C., Jiang, X., Bei, X., Zheng, Y., et al. (2010). Никотианамин, новый усилитель биодоступности рисового железа для человека. PLoS ONE 5: e10190. DOI: 10.1371 / journal.pone.0010190

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Уровни цинка в плазме, антропометрические и социально-демографические характеристики школьников в восточном Непале | BMC Research Notes

1.
Tielsch JM, Khatry SK, Stoltzfus RJ, Katz J, LeClerq SC, Adhikari R: et al., Влияние ежедневного приема цинка на детскую смертность в южном Непале: кластер рандомизированный на уровне общины, плацебо-контролируемое испытание.Ланцет. 2007, 370: 1230-1239. 10.1016 / S0140-6736 (07) 61539-6.

PubMed CAS PubMed Central Статья Google ученый

2.
Чандио Р.К., Стрэнд Т.А., Матисен М., Улак М., Адхикари Р.К., Боланн Б.Дж. и др. Дефицит цинка распространен среди здоровых женщин репродуктивного возраста в Бхактапуре, Непал. J Nutr. 2009, 139: 594-597. 10.3945 / jn.108.102111.

PubMed CAS Статья Google ученый

3.
Фешаракиния АЗА, Шарифзаде Г.Р .: Распространенность дефицита цинка у детей начальной школы в провинции Южный Хорасан (Восточный Иран). Иран Дж. Педиатр. 2009, 19: 249-254.

Google ученый

4.
Прасад А.С.: Цинк: механизмы защиты хозяина. J Nutr. 2007, 137: 1345-1349.

PubMed CAS Google ученый

5.
Basnet S, Shrestha PS, Sharma A, Mathisen M, Prasai R, Bhandari N: et al., Рандомизированное контролируемое исследование цинка в качестве адъювантной терапии тяжелой пневмонии у детей раннего возраста. Педиатрия. 2012, 129: 701-708. 10.1542 / peds.2010-3091.

PubMed Статья Google ученый

6.
Valentiner-Branth P, Shrestha PS, Chandyo RK, Mathisen M, Basnet S, Bhandari N: et al., Рандомизированное контролируемое исследование влияния цинка в качестве адъювантной терапии у детей в возрасте 2–35 мес. с тяжелой или нетяжелой пневмонией в Бхактапуре, Непал.Am J Clin Nutr. 2010, 91: 1667-1674. 10.3945 / ajcn.2009.28907.

PubMed CAS Статья Google ученый

7.
Суркан П.Дж., Шанкар М., Кац Дж., Сигель Э.Х., Леклерк С.К., Хатри С.К .: Благоприятное влияние добавок цинка на окружность головы непальских младенцев и детей ясельного возраста: рандомизированное контролируемое исследование. Eur J Clin Nutr. 2012, 66: 836-842. 10.1038 / ejcn.2012.42.

PubMed CAS Статья Google ученый

8.
Стюарт С.П., Кристиан П., Леклерк С.К., Западная К.П., Хатры С.К .: Антенатальный прием фолиевой кислоты + железа + цинка улучшает линейный рост и снижает периферическое ожирение у детей школьного возраста в сельских районах Непала. Am J Clin Nutr. 2009, 90: 132-140. 10.3945 / ajcn.2008.27368.

PubMed CAS PubMed Central Статья Google ученый

9.
Кристиан П., Цзян Т., Хатри С.К., Леклерк С.К., Шреста С.Р., Западная К.П.: дородовое добавление питательных микроэлементов и биохимических индикаторов статуса и субклинической инфекции в сельских районах Непала.Am J Clin Nutr. 2006, 83: 788-794.

PubMed CAS Google ученый

10.
Мюррей-Колб Л.Е., Хатри С.К., Кац Дж., Шефер Б.А., Коул П.М., Леклерк СК: и др., Влияние микронутриентных добавок дошкольного возраста на интеллектуальную и двигательную функцию непальских детей школьного возраста. Arch Pediatr Adolesc Med. 2012, 166: 404-410. 10.1001 / archpediatrics.2012.37.

PubMed Статья Google ученый

11.
Smith JC, Butrimovitz GP, Purdy WC: Прямое измерение цинка в плазме с помощью атомно-абсорбционной спектроскопии. Clin Chem. 1979, 25: 1487-1491.

PubMed CAS Google ученый

12.
Brown KH, Rivera JA, Bhutta Z, Gibson RS, King JC, Lonnerdal B: et al., International Zinc Nutrition Consultative Group (IZiNCG), технический документ № 1. Оценка риска дефицита цинка у населения и варианты борьбы с ним.Еда Nutr Bull. 2004, 25: S99-203.

PubMed Статья Google ученый

13.
Alarcon OM, Reinosa Fuller J, Silva TM, Angarita C, Teran E, Navas M: Сывороточный уровень Zn, Cu и Fe у здоровых школьников, проживающих в Мериде, Венесуэла. Arch Latinoam Nutr. 1997, 47: 118-122.

PubMed CAS Google ученый

14.
Ма Г, Цзинь И, Ли Й, Чжай Ф, Кок Ф. Дж., Якобсен Э, Ян Х: Дефицит железа и цинка в Китае: какова осуществимая и экономически эффективная стратегия ?.Public Health Nutr. 2008, 11: 632-638.

PubMed Статья Google ученый

15.
Отаке М., Тамура Т.: Уровни цинка и меди в сыворотке у здоровых японских детей. Tohoku J Exp Med. 1976, 120: 99-103. 10.1620 / tjem.120.99.

PubMed CAS Статья Google ученый

16.
Thurlow RA, Winichagoon P, Pongcharoen T., Gowachirapant S, Boonpraderm A, Manger MS: риск дефицита цинка, йода и других микроэлементов среди школьников в Северо-Восточном Таиланде.Eur J Clin Nutr. 2006, 60: 623-632. 10.1038 / sj.ejcn.1602361.

PubMed CAS Статья Google ученый

17.
Филто С.М., Томкинс А.М.: Микроэлементы и тропические инфекции. Trans R Soc Trop Med Hyg. 1994, 88: 1-3. 26

PubMed CAS Статья Google ученый

18.
Смит Вандеркой П.Д., Гибсон Р.С.: Модели потребления пищи канадскими дошкольниками в зависимости от цинка и статуса роста.Am J Clin Nutr. 1985, 45: 609-616.

Google ученый

19.
Каван К.Р., Гибсон Р.С., Грациозо К.Ф., Исалгу А.М., Руз М., Соломонс Н.В.: Рост и состав тела детей из пригородов Гватемалы в зависимости от статуса цинка: перекрестное исследование. Am J Clin Nutr. 1993, 57: 334-343.

PubMed CAS Google ученый

20.
Цинь И, Мельсе-Бунстра А., Чжао Дж., Ву М., Ху Х, Кок Ф.Д.: задержка роста и дефицит цинка среди детей начальной школы в сельских районах с низкими концентрациями цинка в почве в провинции Цзянсу, Китай.Азия Пак Дж. Клин Нутр. 2009, 18 (1): 15-21.

PubMed CAS Google ученый

21.
Udomkesmalee E, Dhanamitta S, Yhoung-Aree J, Rojroongwasinkul N, Smith JC: Биохимические данные, свидетельствующие о субоптимальном статусе цинка и витамина А у школьников на северо-востоке Таиланда. Am J Clin Nutr. 1990, 52: 564-567.

PubMed CAS Google ученый

22.
Арванитиду В., Воскаки И., Трипсианис Г., Атанасопулу Х., Цалкидис А., Филиппидис С. Концентрации меди и цинка в сыворотке крови здоровых детей в возрасте 3–14 лет в Греции.Biol Trace Elem Res. 2007, 115: 1-12. 10.1385 / BTER: 115: 1: 1.

PubMed CAS Статья Google ученый

23.
Singla PN, Chand P, Kumar A, Kachhawaha JS: Уровни сыворотки, цинка и меди у детей с белково-энергетической недостаточностью. Индийский J Pediatr. 1996, 63: 199-203. 10.1007 / BF02845244.

PubMed CAS Статья Google ученый

24.
Brown KH, Peerson JM, Rivera J, Allen LH: Влияние дополнительного цинка на рост и концентрацию цинка в сыворотке у детей препубертатного возраста: метаанализ рандомизированных контролируемых исследований.Am J Clin Nutr. 2002, 75: 1062-1071.

PubMed CAS Google ученый

25.
Hettiarachchi M, Liyanage C, Wickremasinghe R, Hilmers DC, Abrahams SA: Распространенность и серьезность дефицита питательных микроэлементов: кросс-секционное исследование среди подростков в Шри-Ланке. Азия Пак Дж. Клин Нутр. 2006, 15: 56-63.

PubMed CAS Google ученый

26.
Махмуди М.Р., Кимиагар С.М.: Распространенность дефицита цинка у учащихся младших классов средней школы города Тегеран.Biol Trace Elem Res. 2001, 81: 93-103. 10.1385 / BTER: 81: 2: 093.

PubMed CAS Статья Google ученый

27.
Ndeezi G, Tumwine JK, Bolann BJ, Ndugwa CM, Tylleskar T: Цинковый статус у ВИЧ-инфицированных детей Уганды в возрасте 1–5 лет: базовое кросс-секционное исследование. BMC Pediatr. 2010, 10: 68-10.1186 / 1471-2431-10-68.

PubMed PubMed Central Статья Google ученый

28.
Amare B, Moges B, Fantahun B, Tafess K, Woldeyohannes D, Yismaw G: et al., Уровни микронутриентов и состояние питания школьников, живущих на северо-западе Эфиопии. Нутр Дж. 2012, 11: 108-10.1186 / 1475-2891-11-108.

PubMed CAS PubMed Central Статья Google ученый

Цинк: важнейший микронутриент – американский семейный врач

1. King JC. Цинк In: Shils ME, Shike M, eds. Современное питание в здоровье и болезнях.10-е изд. Филадельфия, Пенсильвания: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс; 2006: 271–285 ….

2. Институт медицины (США). DRI: рекомендуемая диета для витамина А, витамина К, мышьяка, бора, хрома, меди, йода, железа, марганца, молибдена, никеля, кремния, ванадия и цинка. Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия прессы; 2001.

3. Микроминералы В: Groff JL, Gropper SA, eds. Продвинутое питание и метаболизм человека. 3-е изд. Бельмонт, Калифорния: Запад / Уодсворт; 2000: 401–470.

4.Тимбо ББ, Росс МП, Маккарти П.В., Lin CT. Пищевые добавки в национальном исследовании: распространенность использования и сообщения о побочных эффектах. J Am Diet Assoc . 2006; 106 (12): 1966–1974.

5. Кузинс Р.Дж. Системный транспорт цинка. В: Mills CF. Цинк в биологии человека . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк:: Springer-Verlag; 198979–93.

6. Ивата М, Такебаяси Т, Охта Х, Алькальд RE, Итано Y, Мацумура Т.Накопление цинка и экспрессия гена металлотионеина в пролиферирующем эпидермисе во время заживления ран на коже мышей. Histochem Cell Biol . 1999. 112 (4): 283–290.

7. Карио Э., Юнг С, Harder D’Heureuse J, и другие. Влияние добавок экзогенного цинка на восстановление эпителия кишечника in vitro. Евро J Clin Invest . 2000. 30 (5): 419–428.

8. Мокчегиани Э., Сантарелли L, Муцциоли М, Фабрис Н.Обратимость инволюции тимуса и возрастных дисфункций периферического иммунитета при добавлении цинка у старых мышей. Инт Дж. Иммунофармакол . 1995. 17 (9): 703–718.

9. Grahn BH, Патерсон П.Г., Gottschall-Pass KT, Чжан З. Цинк и глаз. J Am Coll Nutr . 2001. 20 (2 доп.): 106–118.

10. Всемирная организация здравоохранения. Доклад о состоянии здравоохранения в мире, 2002 г .: Снижение рисков, содействие здоровому образу жизни .Женева, Швейцария:: Всемирная организация здравоохранения; 2002.

11. Браун К.Х., Пирсон Дж. М., Ривера Дж, Аллен Л.Х. Влияние дополнительного цинка на рост и концентрацию цинка в сыворотке у детей препубертатного возраста: метаанализ рандомизированных контролируемых исследований. Am J Clin Nutr . 2002. 75 (6): 1062–1071.

12. Лукачик М, Томас Р.Л., Аранда СП. Метаанализ влияния перорального цинка при лечении острой и стойкой диареи. Педиатрия . 2008. 121 (2): 326–336.

13. Аггарвал Р, Сенц Дж, Миллер М.А. Роль приема цинка в профилактике детской диареи и респираторных заболеваний: метаанализ. Педиатрия . 2007. 119 (6): 1120–1130.

14. Исследовательская группа по изучению возрастных глазных болезней. Рандомизированное, плацебо-контролируемое клиническое испытание приема высоких доз витаминов C и E, бета-каротина и цинка при возрастной дегенерации желтого пятна и потере зрения: отчет AREDS No.8 [опубликованное исправление появляется в Arch Ophthalmol. 2008; 126 (9): 1251]. Арочный офтальмол . 2001. 119 (10): 1417–1436.

15. Evans JR. Антиоксидантные витаминные и минеральные добавки для замедления прогрессирования возрастной дегенерации желтого пятна. Кокрановская база данных Syst Rev . 2006; (2): CD000254.

16. Джонсон А.Р., Муньос А, Готтлиб JL, Джаррард Д.Ф. Высокие дозы цинка увеличивают количество госпитализаций из-за мочеполовых осложнений. Дж Урол . 2007. 177 (2): 639–643.

17. Влияние витамина Е и бета-каротина на заболеваемость раком легких и другими видами рака у курящих мужчин. Группа изучения альфа-токоферола, бета-каротина по профилактике рака. N Engl J Med . 1994. 330 (15): 1029–1035.

18. Эванс-младший, Хеншоу К. Антиоксидантные витаминные и минеральные добавки для предотвращения возрастной дегенерации желтого пятна. Кокрановская база данных Syst Rev . 2008; (1): CD000253.

19. Чонг Э.В., Вонг Т.Ю., Крейс А.Дж., Симпсон Дж. А., Гаймер Р.Х. Диетические антиоксиданты и первичная профилактика возрастной дегенерации желтого пятна: систематический обзор и метаанализ. BMJ . 2007; 335 (7623): 755.

20. Тан Ж.С., Ван Дж.Дж., Потоп V, Рохчина Е, Смит В, Митчелл П. Диетические антиоксиданты и долгосрочная частота возрастной дегенерации желтого пятна: исследование Blue Mountains Eye Study. Офтальмология . 2008. 115 (2): 334–341.

21. Джексон Дж. Л., Лешо Е, Петерсон К. Цинк и простуда: новый взгляд на метаанализ. J Nutr . 2000; 130 (5S доп.): 1512S – 1515S.

22. Prasad AS, Фитцджеральд Дж. Т., Бао Б, Бек ФВ, Чандрасекар PH. Продолжительность симптомов и уровни цитокинов в плазме у пациентов с простудой, получавших ацетат цинка. Рандомизированное двойное слепое плацебо-контролируемое исследование. Энн Интерн Мед. . 2000. 133 (4): 245–252.

23. Тернер РБ, Cetnarowski WE. Влияние лечения глюконатом или ацетатом цинка на экспериментальные и естественные простуды. Клин Инфекция Дис . 2000. 31 (5): 1202–1208.

24. Prasad AS, Бек ФВ, Бао Б, и другие. Добавление цинка снижает частоту инфекций у пожилых людей: влияние цинка на выработку цитокинов и окислительный стресс. Am J Clin Nutr .2007. 85 (3): 837–844.

25. Моссад СБ. Влияние назального геля цинкум глюконикум на продолжительность и тяжесть симптомов простуды у здоровых взрослых людей. QJM . 2003. 96 (1): 35–43.

26. Kurugöl Z, Акилли М, Байрам Н, Котуроглу Г. Профилактическая и лечебная эффективность сульфата цинка при простуде у детей. Акта Педиатр . 2006. 95 (10): 1175–1181.

27. Макнин М.Л., Пьемонте М, Календин C, Яноски Дж., Уолд Э.Пастилки с глюконатом цинка для лечения насморка у детей: рандомизированное контролируемое исследование. ДЖАМА . 1998. 279 (24): 1962–1967.

28. Рохас А.И., Филлипс Т.Дж. У пациентов с хроническими язвами ног снижается уровень витаминов А и Е, каротинов и цинка. Dermatol Surg . 1999. 25 (8): 601–604.

29. Вананукул S, Лимпонгсанурук W, Singalavanija S, Висутсаревонг В. Сравнение декспантенола и мази с оксидом цинка с мазевой основой при лечении раздражающего пеленочного дерматита от диареи: многоцентровое исследование. J Med Assoc Thai . 2006. 89 (10): 1654–1658.

30. Уилкинсон Э.А., Hawke CI. Помогает ли оральный цинк заживлению хронических язв на ногах? Систематический обзор литературы. Дерматол Арки . 1998. 134 (12): 1556–1560.

31. Агрен М.С., Остенфельд У, Каллехаве Ф, и другие. Рандомизированное двойное слепое плацебо-контролируемое многоцентровое исследование по оценке местного применения оксида цинка для лечения острых открытых ран после иссечения пилонидальной болезни. Регенерация для восстановления ран . 2006. 14 (5): 526–535.

32. Джонс CY, Тан AM, Forrester JE, и другие. Уровни микронутриентов и статус ВИЧ-инфекции у ВИЧ-инфицированных пациентов, получающих высокоактивную антиретровирусную терапию, в когорте «Питание для здорового образа жизни». J Синдр иммунодефицита Acquir . 2006. 43 (4): 475–482.

33. Bobat R, Кувадия H, Стивен С, и другие. Безопасность и эффективность добавок цинка для детей с ВИЧ-1-инфекцией в Южной Африке: рандомизированное двойное слепое плацебо-контролируемое исследование. Ланцет . 2005; 366 (9500): 1862–1867.

34. Villamor E, Aboud S, Кулинская И.Н., и другие. Добавки цинка ВИЧ-1-инфицированным беременным женщинам: влияние на антропометрию матери, вирусную нагрузку и раннюю передачу от матери к ребенку. Eur J Clin Nutr . 2006. 60 (7): 862–869.

35. Czlonkowska A, Гайда Дж, Родо М. Эффекты длительного лечения болезни Вильсона D-пеницилламином и сульфатом цинка. Дж. Нейрол . 1996. 243 (3): 269–273.

36. Брюэр Г.Дж., Дик Р.Д., Джонсон В.Д., Брунберг Я., Клюин К.Дж., Fink JK. Лечение болезни Вильсона цинком: XV долгосрочные контрольные исследования. Дж. Лаборатория Клин Мед. . 1998. 132 (4): 264–278.

37. Дрено Б, Мойз Д., Алирезай М, и другие. Многоцентровое рандомизированное сравнительное двойное слепое контролируемое клиническое исследование безопасности и эффективности глюконата цинка по сравнению с гидрохлоридом миноциклина при лечении воспалительных вульгарных угрей. Дерматология . 2001. 203 (2): 135–140.

38. Fosmire GJ. Токсичность цинка. Am J Clin Nutr . 1990. 51 (2): 225–227.

39. Leitzmann MF, Штампфер MJ, Ву К, Колдиц Г.А., Willet WC, Джованнуччи ЭЛ. Использование добавок цинка и риск рака простаты. Национальный институт рака . 2003. 95 (13): 1004–1007.

40. Walravens PA, Хамбидж К.М., Koepfer DM. Добавки цинка для младенцев с нарушением нормального питания: двойное слепое контролируемое исследование.

Добавить комментарий Отменить ответ
Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *
Комментарий *
Имя *

Email *

Сайт