能源植物小桐子抗逆性研究进展

随着化石能源的逐渐消耗,寻找更加生态、可持续再生的替代能源成为未来的发展方向。小桐子作为一种新兴的能源植物,因其种子含油量高,可制备生物柴油等方面的特性而备受关注。逆境不仅限制小桐子的地域分布,而且对小桐子的产量及品质的形成有重大影响。为此,对小桐子的各种逆境,如低温、干旱、高盐、高温、重金属等伤害与抗逆性的生理生化机制进行了综述。在此基础上,对小桐子抗逆相关功能基因的克隆及技术进行了总结,以期为今后小桐子抗逆性分子机理研究及新品种的选育提供借鉴。     

酯交换法生产生物柴油的研究进展

生物柴油是一种清洁可再生的生物能源,近年来已引起了人们的极大关注。酯交换法是生产生物柴油主要方法。对酯交换法生产柴油做了重点介绍,并对几种酯交换技术进行了讨论。分析和阐述了未来生物柴油的发展和需解决的问题。     

小桐子bZIP转录因子的全基因组鉴定及表达分析

为明确小桐子bZIP转录因子家族的结构特征以及其在植物响应生物与非生物胁迫中的作用,利用生物信息学方法,从全基因组水平鉴定小桐子bZIP转录因子家族,并对其基因结构、进化关系、染色体定位、共线性关系及组织与低温表达特性进行分析。结果表明,共鉴定到51个小桐子bZIP基因,系统进化树分析将其分为10个亚族(A-I及S)。基因定位显示,51个小桐子bZIP基因不均匀地分布于11条染色体,其中2号与4号染色体鉴定到基因的串联复制。基因结构分析表明,小桐子bZIP基因包含1～13个外显子,其中,S亚族基因包含1～2个外显子,而G亚族基因包含12～13个外显子。bZIP转录因子主要定位在细胞核,氨基酸数目为113～768个,等电点4.70～10.30。启动子顺式作用元件鉴定发现3～27个响应激素如赤霉素、脱落酸、乙烯及生长素与非生物胁迫如低温、高温及创伤等调控元件。转录组表达分析显示,小桐子bZIP基因具有器官表达特异性,26个bZIP基因在叶片、根及种子中均有表达,其他基因仅在特定器官中表达。同时,鉴定到14个小桐子bZIP基因在低温条件下上调表达。在叶片中,qRT-PCR试验显示JcbZIP3与JcbZIP14表达量在低温处理24 h时上调达到显著水平,与小桐子抗冷性的形成及低温信号转导过程直接相关。研究结果为小桐子bZIP基因的克隆与调控机制研究奠定了基础。     

外源甜菜碱对渗透胁迫下小桐子幼苗生物膜伤害的缓解效应

由于小桐子种子具有较高的含油量,因此被认为是最重要的能源植物之一。利用外源甜菜碱对小桐子种子和幼苗进行浸种或灌根处理,结果发现,外源甜菜碱浸种或灌根处理都可提高幼苗茎和叶中内源的甜菜碱含量,缓解PEG胁迫下小桐子幼苗根、茎和叶中的丙二醛积累以及电解质渗漏率的增加,暗示外源甜菜碱处理对生物膜伤害的缓解效应可能与内源甜菜碱含量的提高有关。     

云南年内将“种”出首批柴油

一种叫膏桐的树上结出的果实——小桐子可以提炼柴油。云南有着丰富的膏桐资源,目前全省已种植膏桐200万亩。据介绍,除神宇公司外,云南省还与中石油合作开展了林油一体化生物柴油原料林膏桐示范基地建设,英国阳光科技集团也计划5年内投资近3亿元在红河流域种植30万亩膏桐,     

小桐子油料能源林造林苗木分级研究

采用逐步聚类分析方法和平均值±标准差法,探讨了苗龄6个月的小桐子苗苗木分级标准.提出以苗高和地径作为小桐子苗木分级的质量标准,得出贵州省小桐子油料能源林造林苗木分级标准,即Ⅰ级苗:苗高≥35 cm、地径≥1.8cm;Ⅱ级苗:35 cm＞苗高≥25 cm、1.8＞地径≥1.4 cm;Ⅲ级苗:苗高＜25 cm、地径＜1.4 cm.     

能源植物的开发利用与展望

随着矿石能源储量的减少,应大力开发和应用以能源植物为主的生物质能。生物质能具有资源容量大、清洁可再生特性。发展植物能源是解决矿石能源危机的可行措施,生物乙醇和生物柴油产业已在全球得到较快的发展,并受到我国政府的高度重视。本文综述了生物质能的利用方式和高产生物质植物、能源作物、类石油植物三类能源植物资源的发展情况,并对我国能源植物的研究展望。     

生物质能源快速发展下的中国大豆产业

生物质能源是以植物、动物及其下脚料为原料制造出的燃料乙醇、生物柴油、沼气等生物燃料的统称.燃料乙醇常用甘蔗和玉米生产,生物柴油常用大豆和油菜籽等生产.……     

小桐子WOX基因家族全基因组鉴定与表达分析

WOX转录因子在植物的生长发育和非生物胁迫响应中起重要的调控作用。基于全基因组和转录组测序数据,本研究首次对小桐子WOX转录因子保守域、保守基序,染色体定位和不同条件下的表达模式进行了全面的分析。总共12个WOX蛋白在小桐子基因组中被鉴定。保守域分析表明,12个小桐子WOX蛋白的结构域均含有螺旋-环-螺旋-拐角-螺旋基序。染色体定位分析表明,小桐子12个WOX蛋白不均匀地分布在7个连锁群(LGs)上,然而,没有WOX蛋白定位于LG1、LG5、LG7和LG8。系统发育树的结果表明,12个小桐子WOX蛋白被分成3个组即Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ。在这12个WOX基因中,部分基因在被检测的组织中(根,茎皮层,叶和种子)显示出差异表达模式,如1个WOX基因(JcWOX1)在根中表达最高,3个WOX基因(JcWOX3, JcWOX7, JcWOX12)在种子中表达最高。此外,表达模式和qRT-PCR分析显示,3个小桐子WOX基因的表达在至少一个胁迫(干旱或者盐)条件下显示出至少2倍的增加或者降低。在这3个差异表达小桐子WOX基因中,2个WOX基因(JcWOX1, JcWOX6)在至少一个处理时间点表现出对干旱和盐胁迫响应,1个基因(JcWOX5)仅仅对干旱胁迫响应。该结果将为进一步研究WOX基因在调控小桐子生长发育和非生物胁迫响应中的作用提供一些有价值的信息,为小桐子WOX基因的功能研究与利用提供科学依据。     

生物柴油制备技术及应用前景

生物柴油是以植物油和动物脂肪等可再生资源为原料,通过化学、物理、生物等技术手段而制成的。它具有资源可再生,对环境友好,可部分或全部替代石化柴油等特点。在介绍生产生物柴油的几种主要制备技术和方法的基础上,从生物柴油的环保效益、经济效益和社会效益3个方面论述了生物柴油的应用前景及我国发展生物柴油的必要性。     

大豆油制备生物柴油的研究

大豆生物柴油是一种对环境友好的、可再生的生物质燃料。大豆生物柴油的应用可以减少人类对矿物燃料的依赖,而且可以大大减少对环境的污染。研究了大豆油和煎炸废油在碱催化剂(KOH)的作用下,与甲醇发生转酯化反应而制备生物柴油的工艺条件,并采用气相色谱法,测定了生物柴油中脂肪酸甲酯的成分及含量。试验利用精制大豆油和煎炸废油,成功制得符合国内外现有质量标准的大豆生物柴油。     

木薯基因组SSR和EST-SSR在麻疯树和橡胶树中的通用性分析

利用木薯的419对EST-SSR引物和182对基因组SSR引物在5个麻疯树品系和2个橡胶树品系中进行通用性分析。结果显示,木薯EST-SSR在麻疯树和橡胶树中的通用性比例分别为55.85%和38.90%,而木薯基因组SSR在麻疯树和橡胶树中的通用性比例分别为37.36%和26.37%。由此推测,EST-SSR的通用性高于基因组SSR。此外,木薯EST-SSR和基因组SSR的通用性在麻疯树中高于在橡胶树中。本研究发掘的通用性SSR引物可以用于木薯、麻疯树和橡胶树间的比较作图、基因发掘和QTL定位研究。     

生物柴油副产物甘油与综合利用前景

介绍了生物柴油副产物甘油的精制,以及甘油化学化工产品。高纯度的甘油及其化合物的研究与开发不仅可以提高生物柴油的附加值,还可以促进我国化学化工产业的发展,有着广阔的发展前景。     

Genetic diversity of Indian Jatropha species as revealed by morphological and ISSR markers

The selection of Jatropha based on morphological information and molecular markers is essential as it is more reliable and consistent. Hence, twelve Jatropha accessions from different geographical areas of India were screened for genetic diversity using 19 morphological traits and 21 ISSR primers. The analysis of morphological traits grouped the accessions into five clusters. The cluster I consisted of J. curcas (CJC 18), J. curcas (CJC 20), J. curcas (CJC 22), J. curcas (CJC21), and J. curcas (CJC 25), and contained the maximum number of accessions; clusters II and IV contained the minimum number of accessions. Among all the characters, the highest range was exhibited by plant height and the least value by the number of branches. The twenty-one ISSR primers generated 156 polymorphic alleles. The average number of ISSR alleles generated was 7.47 per primer. The ISSR primer UBC 884 was highly informative with the maximum of 12 alleles. The 12 genotypes were grouped into eight clusters. The cluster I contained the maximum number of accessions, namely J. curcas (CJC 18), J. curcas (CJC 20), J. curcas (CJC 22), J. curcas (CJC21), and J. curcas (CJC 25). The clusters II, III, IV, V, VI, VII, and VIII (J. tanjorensis, J. gossypiifolia, J. glandulifera, J. podagrica, J. ramanadensis J. villosa, and J. integerrima) contained the minimum number of accessions. Maximum diversity between J. villosa and J. integerrima was noticed and the least diversity between J. curcas (CJC21) and J. curcas (CJC 25) seen because the ISSR markers differentiated the Jatropha accession into a wide genetic diversity as compared to the morphological data. The species-specific diagnostic markers identified in the study such as 1000 bp alleles for J. glandulifera by the primer UBC 826 is suitable for discriminating species of Jatropha, and thus can be used for identifying a Jatropha species from any mixed population comprising other members of the Jatropha complex.     

采用超临界甲醇法制备大豆生物柴油

分析了超临界技术制备生物柴油的反应机理,重点阐述了温度、醇油比、压力、水和游离酸对超临界法制备生物柴油的影响。与其他化学法相比,超临界甲醇法的反应时间从1￣8h降低到4min,对原料油的要求也低,可使水含量及酸值较高的废油,未经处理即可制得转化率为98%以上的生物柴油。论述了反应机理,展望了超临界技术制备生物柴油的工业应用前景,并对超临界技术制备生物柴油的研究提出了建议。研究表明,采用超临界技术制备生物柴油,在反应时间、对原料要求和产物回收等方面均具有传统碱催化法无法比拟的优势。     

麻疯树花粉管荧光染色及生长过程的研究

花粉管的生长是完成植物受精的重要生理过程,观察花粉管生长首先需要对雌蕊组织进行软化透明。本研究探索适合麻疯树雌蕊结构的透明方法,并利用苯胺蓝染色技术,在荧光显微镜下观察授粉后麻疯树花粉管的萌发和生长过程。结果表明:麻疯树雌蕊组织可采用NaOH溶液软化透明,较优的条件是2 mol·L-1的NaOH,50℃恒温箱内软化3~4 h;麻疯树授粉2 h后花粉管开始萌发,10 h后花粉管穿过花柱基部,11 h后在子房中观察到花粉管。麻疯树授粉后,花粉管进入子房至少需要11 h,完成受精则需要更长的时间。     

小桐子25个无性系遗传多样性的SRAP分析

为评价25个小桐子无性系的遗传多样性和亲缘关系,采用SRAP标记技术从41对SRAP引物中筛选出31对多态性高、稳定性好的引物,对上述材料的基因组DNA进行研究。结果表明：每对引物组合产生10~28条谱带,其中多态性条带142条,占总带数的25.4%。25个无性系间的相似系数为0.409~ 0.951之间,平均相似系数为0.714。其中,3号与7号的相似系数最大,亲缘关系最近;6号与11号的相似系数最小,亲缘关系最远。UPGMA聚类分析结果显示,供试材料在相似系数为0.72处被划分为5个类群。25个无性系中有7个无性系扩增出了各自的特征谱带,而仅凭各自的这1条特征谱带即可将7个无性系与其他材料区分开,这说明SRAP标记可用于小桐子种质的分子鉴定与群体遗传结构的研究。通过上述研究得出结论：虽然25个无性系的遗传多样性不丰富,但是在分子水平上各有差异。     

不同混交方式营造膏桐林对林内病虫害结构及稳定性研究

为了探讨不同的膏桐混交模式对病虫害的防控效果,通过对云南临沧地区膏桐林纯林及4种不同混交方式营造的混交林（膏桐-虾子花-坡柳-澳洲坚果-咖啡-牛肋巴-芒果-羊蹄夹星状混交;膏桐-澳洲坚果带状混交;膏桐-盾叶黄檀带状混交;膏桐-玉米带状混交）的比较研究,对病虫害的组成和结构进行野外系统调查。采用群落特征指数和主成分分析法对不同种混交方式对膏桐林病虫特征及其稳定性进行研究,比较了不同混交方式膏桐林有害生物的发生格局和生物群落的稳定性。结果表明：研究区膏桐混交林共发现47种昆虫,病原种类33种,与单一种植膏桐林相比,混交种植膏桐林昆虫群落和病害病原菌的丰富度指数、多样性指数和均匀度指数均较高,而优势度指数较低。不同混交方式膏桐林中昆虫群落和病害病原菌多样性指数值大小依次为：Ⅰ膏桐-虾子花-坡柳-澳洲坚果-咖啡-牛肋巴-芒果-羊蹄夹星状混交>Ⅱ膏桐-澳洲坚果带状混交>Ⅲ膏桐-盾叶黄檀带状混交>Ⅳ膏桐-玉米带状混交>Ⅴ纯林。Ⅰ系统中昆虫群落和病害病原菌的稳定性较好,为寻求建立持久有效的混交膏桐林有害生物综合防治方法奠定理论基础。     

中国棉花副产品作为生物质能源利用的潜力评估

中国每年产生丰富的棉花副产品资源,包括棉秆和棉籽。棉秆和棉籽壳纤维素和木质素含量高,棉籽仁含油量高,是适宜的生物质能源原料。从1980年到2014年,棉花主产区向西北内陆的新疆扩展,而在黄河流域和长江流域的种植面积缩小,主要原因是植棉比较效益大幅下降。利用棉花副产品生产生物质能源,是既缓解中国能源压力又提高植棉效益的1个新途径。利用1980―2014年中国各省棉花种植数据,分析30多年来棉花种植的区域变化,估算棉花副产品的产量和作为生物质能源的发展潜力。2014年棉花副产品的理论产量为3244万t,其中棉秆2236万t,棉籽1008万t。利用棉秆和棉籽壳可以生产1084万t生物炭或1355万t生物油,棉籽仁经生物质能源转化后可生产152万t生物柴油。利用棉花副产品生产生物质能源产品(生物油和生物柴油),其能源潜力可达1000万t标准煤。在利用30%和50%的情况下,能源潜力分别达到300万t和500万t标准煤。棉花副产品的能源化利用及其产业化发展不仅能够一定程度上缓解中国能源供应压力,还能促进棉花产业的可持续发展和棉民增收。