6种植物中木质纤维素含量的比较研究

以香根草、香茅、巨菌草、象草、串叶草、拟南芥为材料,测定了它们在不同生长时期的纤维素、半纤维素和木质素的含量.结果表明,在不同的生长时期,6种植物的木质纤维素含量随着时间的增加都有不同程度的升高;无论在生长的哪个时期,香茅的木质纤维素含量都是最高的.在第1.5个月时,其木质纤维素含量为香茅>香根草>巨菌草>象草>串叶草>拟南芥;在第6个月时,其木质纤维素含量为香茅>巨菌草>象草>香根草>串叶草;在第9和第10个月时,其木质纤维素含量为香茅>巨菌草>象草>香根草.     

5种高大禾草的纤维素和木质素含量的测定

[目的]筛选纤维素含量高且木质素含量低的物种,为纤维质能源植物的开发利用积累资料。[方法]采用酸碱洗涤法、硝酸乙醇法和比色法对同一样品棉花的纤维素含量进行测定,从中筛选最佳测定方法,然后采用最佳方法对河八王、斑茅、五节芒、芒和拟高粱进行茎、叶及茎叶混合物的纤维素含量的测定,采用Klason法对它们的木质素含量进行测定。[结果]酸碱洗涤法测定纤维素含量最佳。5种高大禾草中,同一种类的纤维素和木质素含量均为茎〉茎叶混合物〉叶;纤维素含量由高到低依次为河八王（52.1%）、五节芒（47.9%）、斑茅（44.3%）、芒（44.1%）和拟高粱（40.2%）;木质素含量由高到低依次为五节芒（32.4%）、芒（29.8%）、斑茅（29.5%）、拟高粱（27.5%）和河八王（26.2%）。[结论]5个样品中,河八王是纤维素含量最高且木质素含量最低的种类,适合作为纤维质能源植物开发利用。     

直接降解稻草秸秆的菌株筛选及其发酵过程研究

研究了降解稻草秸秆的菌株的分离筛选方法,提出了一种全新的筛选方案,即筛选能直接降解稻草秸秆的菌株。以稻草粉琼脂平板进行初筛,以NaOH处理过的稻草粉为发酵培养基进行复筛,得到对稻草降解较为完全的一株菌株。研究表明,该菌株对纤维素、半纤维素及稻草的降解率分别达72%,93%及84%。     

姬松茸碳源利用规律的研究

试验采用麦秸培养基,系统研究了姬松茸在生长期间对碳源的利用规律。结果表明,姬松茸降解的有机物质绝大部分被菌体的呼吸过程消耗掉,绝对生物学效率较低;在菌丝生长阶段,木质素的降解速率大于纤维素和半纤维素,这对纤维素和半纤维素的降解十分有利;非木质纤维素组分在菌丝生长阶段被主要利用,而木质纤维素则是子实体生长阶段的主要碳源。且就整个栽培过程而言,姬松茸生长发育所需要的79.86%的碳源来自木质纤维素。     

木质素与生物燃料生产:降低含量或解除束缚?

生物质能源作为可再生性替代能源之一,其开发利用可为解决当前全球变暖、化石能源成本飞涨和环境污染等重大问题提供新的途径。木质纤维素是植物细胞壁的主要组成成分,也是地球上最丰富的可再生资源之一,可转化为生物酒精等液体生物燃料。木质纤维素主要包括纤维素、半纤维素和木质素,三者之间由酯键、醚键和糖苷键等化学键连接,形成的木质素-糖类复合体是一种共价键聚合物,这些细胞壁成分的组成及其互作会影响多糖的水解作用,进而影响木质纤维素的转化利用效率,其中,木质素被认为是阻碍纤维素酶分解的主要物理障碍。当前,提高能源作物生物质的田间种植、生产效率及其工厂化降解、转化效率是生物质能源发展的热点和难点问题。由于木质素是木质纤维素生物量中除多糖之外含量最高的成分之一,提高木质素利用效率成为影响整个木质纤维素生物冶炼产能的关键。为此,文中从降低木质素含量和解除木质素束缚的角度出发,系统回顾了木质素在植物细胞壁中的发育沉积特征及其遗传改造研究进展,探究从植物细胞壁结构组成角度优化木质纤维素性状提高生物燃料产率的可能性,重点论述了降低能源植物木质素含量的遗传选育和基因改良策略,以及木质纤维素生物冶炼的预处理和分离技术。一方面,通过常规育种程序培育低木质素含量的生物能源作物品种,或是通过基因工程技术下调木质素的生物合成,对于提高木质纤维素利用效率和降低生物燃料生产成本均具有积极的作用。另一方面,以解除木质素束缚为目的的生物冶炼预处理技术是提高木质纤维素生物燃料工厂化生产效率的重要环节,主要包括酸预处理法、碱预处理法和有机溶剂预处理法,高效的预处理技术能够显著提高纤维素酶水解效率,增加生物酒精产量。文中最后对木质素与生物燃料生产的研究与应用前景进行了展望。     

烟曲霉XC6菌株的发酵条件优化研究

研究了氮源、培养温度、接种量、种龄等对烟曲霉XC6菌株降解稻草能力的影响,结果表明:当氮源为(NH4)2SO45g/L,培养温度为30℃,最适种龄为36h,接种量为10%,培养时间为2～3d时,该菌株对稻草的降解率高达(91.31±5.34)%。     

秸秆饲料中纤维素、半纤维素和木质素的定量分析研究

拟定了秸秆饲料中纤维素、半纤维素和木质素的定量分析方法。结果表明:将中性洗涤剂法改为pH2洗涤剂法,更便于过滤;将酸性洗涤剂法改为2 mol/L盐酸洗涤剂法,使ADF中半纤维素含量显著降低,提高了纤维素和半纤维素的测定准确度。与Van Soest方法相比有操作简便、快速,定量准确性高的特点。     

玉米秸秆中木质素、半纤维素和纤维素的组分分离研究

针对分离植物茎秆中的木质素、半纤维素和纤维素需高温和高压处理的苛刻条件以及所得组分纯度和回收率均较低的缺陷,采用乙醇和硝酸相结合的方法对玉米秸秆在常压下进行预处理,经稀碱溶液蒸煮及过氧化氢处理,实现高效分离和回收木质素、半纤维素和纤维素组分的目的。正交试验确定的最佳条件为：固液比1∶14、硝酸与乙醇体积比1∶2、76℃下反应3 h,原料的木质素脱除率达76.3%,木质素回收率为44.5%;预处理后的原料以4% NaOH为溶剂、固液比1∶40、95℃下蒸煮2.5 h,其半纤维素脱除率98.8%,半纤维素回收率达66.0%（滤液∶乙醇1∶0.8、pH 7、沉淀2 h）;粗纤维素以2.5%H2O2为溶剂、固液比1∶30、pH 11.5、（46±1）℃下处理6 h,其纤维素纯度99.28%,回收率59.7%。该方法具有工艺条件温和及绿色环保等优势,为玉米秸秆的分级利用提供了一条新的途径。     

FIBERTEC 2010半自动纤维分析仪测定饲料中纤维素、半纤维素、木质素的方法研究

范氏洗涤纤维分析法(Van Soest法)在国际上已广泛使用,但采用传统的操作方法测定结果的精密度不理想。采用传统操作方法和FIBERTEC2010半自动纤维分析仪分别测定饲料中纤维素、半纤维素、木质素的含量。结果表明采用Fibertec 2010半自动纤维分析仪法测定精密度高,RSD<4%,平行样的重现性优于传统操作法,并发现添加硅藻土有助于提高试验结果的重现性。同时,对传统操作法所参考文献中的计算公式进行探讨,并提出修改和补充意见。     

割手密种质资源的产能潜力评价

为探讨割手密作为能源植物的产能潜力,从纤维素、半纤维素、木质素、粗灰分和热值等方面对野外收集的割手密资源进行产能潜力评价.结果表明:30份割手密的纤维素和半纤维素总含量为41.75％～69.13％,木质素含量为2.16％～ 11.75％,粗灰分含量为4.79％～9.34％,热值为16.00～17.69 MJ/kg;与其他植物相比,割手密的纤维素和半纤维素含量较高,热值较大,木质素和粗灰分含量较低;从木质纤维素制燃料乙醇的角度出发,割手密作为能源植物进行开发具有很大的潜力;通过聚类将30份割手密种质分为高产能型、中等产能型、低产能型等3种类型.     

Nutritional Value Evaluation of Saccharum spontaneum L. Germplasm Resources

The contents of dry matter, crude fat, crude protein, neutral detergent fiber, acid detergent fiber, crude ash, Ca and P in 43 Saccharum spontaneum L. germplasms during the vegetative period were determined. Among them, the crude protein, crude fat, neutral detergent fiber, acid detergent fiber, P and Ca contents were treated as the judging indicators. The nutritional value evaluation was carried out with the analytic hierarchy process （AHP）. The results showed A49 （Guangxi） had the highest nutritional value. Its dry matter, crude protein, crude fat, crude ash, neutral detergent fiber, acid detergent fiber, Ca and P contents were 32.35%, 7.20%, 4.06%, 8.07%, 75.81%, 50.72%, 0.23% and 0.16% respectively. While A3 （Guangdong） had the lowest nutritional value. Its dry matter, crude protein, crude fat, crude ash, neutral detergent fiber, acid detergent fiber, Ca and P contents were 32.24%, 4.62%, 0.51%, 6.38%, 46.40%, 40.02%, 0.15% and 0.09% respectively. The crude protein content differed significantly among different germplasms. A48 had the highest crude protein content （9.11%）, and A14 had the lowest crude protein content （3.72%）. Based on the evaluation results, the 43 Saccharum spontaneum L. germplasms were divided into 3 groups： high-nutritional value type, moderate-nutri-tional value type and low-nutritional value type. We hoped to provide a theoretical reference for the application of Saccharum spontaneum L. as a forage grass.     

Energy Productivity Potential Assessment of Saccharum spontaneum L. Germplasm Resources

[Objective]The energy productivity potential of Saccharum spontaneum L.germplasm resources as energy plants was discussed in this paper.[Method]The energy productivity potential of Saccharum spontaneum L.germplasm resources collected from the wild was assessed from the aspects of cellulose,semicellulose,lignin and crude ash contents and caloric value.[Result]The total content of cellulose and semicellulose ranged from 41.75%to 69.13%,the lignin content ranged from 2.16%to 11.75%,the crude ash content ranged from 4.79%to 9.34%and the caloric value ranged from 16.00 to 17.69 MJ/kg among the 30 Saccharum spontaneum L.germplasms.Compared to other plants,Saccharum spontaneum L.had higher contents of cellulose and semicellulose,a higher caloric value but lower contents of lignin and crude ash.[Conclusion]From the perspective of producing fuel ethanol with lignocellulose,Saccharum spontaneum L.has a great potential for development as an energy plant.     

割手密耐铝毒基因型筛选及其筛选指标的研究

[目的]通过水培试验,研究了采自华南地区20份割手密种质对铝胁迫的响应。[方法]比较各材料的相对耐铝值及其和综合耐铝系数的相关性分析。[结果]确定了相对根长、相对地上干物质和相对地下干物质,可作为割手密耐酸铝的的重要筛选指标。[结论]根据筛选体系,计算各材料的综合耐铝系数,筛选出A13、A20、A23等耐铝毒的割手密基因型和A31、A24、A50等对铝胁迫敏感的割手密基因型。     

野生割手密种质资源的考察与收集

为丰富我国甘蔗(Saccharum L.)育种基因资源库和发掘新型能源植物,对我国野生割手密(Saccharum spontaneum L.)种质资源进行系统的考察与收集具有重大意义。本次考察采用居群采集法,涉及我国7省71县,涵盖了我国野生割手密分布的大部分区域,共收集到33个居群、304份野生割手密材料,并对割手密野生状态下的形态特征、地理分布特点进行了初步调查。结果表明,野生割手密在我国东经101°11′02″~111°02′29″、北纬18°33′47″~34°09′32″、海拔-11~2 155 m范围内都有分布;与其近缘种相比较,割手密生境丰富,野生状态下的形态特征差异明显,具有干旱、湿生环境的良好适应性,株高出现了1~4 m不等的变异,具有丰富的遗传多样性,其研究与利用将有广泛的前景。     

国内外割手密种质资源的研究进展

割手密是甘蔗栽培品种的重要原始亲本之一,在甘蔗杂交育种方面具有重要的利用价值,近年来也作为潜力能源植物进行研究。该研究综述了割手密在形态学、解剖学、细胞学、蛋白质和分子等方面的最新研究进展,并且分析了目前研究中存在的突出问题,展望了今后割手密资源的研究方向。     

割手密RAPD指纹图谱分析

 选用6个随机引物,对采自我国不同纬度、不同海拔高度、具有不同染色体数目和形态特征的32份割手密无性系作了多态性分析.并对各无性系的指纹图谱进行了聚类和相似性分析.结果表明,割手密野生种具有丰富的RAPD多态性,供试的32份割手密无性系可划分为9个类群.     

割手密种质资源的营养价值评价

测定43 份割手密种质营养期干物质粗脂肪粗蛋白中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、粗灰分钙和磷等8 个营养指标,以粗蛋白,粗脂肪中性洗涤纤维,酸性洗涤纤维和磷钙作为判断指标,用层次分析法对其营养价值进 行评价,结果表明,营养价值最高的为A49广西,其干物质粗蛋白粗脂肪粗灰分中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维 钙和磷的含量分别为32.35%,7.20%,4.06%,8.07%,75.81%,50.72%,0.23%和0.16%;营养价值最低的为A3(广东)其 干物质粗蛋白粗脂肪粗灰分中性洗涤纤维酸性洗涤纤维钙和磷的含量分别为32.24%,4.62%,0.51%,6.38%, 46.40%,40.02%,0.15%和0.09%,各种质材料间的粗蛋白含量差异显著,最高的A48(9.11%)是最低的A14(3.72%)的 2.4 倍并将43 份种质分为高营养型中等营养型和低营养型3 类旨在为割手密作为饲草应用提供理论依据。     

四川割手密（Saccharum spontancum L.）同工酶研究

以四川省的48个割手密为材料,采用垂直板状聚丙烯酰胺凝胶电泳进行3种同工酶分析。结果表明,在酯酶、过氧化物酶、谷氨酸草酰乙酸转氨酶中,以过氧化物酶分析效果最佳,可作为甘蔗野生资源种群划分的生化指标。根据过氧化物酶谱特征,供试样本出现19个类群,反映了四川割手密的多态性、遗传差异和地理分布的特点。     

割手密初级核心种质取样策略研究

以国家甘蔗种质资源圃中596份割手密为研究对象,根据21个质量性状和6个数量性状,从分组原则、组内取样比例、组内取样方法3个层次探讨构建割手密初级核心种质的最佳取样策略,共形成50种取样策略;同时设10个总体取样量梯度,确定最佳的总体取样量.分组原则以采集地、海拔、茎径、纬度、生态区域、总体聚类进行分组及不分组的大随机...     

割手密硫酸 解糖化的研究

割手密是生物质产量较高的纤维素类植物,作为能源植物受到国内外的普遍关注。利用纤维素类材料生产燃料乙醇的过程中,秸秆的水解糖化是关键步骤。以割手密为试验材料进行单因素和正交试验研究浓硫酸和稀硫酸的浓度、试验时间、试验温度、液固比对割手密糖化处理的影响,筛选出浓硫酸和稀硫酸处理的最佳条件,将两段硫酸处理的最佳反应条件结合,即浓硫酸水解,液固比42∶1、浓硫酸浓度70%、水浴时间20min、水浴温度55℃;稀硫酸水解,液固比115∶1、浓硫酸浓度5.5%、水解时间155min、水解温度100℃。在此工艺中,还原糖得率为48.78%。该两段水解糖化法条件温和、操作简单,不需要高压,成本低廉,还原糖得率高,为割手密的进一步有效利用奠定了基础。