木质纤维素类原料预处理工艺的研究

木质纤维素的结构特点是不易降解。通过预处理手段(酸处理、碱处理、爆破处理、湿式氧化、超临界CO2处理等),可使纤维素转化为乙醇的效率大大提高。综述了国内外对木质纤维素可再生生物质资源预处理的研究进展,并对木质纤维素可再生生物质的预处理技术和应用前景进行了展望。     

利用木质纤维素生产L-乳酸的研究

综述了L-乳酸的应用和利用木质纤维素生产L-乳酸的优点、方法与技术要点,简要介绍了利用木质纤维素生产L-乳酸的研究现状以及对其前景进行展望,以期为L-乳酸的工业化生产提供参考。     

木质纤维素的催化热化学液化

木质纤维素的催化热化学液化是制备液体燃料的重要途径之一,其中液化溶剂和催化剂的选择很重要。总结了催化热化学液化中所用到的溶剂和催化剂及它们的液化效果,初步探索了木质纤维素在溶剂中的催化热化学液化机理。     

木质纤维素生物降解机理及其降解菌筛选方法研究进展

生物降解木质纤维素机理的研究日益受到关注,并且降解酶机制进行作用的报道很多,然而,木质纤维素天然结构复杂,其生物降解过程则是一个复杂的酶学过程,需要多种酶的协同作用来完成。经过多年的研究,各国研究工作者提出木质纤维素降解菌的筛选方法,国内外的科研工作者们探索出了多种木质纤维素降解菌的筛选方法和筛选培养基,为木质纤维素降解菌的筛选提供了捷径,加快了木质纤维素降解菌筛选工作的步伐。从生物降解机理和降解菌筛选方法等方面,综述了木质纤维素生物降解研究进展,提出了有待拓宽和深化研究的内容。     

木质纤维素类生物质的应用和预处理研究进展

本文总结分析了我国木质纤维素类生物质的利用方式、预处理方式和水解动力学,并详细介绍了几种现在比较热门的处理方法,包括稀酸处理法、高温液态水法和固体酸催化法。稀酸在酶水解预处理中得到了广泛的应用,稀酸的脱木质素作用较弱,但是半纤维素的溶出率高;高温液态水预处理技术具有无需添加化学试剂、降解产物少等优势;固体酸催化法可以在较低的反应温度下实现纤维素的水解,并且催化剂可以回收利用。最后对各种预处理技术在木质纤维素糖化领域中的研究和应用前景进行了展望。     

氯化胆碱类低共熔溶剂对木质纤维素分离及其利用的研究进展

为了去除木质纤维素固有复杂抗性结构,实现木质纤维素原料的高效利用,研究人员不断开发新的木质纤维素预处理技术。低共熔溶剂(Deep Eutectic Solvents, DESs)作为一种绿色溶剂,具有成本低、制备简单、热稳定性好、可设计性等优势,在促进木质纤维素原料预处理、原料酶解转化方面有着较好的应用潜力,得到了研究者们的广泛关注和认可。本研究在查阅国内外研究现状和研究成果的相关报道基础上,综述了氯化胆碱DESs的合成及性质,预处理木质纤维素的作用机理,对木质纤维素酶解效果及转化为生物乙醇的相关研究,指出不同氢键供体、不同的预处理条件对原料的木质素去除率及葡萄糖产量有很大影响,认为DESs预处理木质纤维素极大提高了后续纤维素酶解过程的糖化率,并对DESs预处理机理、循环使用、工艺参数优化方面提出了展望。     

耐高温木质纤维素降解菌株的分离筛选、鉴定及降解工艺的研究

本研究旨在筛选出在高温条件下具有较强木质纤维素降解酶活性的细菌菌株,探究其降解秸秆木质纤维素的特性。从太白山林区温泉采集土壤样品并在高温条件下进行富集培养,利用脱色圈试验和比色法筛选出目标菌株,通过形态观察和16S rDNA序列分析鉴定菌株种类。对高温富集初筛所得菌株的纤维素酶、漆酶、木质素过氧化物酶和锰过氧化物酶活性进行测定。菌株X-08的纤维素酶活为0.02872 U/mL,菌株M-17的MnP、LiP和Lac酶活分别为51 U/mL、672 U/mL和192 U/mL。鉴定出菌株X-08为Anoxybacillus rupiensis,M-17为Geobacillus thermocatenulatus。采用双菌降解玉米秸秆,20天后木质素和纤维素的降解率分别达到24.51%和20.47%。研究结果为农业废弃物生物降解提供了新的细菌菌种资源,并为秸秆中木质纤维素的降解处理方法提供了新的思路。     

番茄生长表型对棉秸秆复合育苗基质理化性质的响应

研究棉秸秆复合育苗基质的理化性质及其与番茄生长表型的关系,旨在为合理高效利用秸秆资源提供理论基础。以棉秸秆复合育苗基质理化性状为自变量,以番茄幼苗生长表型为因变量进行通径分析。腐熟后的棉秸杆在添加AM菌土、菇渣+烟渣混合物和蛭石等基料后可显著提高番茄种子的萌发率(P<0.05);T4（棉秸秆:AM菌土:珍珠岩=3:0.5:1）处理番茄幼苗质量最优且与CK (PINDSTRUP)无显著差异性(P>0.05),棉秸秆混配其他基料后可显著提高容重、降低EC值(P<0.05);通径分析表明,容重、总孔隙度、pH、EC值是影响番茄生长表型的主要因子,其中通气孔隙和持水空隙对其生长表型是协同、促进作用,而其他因素的作用是负向的。适量增加棉秸秆复合育苗基质的通气孔隙和持水空隙,降低容重、pH以及EC值有利于培育番茄壮苗。     

双孢蘑菇培养料发酵微生物变化对其理化性质的影响研究

为研究双孢蘑菇培养料一次发酵过程中的微生物变化对其理化性质的影响,以西北冷凉区大麦秸秆为主要原料,在双孢菇培养料发酵过程中,研究微生物数量、纯蛋白氮、总糖、木质素、纤维素、半纤维素、微量元素、温度、pH等指标的变化。研究发现随着培养料发酵的进行,细菌、放线菌和真菌3类微生物的数量均表现为先上升后下降的趋势;纯蛋白氮、木质素呈上升趋势;总糖、纤维素、半纤维素表现为逐渐下降的趋势;发酵期间培养料中的温度、pH呈周期性变化,分别随翻堆递增、递减;微量元素锌、铜、锰、铁的含量随着培养料的发酵而上升。本研究探明了双孢蘑菇培养料一次发酵过程中微生物和部分理化指标的变化规律,为双孢蘑菇培养料优化发酵提供理论依据。     

棉花感染枯萎病后棉酚及PAL的变化

本文采用组织化学和高效液相色谱等方法,对棉花感染枯萎病后体内棉酚及苯丙氨酸解氨酶(PA L.E.C.4.3.1.5)的变化进行了研究,试图探讨它们在棉花抗病生理中的作用。发现棉株感染枯萎病后,体内棉酚含量增加,PAL活性提高,并在品种间存在着显著差异,抗病品种比感病品种增加幅度较大。本文还通过棉酚对PAL粗提液的活性测定,发现棉酚浓度在2ppm～200ppm内.对PAL的活性具有显著的促进效应,提出棉酚在棉花体内不单是次生物质,它可能参与或影响着棉花的某些代谢过程,是值得进一步研究的领域。本文还提出了利用幼苗中棉酚和PAL活,胜的变化进行抗病性鉴定的可能性。     

光质对棕色棉棉铃发育及纤维品质形成的影响

 以棕色棉为材料,通过采用红、黄、蓝紫、白（对照）滤光膜对棕色棉棉铃套袋处理,研究光质对棕色棉纤维品质及纤维合成相关酶活性的影响。试验结果表明: 红光处理能增加棕色棉的单铃体积、铃重,蓝紫光处理可使纤维绒长缩短,而经黄光处理衣分明显降低。经红、黄、蓝紫光处理,棉纤维中蔗糖合成酶(Sucrose synthase, SS)活性均有所增加。处理7 d时,分别比对照增加了38.41%, 35.83%,19.36%;而21 d时,分别增加了63.32%,38.31%,15.11%。在β-1,3-葡聚糖酶与吲哚乙酸氧化酶（IAA oxidase, IAAO）活性的表现上,红光处理能增加β-1,3-葡聚糖酶活性,降低IAAO活性,蓝紫光处理能增加IAAO活性,降低β-1,3-葡聚糖酶活性;经黄光处理,两种酶活性均下降,这可能是三种光质对棕色棉纤维品质产生影响的原因之一。     

植物源药肥对马铃薯及土壤理化性质的影响

摘要：试验以池栽方式,利用植物源实物及提取物与有机无机营养成分合理组配研制成的植物源药肥,以相同投入成本的有机无机肥与化学农药组配使用为对比,研究比较了各处理对马铃薯叶片叶绿素、产质、防效和土壤理化性状的作用。结果表明,与常规施肥用药相比,施用植物源药肥能够维持马铃薯叶片叶绿素水平,改善薯块品质,增产9.1％～11.2％,产量差异达到0.01显著水平,害虫防治效果相当,不同程度的改善土壤理化性状。     

耕作模式对白花丹参连作土壤理化性质及酶活性的影响

借鉴农业中地膜垄式栽培模式,研究耕作模式变化对白花丹参适宜种植区连作土壤环境的影响。利用土壤多参数测定仪对土壤各理化性质进行测定。结果:地膜垄式栽培相对于传统栽培,更能保持土壤温度稳定,耕作模式改变后土壤p H值由6.85上升为6.95,但有机质含量由0.69%下降为0.63%;不同土层深度土壤中铵态氮、速效钾、速效磷的含量有明显差别,其中0~10cm土壤中的含量相对较高;新的栽培模式下土壤中的磷酸酶活性低于传统栽培,整个生育期的平均值降低3.8%,蔗糖酶变化不明显。地膜垄式栽培有利于保持土壤温度的稳定,提高土壤p H值、磷酸酶和蔗糖酶的活性,促进白花丹参生长,一定程度上削减了连作障碍的产生。     

稻田冬闲期土壤酶活性及理化性质对不同施肥的响应

土壤酶在维持土壤生态系统功能中具有重要作用,探究土壤酶活性与土壤理化性质的关系可以更清晰地了解施肥后土壤环境的变化,对指导稻田的合理施肥具有重要意义。通过田间试验,以常规施肥为对照,设置3个施肥处理:常规施肥、施用控释肥料、有机无机配施,研究了不同施肥处理下冬闲期稻田3种土壤酶(蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶)活性的变化,利用经典统计学分析和冗余分析探究施用不同类型肥料下土壤酶活性的差异,及其与土壤理化性质之间的关系。经典统计学分析表明不同试验地的不同施肥处理水稻产量、土壤理化性质和土壤酶活性均具有显著性差异。整体而言,ACRF(施用控释肥料)处理和NPKM(有机无机配施)处理水稻产量均高于CF(常规施肥)处理,增产效果在2.0%～7.3%之间;NPKM处理的耕层土壤理化性质得到较大程度改善;而3种酶活性表现为NPKM>CF、NPKM>ACRF。冗余分析表明7种理化性质在前两轴累计解释土壤酶活性的90.81%,即前两轴能够很好地反映土壤酶活性与土壤理化性质的关系。pH、SOC(土壤有机碳)与土壤酶活性呈极显著相关关系。土壤理化性质中SOC是土壤酶活性呈现差异性的关键因子,其次是p...     

耕作模式对白花丹参连作上壤理化性质及酶活性的影响

借鉴农业中地膜垄式栽培模式,研究耕作模式变化对白花丹参适宜种植区连作土壤环境的影响。利用土壤多参数则定仪对土壤各理化性质进行测定。结果:地膜垄式栽培相对于传统栽培,更能保持土壤温度稳定,耕作模式改变后土壤pH值由6.85上升为6.95,但有机质含量由0.69%下降为0.63%;不同土层深度土壤中按态氮、速效钾、速效磷的含量有明显差别,其中0~l0cm土壤中的含量相对较高;新的栽培模式下上壤中的磷酸酶活性低于传统栽培,整个生育期的平均值降低3.8%,蔗糖酶变化不明显。地膜垄式栽培有利于保持土壤温度的稳定,提高土壤pH值、磷酸酶和蔗糖酶的活性,促进白花丹参生长,一定程度上削减了连作障碍的产生。     

亚洲棉和雷蒙德氏棉PEBP家族基因的鉴定及该家族基因在陆地棉组织中表达分析

磷脂酰乙醇胺结合蛋白(phosphatidyl ethanolamine-binding proteins,PEBP)基因家族广泛存在于真核生物中,在被子植物中主要起着促进或抑制开花和控制株型的作用。利用亚洲棉(Gossypium arboreum,A2)和雷蒙德氏棉(Gossypium raimondii,D5)的基因组数据库,分别搜索到8个棉花PEBP同源基因,都包含4个外显子和3个内含子,编码的蛋白都存在PEBP家族的保守基序和关键氨基酸位点,表明二倍体棉花中至少存在8个PEBP家族基因。进化分析表明,8个PEBP基因分属于3个亚家族,含FLOWERING LOCUS T(FT)-like亚家族1个、TERMINAL FLOWER 1(TFL1)-like亚家族5个(包括3个TFL1和2个BFT)、MOTHER OF FT AND TFL1(MFT)-like亚家族2个。实时荧光定量PCR分析陆地棉(Gossypium hirsutum)8个PEBP基因在根、茎、叶、幼苗顶端分生组织、花、胚珠和25 d的纤维组织中的表达,表明FT1在叶片中表达量最高,其次在纤维、胚珠和花中;MFT1在各组织中均表达,但在纤维中表达量最高,其次是花和叶片中,而MFT2以在叶片中表达为主;TFL1a、TFL1b和TFL1c均在根中表达量最高,但TFL1c在叶片、花和胚珠中也有相对较高的表达;BFT1和BFT2在叶片中表达量最高,但除幼苗顶端分生组织外,BFT1在其他各组织中的表达明显高于BFT2。这些结果表明,PEBP家族基因在棉花的生长发育中可能具有不同的功能。     

西葫芦种皮纤维素合成酶基因CpCesA的克隆及表达分析

裸仁西葫芦因其种皮退化无需脱壳而备受关注,纤维素是植物细胞壁的主要组成成分,是影响西葫芦种皮形成的重要因素,而纤维素合成酶(CES)在植物纤维素合成过程中起关键作用。为深入探究西葫芦CpCesA基因对种皮形成的调控机制,本研究通过克隆获得CpCesA的基因序列,利用生物信息学方法分析其结构和编码蛋白的理化性质。利用实时荧光定量PCR检测种皮不同发育时期和西葫芦不同组织部位CpCesA的表达模式。通过克隆获得CpCesA开放阅读框序列全长2 952 bp,生物信息学分析表明,其编码的蛋白质在葫芦科作物中有很强的保守性,且具有纤维素合成酶家族蛋白的保守结构域,属于质膜蛋白。实时荧光定量PCR结果显示：在种子发育过程中,Cp Ces A在裸仁西葫芦种皮中的表达量比有壳西葫芦普遍显著偏低,有壳西葫芦在授粉后10 d CpCesA表达量达到最高,而裸仁西葫芦则在授粉后20 d达到最高后开始下降。不同品种种皮发育相同时期、同一品种不同发育时期Cp CesA表达量表现均不同,这表明CpCesA与西葫芦种皮的发育和形成有着密切关系。组织表达分析表明,Cp CesA在两种西葫芦叶片、茎、根、花瓣等不同组...     

苎麻纤维素合成酶基因cDNA的克隆及表达分析

以苎麻 [Boehmeria nivea (Linn.) Gaud.] 栽培种湘苎3号为材料, 通过简并引物RT-PCR结合RACE技术首次成功克隆苎麻纤维素合成酶基因BnCesA1 5′端450 bp序列以外的全部cDNA 序列, 序列长3 276 bp, 编码一段938个氨基酸的蛋白质。经基因比对及蛋白质结构分析确证是苎麻纤维素合成酶基因。半定量RT-PCR分析显示：BnCesA1在苎麻根、茎、叶和芽组织中均有表达, 其表达量为茎＞叶＞芽＞根, 相对表达量依次为 0.791、0.381、0.319和0.183。从其表达模式可以推测该基因同时参与了苎麻细胞初生和次生细胞壁纤维素的合成。     

秸秆降解菌对秸秆降解率、土壤理化性质及酶活性的影响

为了解决北方低温地区秸秆难以降解的问题,应用秸秆降解菌剂对秸秆进行快速分解,起到有效利用秸秆资源和提高土壤肥力的作用。通过模拟秸秆还田的培养试验和室内分析相结合的方法,研究对比了3种不同秸秆降解菌在不同培养阶段对玉米秸秆的降解效果以及对土壤理化性质和酶活性的影响。结果表明,添加降解菌能够加快秸秆降解,尤其是施加混合菌剂的处理,在培养100 d时降解率达到了86%,明显高于无菌处理;同时,施入秸秆降解菌显著提高了土壤酶活性,其中脲酶活性的提高最为明显,在培养末期,低温菌剂、常温菌剂和混合菌剂处理的土壤脲酶活性分别是培养初期的1. 2,1. 3,1. 7倍;随着培养时间的延长,过氧化氢酶、转化酶、酸性磷酸酶和纤维素酶的活性均有不同程度的提高,且各个处理的酶活性均显著高于空白对照CK和无菌对照S;各个处理中土壤碱解氮、速效磷、有机质、速效钾、硝态氮、铵态氮含量和pH值随着培养天数的增加均呈现出稳定上升趋势。因此,低温条件下秸秆还田配施降解菌可以明显提高玉米秸秆降解率、改善土壤理化性质和酶活性。     

轮作豆科植物对马铃薯连作田土壤速效养分及理化性质的影响

合理轮作天蓝苜蓿 (Medicago lupulina L.)、陇东苜蓿(Medicago sativa L.)和箭筈豌豆(Vicia sativa L.)3种豆科植物对马铃薯连作田土壤速效氮、速效磷及速效钾含量有不同程度的促进作用。对于马铃薯2年以上连作田,轮作3种豆科植物均能起到提高土壤氮素有效性的作用,速效氮含量最高提高476%,且可显著提高3年以上连作田速效磷含量,增幅最高可达207%。对于3~4年连作田,轮作天蓝苜蓿可提高土壤速效钾含量,其他连作年限及轮作箭筈豌豆和陇东苜蓿均没有提高土壤速效钾含量。轮作豆科植物后,不同连作年限马铃薯连作田土壤EC值均显著下降,与对照相比,土壤的EC值最大降低69.7%,说明实施马铃薯-豆科植物轮作对防止马铃薯连作田土壤盐渍化有显著效果。轮作豆科植物使连作田土壤脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性均显著提高。从第2年连作开始,轮作豆科植物对后茬马铃薯产量产生明显影响,第3~4年连作期间,轮作天蓝苜蓿和箭筈豌豆对后茬马铃薯增产效果较明显。