能源作物柳枝稷研究进展

目前,可再生能源特别是能源作物成了能源研究的新热点。柳枝稷适应性强,产量潜力大,且对环境友好,是理想的能源作物。本研究从生物学特性、生态适应性、柳枝稷能源生产管理措施等方面综述了能源作物柳枝稷的研究进展,讨论了柳枝稷能源生产利用方式与存在的问题,分析了柳枝稷在我国的发展潜力。认为现阶段我国柳枝稷能源利用应以固体成型燃料与小型生物质发电为主,将来最有发展潜力的利用方式之一为第二代燃料乙醇。     

能源植物柳枝稷基因工程研究进展

柳枝稷(Panicum virgatum)是C4暖季草本植物。具有许多优良的农艺性状,如广泛的地理适应性,耐贫瘠,生产成本低,水利用率高,生物质产量高,易于收获,因此被认为是重要的生物能源作物。通过生物技术对柳枝稷进行遗传改良,对于充分开发柳枝稷的生物质潜能,利用柳枝稷生产生物燃料具有重要意义。本文从柳枝稷遗传转化技术及改良性状的角度综述了柳枝稷的基因工程进展,为培育优良柳枝稷新品种提供参考。     

柳枝稷的研究现状及其在云南的研究前景分析

柳枝稷（Panicum virgatum L.）是一种热带草原高秆草,具有优良的草料特性和水土保持功能,并且具有很大的能源利用前景,面对目前全球能源紧缺的形势,全世界范围内已有许多国家着手柳枝稷的研究.本研究分析了我国柳枝稷的发展现状以及在云南的研究前景.     

生物能源植物柳枝稷简介

概述了柳枝稷Panicum virgatum作为生物能源的研究现状,柳枝稷是分布于中美洲和北美洲的一种多年生草本植物,20世纪90年代后国际上将其作为一种新型能源模式作物进行了深入研究,用于火力发电,或以木质纤维素生产乙醇.其种植成本低,生长迅速,植株可高达2m,最高产量可达74t/hm2,高产期可持续15年,对环境适应性强.柳枝稷木质纤维素含量极高,其乙醇转化率可达到57%.火力发电废气排放量少,燃烧充分.种植柳枝稷可给种植户带来巨大的经济效益.在我国推广柳枝稷,既可作为饲草,也可作为水土保持和风障植物,同时也是很好的生物燃料和生产替代能源的原材料.     

利用高产牧草柳枝稷生产清洁生物质能源的研究进展

介绍了柳枝稷Panicum virgatum生物学特性和近年来国内外利用其生产清洁生物质能源--燃料乙醇的研究现状,阐述了柳枝稷原料预处理和进行发酵生产燃料乙醇的工艺过程.研究表明,由于低地型柳枝稷生产力高,作为转化燃料乙醇的专门能源植物极有潜力;球磨预处理、酶解和稀酸结合预处理柳枝稷对于发酵转化燃料乙醇效果显著.转化柳枝稷木质纤维素效率高的工程菌主要有重组肠杆菌Escherichia coli、运动发酵单孢菌Zymomonas mobilis、酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae.重组肠杆菌的基因重组菌株KO11,能将葡萄糖和木糖发酵为乙醇,乙醇产率为理论值的103%～106%.酿酒酵母的重组工程菌种E2在木糖培养液中厌氧转化木糖效率达1.1 g/(g·h).对柳枝稷燃料乙醇生命周期分析发现,柳枝稷燃料乙醇短期内能够减少57%温室气体排放.在我国利用柳枝稷生产燃料乙醇是一种可行的清洁能源产业,能够同时起到改善生态环境,优化农业和草业产业结构的作用.     

栽培措施对柳枝稷产量与品质的影响研究进展

柳枝稷(Panicum virgatum L.)原产于北美地区,具有优良的草料特性和水土保持功能,柳枝稷也是一种重要的能源草,可以用来生产燃料乙醇。产量和品质是衡量柳枝稷经济效益的重要指标,栽培措施对其会产生直接或间接的影响,尤其是种植行距、施氮肥量、水分、盐胁迫等。本文简述了这些因子对柳枝稷产量与品质的影响,能为进一步研究提供参考。     

8份柳枝稷种质资源苗期抗旱性综合评价

柳枝稷(Panicum virgatum)是重要的能源草之一,其苗期的耐旱能力是其能否在干旱、半干旱地区良好生长的关键。因此,鉴定并筛选出苗期耐旱的柳枝稷品种具有重要意义。本研究通过温室盆栽试验,对超氧化物歧化酶、过氧化物酶、游离脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖、叶片含水量、相对电导率及丙二醛共8个耐旱相关的生理指标进行测定,并根据隶属函数法评价了选自美国基因库的8份柳枝稷材料的抗旱性。结果表明,8份柳枝稷材料在苗期的抗旱性各不相同,并且其抗旱性由大到小的排列顺序为ShawneeCave-in-RockBlackwellBN-309-69TrailblazerCarthageTEM-SLCGrenville。本研究结果可以为柳枝稷抗旱性育种提供理论依据,也可为其在边际土地上的推广应用提供科学的栽培管理依据。     

农杆菌介导的PSAG12-IPT基因转化柳枝稷研究

为延长生物能源作物柳枝稷(Panicum virgatum)的叶片功能期,以柳枝稷‘西稷1号’品系的成熟胚诱导的愈伤组织为受体,采用农杆菌介导法转化叶片衰老延缓基因P_SAG12-IPT.结果表明:经过农杆菌转化,共培养,抗性愈伤组织筛选、再生和生根培养,在农杆菌介导处理的8500块愈伤组织中共获得了320株转化植株;经PCR检测分析,转化植株中共有19株植株扩增出标记基因潮霉素B磷酸转移酶基因的目标片段,初步表明P_SAG12-IPT基因已整合到柳枝稷基因组中,转化率为0.223%.对柳枝稷转基因植株的叶片叶绿素含量、净光合速率、胞间CO₂浓度和气孔导度进行测定,表明P_SAG12-IPT基因在部分转基因植株中已经表达.     

纤维素类能源草在京郊地区的经济效益与生态价值评价

纤维素类能源草是一类重要的能源植物与良好的生物质资源。对柳枝稷、荻、芦竹3种纤维素类能源草从农业种植到纤维素乙醇制备的整个过程进行了经济效益与生态价值的初步评价,结果表明,以柳枝稷、荻、芦竹为原料,每制备1.00 t纤维素乙醇的经济效益分别为4 147.85,1 185.08,2 019.76元,柳枝稷最优,芦竹次之,荻再次之;每制备1.00 t纤维素乙醇所需种植的柳枝稷、荻、芦竹的大气净化生态价值分别为4 639.28,4 351.25,4 320.39元,柳枝稷最优,荻次之,芦竹再次之;3种纤维素类能源草均具有强大的固定大气CO₂的能力,对于降低温室气体CO₂浓度、促进土壤碳的积累具有积极作用。     

边际土地类型及移栽方式对柳枝稷苗期生长的影响

为评价能源型植物柳枝稷Panicum virgatum在贫瘠沙化的边际土地生境上的适应性,采用盆栽试验研究了壤土(对照)、3种边际土(面砂土、粗砂土、砾石土)和3种移栽方式(营养钵、裸苗、裸苗+营养土)对柳枝稷苗期生长的影响。结果表明:在3种沙化贫瘠的边际土壤中柳枝稷幼苗均能正常生长,随着土壤养分含量升高,柳枝稷的株高、分蘖数、主茎叶片数和干物质积累量均显著增加;裸苗移栽方式较营养钵移栽方式不利于柳枝稷苗期生长,其成活率、株高、分蘖数和干物质积累量均显著降低;裸苗+营养土移栽较裸苗移栽显著提高了柳枝稷裸苗的成活率,建议作为柳枝稷边际土地种植方式。     

副鸡禽杆菌发酵培养工艺研究

本试验从接种方式、培养时间、初始接种量等方面对副鸡禽杆菌C-Apg-8(A型)的发酵培养条件进行了工艺改进。结果显示,通过将现有副鸡禽杆菌生产的二步接种法(一级种子→二级种子(7500mL)→300L)改为四步接种法(4mL→160mL→1600mL→30000mL→300L),接种比例由之前的2.5%变为2.5%~10%,培养方式由大瓶培养变为发酵罐培养,同时在不改变单批次发酵总体积、不增加人员和原材料成本的情况下,最终可以使副鸡禽杆菌发酵单批产量增加约5倍。     

Study on Fermentation Cultivation Process of Avibacterium paragallinarum

The fermentation cultivation process of Avibacterium paragallinarum C-Apg-8(serovar A) had been improved in terms of inoculation method, culture time, the initial inoculation quantity of microorganism and so on.The results showed that the single-batch production capacity of Avibacterium paragallinarum fermentation could increase almost five times by changing the present two-step inoculation method(the primary seed→the secondary seed(7500 mL) →300 L) to the four-step inoculation method(4 mL→160 mL→1600 mL→30000 mL→300 L), and adjusting the inoculation proportion from 2.5% to 2.5%-10%.The improved cultivation way had been changed from spinner cultivation to fermenter cultivation without changing the volume of fermentation, and without adding the staff and the cost of raw material.     

霉菌在抗生素发酵过程中的危害及防治

霉菌属于微生物中的一类真菌,它在代谢过程中产生的许多毒素具有抗菌、抗原虫和抗真菌的能力,对抗生素发酵具有非常大的危害和破坏力。本文综述了霉菌在抗生素发酵中的危害和特性,以及在抗生素发酵中对于霉菌如何进行有效的防治处理。     

餐厨废弃物饲料化技术及其在动物生产中的应用

餐厨废弃物(food waste,FW)的资源利用受到广泛关注。FW焚化、填埋、堆肥、厌氧消化等技术因其面临的环境可持续性问题而受到越来越多的批评。饲料化技术可以将FW转化为高价值的饲料,从而减少固体废物的排放、养殖成本和环境污染,但该技术应符合减少、再利用和回收有机废物的处理原则。作者综述了FW的饲料化技术及其在动物生产中的应用。FW饲料化技术主要包括热处理、酶处理、藻类培养、昆虫过腹、发酵技术。其中热处理可以确保微生物安全性,是其他技术的预处理技术。藻类培养和昆虫过腹技术可以将FW转化为植物和昆虫蛋白,避免同源污染,但尚不清楚藻类和昆虫在FW利用过程中是否会造成污染物积累。酶处理和发酵技术可以将FW中大分子转化为小分子。酶的催化性能和稳定性容易受外界条件的影响,需要考虑特殊的酶制剂。发酵技术的机械化程度和资源利用率高,其核心是微生物,需要筛选有效的、能充分利用FW的微生物。目前FW在畜牧业中的应用较少,在其生产和应用中要特别注意用量和使用时间。为了使FW饲料真正作为动物饲料进入食物链,研究人员必须对不同动物(含不同生长阶段)的生长性能和产品特性进行研究,以确保动物健康及动物产品对人类健康没有负面影响。     

微白黄链霉菌对红豆草壳二孢的拮抗效果评价

红豆草壳二孢叶斑黑茎病(Ascochyta onobrychidis)是红豆草(Onobrychis viciaefolia)最重要的病害之一,在分离此病菌的同时得到一种对此病菌具有较强抑制作用的微生物,为评价此拮抗菌的开发利用前景,本研究采用形态学、分子生物学和生物化学方法鉴定了其分类地位,并测定了其对红豆草壳二孢的抑菌效果。通过构建系统发育树并结合其形态特征和生理生化特性,将该拮抗菌鉴定为微白黄链霉菌(Streptomyces albidoflavu),在高氏一号培养基上菌落为黄白色,可产生黄白色水溶性色素,孢子丝钩状,顶端螺旋形;在平板对峙试验中该菌的菌落对红豆草壳二孢菌落的相对抑制率达74.33%,同时该菌发酵液对红豆草壳二孢菌丝生长和孢子萌发的抑制率分别为80.95%和93.87%。该菌具有生物防治红豆草壳二孢的开发和利用价值。     

短芒大麦草青贮微生物特性研究及优良乳酸菌筛选

以短芒大麦草为研究对象,利用传统培养法从叶围和青贮发酵体系中分离出乳酸菌、大肠杆菌、好氧细菌、酵母菌和霉菌,并计数;结合细菌形态学、生理生化特征及16S rDNA序列分析鉴定分离出的乳酸菌菌株;通过研究乳酸菌的生长曲线、产酸特性及耐酸性,筛选优质乳酸菌。以期探明短芒大麦草叶围及青贮发酵体系中微生物菌群特性及青贮料中乳酸菌多样性,筛选出具有促发酵效果的乳酸菌菌株,为有益微生物饲料研发奠定基础。试验结果表明,短芒大麦草经青贮发酵后各微生物菌群数量发生不同程度变化,乳酸菌数量由0 cfu/g FM增加到4.00×10⁸ cfu/g FM,酵母菌数量由8.50×10⁵ cfu/g FM增加到1.02×10⁸ cfu/g FM,而好氧细菌、大肠杆菌和霉菌数量变化不明显;从短芒大麦草青贮发酵体系分离得到4株乳酸菌,经鉴定Lx36为Lactobacillus pentosus,Lx37为Lactobacillus brevis,Lx53为Pediococcus pentosaceus,Lx54为Lactobacillus parabuchneri;筛选得到1株益于青贮的乳酸菌株Lx36,约在20 h后进入稳定生长期,OD值达到4.21,且发酵12 h的pH仅为4.08,并可以在pH=3.0环境条件下生长。综上所述,青贮发酵是体系中各种微生物相互作用的过程,微生物菌群的数量及变化直接影响青贮饲料发酵品质。短芒大麦草青贮饲料中乳酸菌种类较丰富,筛选得到的戊糖乳杆菌繁殖速度快、产酸能力强同时表现出了较强的耐酸性,具有潜在的生产应用价值,适宜用作促发酵的青贮添加剂菌种。     

1株高寒草地土壤真菌的鉴定及产纤维素酶特性的研究

为研究1株高寒草地土壤真菌的产纤维素酶特性,采用微生物培养法和液体摇瓶发酵法,对供试菌株的培养特性和产酶特性进行了研究。结果表明：经ITS-rDNA分子鉴定,供试菌株初步确定为Thielavia hyalocarpa,供试菌株的最适生长温度为25℃;对不同的碳、氮源利用能力不同,在供试的5种碳源和氮源中,葡萄糖和蛋白胨分别为最适碳源和氮源,对5种碳源的利用表现为：葡糖糖 > 糊精、麦芽糖和淀粉 > 蔗糖菌株, H对5种氮源的利用表现为：蛋白质 > 硝酸钠 > 尿素 > 硫酸胺 > 磷酸胺;菌株H产的纤维素酶在pH 5.5和50℃下有较高的催化活性,产的木聚糖酶在pH为5和55℃温度下有较高的催化活性。     

多重PCR技术在食品微生物检测中的应用进展

聚合酶链式反应（polymerase chain reaction,PCR）技术在微生物检测中具有快速、灵敏、操作简单等优点,而多重PCR检测还可以同时扩增多个目的基因,对高效快速检测具有重要意义,已经成为近几年来的研究热点。作者对近来多重PCR技术在食品病原微生物、食品非致病微生物及相关环境食品微生物中应用的研究现状,以及未来在食品检测中的应用展望进行了综述。     

不同处理凤仙花对瘤胃微生物体外产甲烷及发酵特性的影响

本研究旨在分析不同处理凤仙花(Impatiens balsamina)对瘤胃微生物体外产甲烷( CH4)及发酵特性的影响.试验采集装有永久性瘤胃瘘管牛瘤胃液,以稻草粉、玉米粉和黄豆粉为人工饲料,通过体外培养法研究了凤仙花水浸提液、乙醇浸提液和固体粉剂3种处理方式不同添加量(0.5％、1.0％和2.5％)对气体产生以及瘤胃发酵参数pH、氨态氮(NH3-N)和微生物蛋白质(MCP)的影响.结果表明,凤仙花固体粉剂累积产气量最高,平均比对照提高了56.8％,乙醇浸提液和水浸提液分别平均比对照提高了24.7％和14.1％;凤仙花明显提高CO2含量,降低CH4和pH,且添加量越大,效果越明显,2.5％固体粉剂完全抑制CH4生成.凤仙花明显提高MCP含量,降低NH3-N含量,其中固体粉剂效果最显著,水浸提液效果最差.固体粉剂3个添加量使MCP含量分别比对照提高了84.9％、139.7％和199.7％ (P ＜0.05),NH3-N含量分别比对照降低了41.1％、52.2％和55.4％ (P＜0.05).结果提示,体外培养条件下,凤仙花明显降低CH4生成、提高CO2生成,并促进NH3-N向MCP转化,且固体粉剂处理效果最好.     

微生物发酵饲料对蛋鸡肠道菌群和氮磷排泄率的影响

选择42周龄海兰褐蛋鸡480只,随机分为4组,每组设5个重复。对照A组饲喂基础日粮;试验B、C、D组分别为每100kg基础日粮中添加微生物发酵饲料5kg、10kg、15kgo预试期为14d,正试期为42d。试验结果表明：①各试验组肠道中乳酸杆菌数量显著提高（P〈0．05）,大肠杆菌数量显著降低（P〈0．05）;②各试验组的氮排泄率均有下降,其中C组下降最明显（P〈0．05）,磷排泄率均有下降的趋势,但差异不显著（P〉0．05）。以上结果表明,微生物发酵饲料可以明显改善蛋鸡的肠道微生态平衡,降低氮磷排泄率;添加量以每100kg基础日粮中添加微生物发酵饲料lOkg为最佳。