蒸汽预处理玉米秸秆酶水解速率下降的因素分析（英文）

为评价导致纤维素酶水解速率下降的因素,以底物质量浓度为50 g/L葡聚糖及酶用量为20 FPIU/g滤纸酶活和10 IU/gβ-葡萄糖苷酶活的蒸汽预处理玉米秸秆酶水解为研究对象,探讨了影响酶水解速率的潜在因素,包括物料反应性能、纤维素酶非特异性吸附、酶失活及终产物抑制。结果表明:酶用量40 FPIU/g条件下酶水解6 h及12 h后,蒸汽预处理玉米秸秆的物料反应性能分别下降了16.0%及23.7%,然而,在酶用量为20 FPIU/g时,物料反应性能的下降对酶水解速率的影响极其有限;酶解木质素的添加使得1 h酶解上清液中酶蛋白浓度降低了20.8%,但初始酶水解速率并未显著降低,即木质素对纤维素酶的非特异性吸附对酶水解速率影响不大;两段酶水解中纤维素酶的更新使得7 h酶水解速率由一段酶水解中的1.30 g/(L·h)提高至1.83 g/(L·h);两段酶水解中终产物的去除则使得7 h酶水解速率提高至4.76 g/(L·h),是一段酶水解中7 h酶水解速率的3.66倍。综合而言,酶失活及终产物抑制对酶水解速率影响较大,其中终产物抑制是导致蒸汽预处理玉米秸秆酶水解速率降低的关键因素。     

姜黄素衍生物的合成和生物活性研究（英文）

以姜黄素和马来酸酐为原料,经酯化、异构化、酰氯化和酯化合成了4个姜黄素衍生物。姜黄素衍生物c1~c4的收率分别为80.5%、83.7%、81.2%和85.4%,用IR,1H NMR和13C NMR确证了目标化合物的结构。并对c1~c4的抗氧化活性和抗菌活性进行了评价。结果表明,姜黄素衍生物c1~c4清除DPPH·的IC50分别为164.14±0.82、166.98±0.66、171.97±0.99和175.10±2.34 mg/L,它们的抗氧化活性均低于姜黄素(36.22±0.22 mg/L),姜黄素的酚羟基对抗氧化活性有重要影响。c1~c4均具有良好的抗菌活性,其中化合物c4的抗菌活性最好,c4对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、青霉菌和黑曲霉菌的最小抑菌浓度(MIC)分别为0.5、0.5、0.25和1.0 g/L。α,β-不饱和羰基结构的化合物修饰姜黄素有望开发新的抗菌药物。     

纤维素酶催化水解和氧化机制的研究进展

人类对纤维素的开发与利用还非常有限,未能完全搞清天然纤维素的生物降解机制是其一个重要原因.自从C1-Cx假说提出以来,又有较多的降解理论出现对其改进,纤维素酶水解机制不能完全解释天然纤维素的降解,大量文献证实天然纤维素降解存在氧化机制.本文主要介绍水解与氧化机制中具代表性酶协同降解模型、纤维二糖水解酶(CBH)协同作用假说、羟基自由基的氧化机制和纤维二糖脱氢酶途径等不同降解理论,将水解和氧化两种机制结合起来给出其降解途径,也许能够较为容易理解纤维素的降解具体过程.     

稀酸预处理改善玉米秸秆酶水解性能的机制探讨

为了探讨在稀酸预处理提高玉米秸秆在纤维素酶酶解阶段提高纤维素转化率的机制,利用一系列的检测方法:FT-IR、XRD、SEM和比表面积分析仪分析了预处理前后玉米秸秆在形态学和物理化学性质方面的变化.在经过稀酸预处理后的玉米秸秆在纤维素酶酶解阶段其纤维素转化率有较大的提高,经过170℃,60 min,固液比1∶15(g∶mL),1.00 g/mL酸质量浓度的条件预处理后,从31.88％提高到95.74％.XRD结果显示预处理后玉米秸秆的结晶度有所增加,从原料的37.8％增加到58.7％,但是当预处理强度增加到一定程度后,结晶度没有较大的变化,基本维持在58％.玉米秸秆的表面结构在稀酸预处理后,原来的光滑表面变得粗糙、多孔,这样的表面有利于纤维素酶与玉米秸秆的接触,预处理后玉米秸秆的比表面积有很大程度的增加,经过170℃,60 min,固液比1∶15,1.00g/mL酸质量浓度的条件预处理后,玉米秸秆的比表面积从0.329 m2/g增加到2.878 m2/g,这都有利于改善纤维素酶对纤维素的作用,增加纤维素转化率.     

酶水解过程中纤维素聚合度和结晶度的变化

分别采用复合纤维素酶Celluclast 1.5L和内切纤维素酶Novozym 476对漂白针叶木纤维进行水解,通过分析酶水解后纤维素聚合度和结晶度的变化情况,研究2种纤维素酶对纤维素聚合度和聚集态结构的影响。结果显示:漂白针叶木纤维经2种纤维素酶分别水解后,随着酶用量的增加,纤维素聚合度都逐渐降低,当Celluclast 1.5 L用量为3.0 FPU/g时,纤维得率为94.34%,纤维素聚合度降至862,较原样(1 164)下降了25.95%;而Novozym 476用量为50.0 U/g时,纤维得率为94.93%,纤维素聚合度降至711,较原样下降了38.92%。由此可见,在得率相同的情况下,经Novozym 476水解的纤维素较经Celluclast 1.5 L水解的纤维素具有更低的聚合度,说明内切葡聚糖酶是导致纤维素聚合度下降的主要因素。随着复合纤维素酶Celluclast 1.5 L用量的增加,纤维素结晶度呈现先增加后降低再增加再降低的M型变化;随着内切纤维素酶Novozym 476用量的增加,纤维素结晶度呈现先降低后增加再降低的变化。     

预处理竹材的结晶度分析（英文）

【目的】化学预处理是生物质聚合物产品高值化利用的关键步骤,阐明预处理机制有助于提高热处理效率。【方法】以4年生毛竹为研究对象,采用稀酸、碱、甘油分别在117℃和135℃进行砂浴预处理,并采用光谱和湿化学方法对预处理前后样品的结构进行表征和比较,包括傅里叶红外光谱、聚合度、X射线衍射等。【结果】综纤维素和纤维素的产量显著增加,碱(NaOH)预处理比稀硫酸(H_2SO_4)和甘油(丙三醇)脱木素效果好;在相同预处理条件下,135℃比117℃样品的结构变化更明显。平均聚合度结果显示,所有预处理样品均表现出较低的聚合度,说明纤维素结晶区尺寸发生变化,部分木质素和半纤维素降解,从而增加可及度。X射线衍射结果表明,002峰位置明显偏移,晶体宽度和半峰宽下降,不同化学预处理后的结晶强度明显增加,相对结晶度在117℃下降,在135℃逐渐恢复,傅里叶红外光谱与X射线衍射研究结果一致。【结论】无论采用117℃还是135℃砂浴预处理,碱预处理纤维分离的效果均强于稀酸和甘油,可为后续木质纤维素原料水解和能源化转换方面的相关研究提供基础和依据。     

被子植物性别分化的研究进展（英文）

被子植物的性别分化对遗传多样性、子代和环境适应有着巨大的贡献。在自然界中广泛存在单性花物种,单性花形成是避免自交、促进异交、保持遗传多样性和避免雌雄功能干扰的重要途径。单性花物种分布于不同的进化分支上表明被子植物性别分化可能存在性别多样性的进化途径和复杂的调控网络机制。因此,性别分化机制研究具有重要的理论意义和实际应用价值。性别分化和表达研究涉及形态学、生物化学、细胞学和分子遗传学等研究领域,在查阅近年来国内外文献的基础上,本文主要从4个方面对性别分化相关研究进行系统总结:1)单性花形成源于两性花祖先,主要是通过两性花中性器官缺失或者退化2条系统进化途径形成。从花着生部位和结构来看,单性花分为雌雄异花同株和雌雄异花异株,而且单性花的外部形态结构具有多样性;以花发育过程中划分的发育阶段来看,单性花的表型特征形成于4个发育阶段,即阶段0(性器官原基出现之前)、阶段1(性器官原基发育早期)、阶段2(减数分裂之前)和阶段3(减数分裂之后),而且已有处于发育阶段0、1和3物种的性别调控机制被发现和证实。2)赤霉素、生长素和乙烯等六大类植物激素在性别分化调控过程扮演着重要的角色,赤霉素主要具有促进雄蕊发育,而生长素、细胞分裂素和乙烯主要是促进心皮的生长,同时,已有相关激素的调控机制被阐明,如乙烯合成途径调控性别分化。3)了解不同类型单性花性器官缺失或者败育的遗传分子基础,整合已经鉴定的各物种中与性别相关或者性别决定基因,阐述DNA甲基化和小分子RNA等表观遗传调控性别形成的机制以及XY系统、X[DK]∶A系统和ZW染色体系统调控性别分化的模式。4)环境因素如温度、光照以及矿质营养等对植物性别分化的影响。本文旨在对于现有基于性别分化的相关研究进行总结,对单性花发育的不同调控机制进行回顾和梳理,了解性别分化的最新研究现状和成果,促进对性别表达途径及其系统发育进化的理解,为性别分化的调控机制提供理论基础和依据,也为进一步探索植物性别分化新思路提供参考。     

土壤水分和氮素的交互作用对油松幼苗光合和生长的影响（英文）

【目的】了解土壤水分亏缺和氮沉降对油松生长和光合特性的影响,为造林和再造林树种选择提供依据。【方法】选取2年生油松幼苗,按照嵌套设计,设置4个土壤水分梯度(W1、W2、W3、W4)和4个施氮水平(N1、N2、N3、N4),调查土壤水分和施氮的交互作用对油松幼苗生长和光合特性的影响。【结果】土壤水分充足条件下(W3和W4),施氮能够显著促进油松幼苗的生长和生物量积累,但在水分亏缺条件下(W1和W2)却会加剧缺水,对幼苗生长产生负面影响;土壤水分充足条件下,施氮能够提高油松幼苗的光合能力,但在水分亏缺状态下却会降低幼苗的光合能力,这与光系统Ⅱ的实际量子效率和光化学猝灭系数的变化规律一致;W3N2处理对提高油松幼苗生长、生物量积累和光合作用能力最有利。【结论】在我国中部和东北部湿润地区,氮沉降对油松的光合作用和干物质生产是有利的,而在西北干旱半干旱地区氮沉降却是有害的,因此,在西北干旱半干旱地区实施生态恢复或水土保持工程时应该谨慎选择树种,尽量不再使用油松。     

五味子果肉和种子精油的化学成分与生物活性对比研究（英文）

为明确五味子果肉和种子精油成分和生物活性的异同,通过气质联用仪对五味子果肉精油(PEO)和种子精油(SEO)进行成分分析,还对2种精油的抗肿瘤活性、抑菌活性和体外抗氧化活性等生物活性进行了对比研究。分析结果显示:从PEO和SEO中分别鉴定出55种和45种成分,质量分数分别占精油总量94.04%和93.39%。抗肿瘤活性显示:PEO和SEO对HeLa和BGC-823肿瘤细胞均具有较好的抗肿瘤活性(IC_(50)值为39.07～56.43 mg/L),但2种精油对A549细胞均不显示抗肿瘤活性。抑菌活性检测结果表明:PEO和SEO对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、绿脓杆菌和大肠杆菌等4种细菌生长均具有一定抑制作用,PEO的MIC值为245.00～504.33 mg/L,SEO的MIC值为495.00～1 004.68 mg/L。此外,实验结果还显示PEO较SEO有更好的体外抗氧化活性,其中PEO对DPPH·和ABTS~+·的IC_(50)值分别为3.15和2.31 g/L,SEO对DPPH·和ABTS~+·的IC_(50)值分别为5.43和10.11 g/L。     

基于形态和基因组证据的禾本科新种——巨菌草（英文）

基于形态、质体基因组、核基因组和群体遗传学证据描述了禾本科黍亚科一新种——巨菌草(Cenchrus fungigraminus Z. X. Lin&D. M. Lin&S. R. Lan sp. nov.)。巨菌草是蒺藜草属(Cenchrus L.)的一个成员,植株高5～10 m,茎上部的节具分支,叶宽1.8～4.8 cm;花序每厘米簇生伞房花序6～15个,具很多刚毛,刚毛密被长毛。这些特征可区别于蒺藜草属所有已知的其他物种。形态、基因组、质体基因组和群体遗传学证据强烈支持巨菌草是一个未被描述的新种。     

低温和PEG"渗控"预处理促进石楠种子萌发的研究

用0～- 2℃低温和不同水平的PEG预处理石楠种子,可提高种子的活力指数,增加可溶性蛋白、煮沸稳定蛋白的含量,提高SOD、CAT活性,降低MDA含量与POD活性;SDS PAG电泳图谱表明:1 5 %PEG预处理的种子,在萌发的第4天,分子量分别为4 0 2 7、4 2 5、4 4 5、4 6 2、5 0 8kD的5条多肽带的染色比未处理种子的深。     

蒸汽爆破和有机溶剂预处理对杨木底物酶水解性质的影响

选取三倍体毛白杨为原料,通过分析最优条件下有机溶剂法和蒸汽爆破法预处理后纤维素得率、结晶度指数、木质素含量及酶水解的结果,比较两种预处理工艺对底物性质的影响。结果表明:蒸汽爆破法能脱出部分木质素,而有机溶剂法能使大部分木质素脱除,木质素质量分数比未处理的降低63.34%。与原料相比,经过预处理后,结晶度指数都有所提高,蒸汽爆破预处理后达1.962,有机溶剂法预处理后达1.712。有机溶剂法预处理的样品葡萄糖转化率为81.36%,蒸汽爆破预处理的样品的葡萄糖转化率可达91.29%。     

球磨麦草茎秆和叶子的LiCl/DMSO溶解和水再生行为比较（英文）

木质纤维素生物质细胞壁全组分在有机溶剂或离子液体中的溶解是解析木质纤维素结构特性和制备生物质基材料的有效途径。笔者将不同球磨程度的麦草茎秆和叶子溶解在8%(w/w)LiCl/DMSO溶剂体系,并于水中再生,对比分析麦草茎秆和叶子溶解-再生行为及木质素结构特性对再生原料酶水解性能的影响。结果显示,球磨4 h的麦草茎秆和叶子可完全溶解在LiCl/DMSO溶剂体系,但麦草茎秆木质素及碳水化合物的溶解-再生行为与叶子有较大差异。经LiCl/DMSO溶解和水再生的原料,部分木质素损失,酶水解效率显著提高,且再生叶子酶水解效率明显高于再生茎秆。化学降解分析表明,短时间的球磨处理(≤4 h)和溶解再生过程对木质素结构影响较小,但球磨时间延长对木质素β-O-4键特别是赤型结构破坏严重。麦草茎秆木质素比叶子木质素具有较高的硝基苯氧化、臭氧降解得率、赤型/苏型结构比例以及较多的β-O-4连接键。麦草茎秆和叶子酶水解效率及木质素结构的差异表明,木质纤维素生物质酶水解效率不仅受木质素芳环结构的影响,而且受木质素侧链β-O-4连接键的影响。     

过热蒸汽温度对马尾松干燥速率和力学性能的影响（英文）

以常压过热蒸汽为干燥介质,对马尾松板材进行干燥处理。研究了过热蒸汽温度对马尾松木材干燥速率、力学性能、尺寸稳定性和微观结构的影响规律。结果表明:过热蒸汽干燥可以有效提高马尾松板材的干燥速率,增大板材的弹性模量及静曲强度,一定程度上影响了板材的尺寸稳定性。随着过热蒸汽由120℃升至130,140和150℃,干燥速率显著从014%/min增大至018,019,020%/min,其显著水平为99%。除150℃处理试件表现出大量的內裂和最低的力学强度外,当过热蒸汽温度分别为120,130和140℃时,静曲强度分别增加了2990,3259和3787 MPa,弹性模量分别增加了2 275,901和780 MPa。与常规干燥材相较,过热蒸汽处理材表现出更强的吸水能力,在120℃时获得的最大弦向、径向和体积膨胀率分别显著增加了2089%,1918%和4026%,而150℃处理材各向尺寸分别降低了2051%,1258%和1610%。从微观结构观察发现,过热蒸汽处理试件出现了大量破裂的纹孔膜及树脂重新分布后的树脂道间隙。     

国家公园的公众参与及其社会经济影响（英文）

阐述了公众参与对国家公园建设的必要性,认为应主要从谁来参与国家公园管理?为什么要进行公众参与?如何进行公众参与?什么时候参与管理与这四个基本问题,并结合实际才能制定有效的公众参与战略。     

实木复合硬质聚氨酯保温板地板的热力学模型和隔热效率分析（英文）

【目的】研究实木复合硬质聚氨酯保温板地板的隔热性能,测量不同材料表层装饰面板保温板对电加热地板的温度变化影响,分析电加热地板相比普通实木复合地板节能降耗的原因,从传热学和热力学角度对实木复合硬质聚氨酯保温板地板模型进行传热分析,并对不同材料表层装饰面板对实木复合硬质聚氨酯保温板地板导热性能的影响进行试验验证。【方法】构建2个温度变化测试模型,测量20℃室温下普通电加热地板与实木复合硬质聚氨酯保温板地板0～35 min内的温度变化情况;建立2个封闭模型,测试模型内温度由40℃降至20℃的时长;通过传热学分析,建立实木复合硬质聚氨酯保温板的热力学模型;分别制作以橡木和杨木作为装饰面板的实木复合聚氨酯保温板地板模型,并进行0～30 min的升温对比试验。【结果】升温试验中,单位时间内实木复合硬质聚氨酯保温板地板的底板温度比普通电加热地板的温度上升慢,35 min后二者的底板温度差达到2.0℃。保温试验中,普通电加热地板从40℃降至20℃用时37 min,实木复合硬质聚氨酯保温板地板从40℃降至20℃用时55 min。【结论】热导率低的硬质聚氨酯材料在延缓热量传递方面的性能优异,从而使实木复合硬质聚氨酯保温板地板相比普通电加热地板具有更出色的保温性能,采用传热系数较高的装饰面板的电加热地板会使热量传导效率更高。     

实心锯材用于住宅式龙门架的研究（英文）

一个具有较高木材干燥技术以及精确预切割技术的商业企业开发出了由大截面实心锯材制备的住宅用龙门架体系。该体系的梁柱节点由梁端部和柱端部组成,每个部件都在工厂预制并现场组装,以便与钢滑轨锁在一起。另一方面,柱腿节点由柱子部分和腿部分组成,并采用开槽螺栓连接法将两部分现场连接。通过局部足尺试验评价了梁柱节点与柱腿节点的弯矩转角关系,并将其非线性关系建模为多边形骨架曲线和相应的滞回模型。为了确保由实心锯材制备住宅用龙门架的可能性,由5 m跨距长度、2.7 m檐口高度的干燥后的大截面实心日本雪松锯材制备了足尺龙门架试件,并进行了静态推-拉循环加载测试。结果表明,木质龙门架具有优异的延展性,在1/10弧度的剪切变形角下未出现任何脆性构件失效。同时,利用商业有限元程序进行数值分析,可以预测龙门架的整体非线性性能。     

泡桐丛枝病发生与代谢组变化的关系（英文）

【目的】通过对泡桐健康苗和丛枝病苗进行代谢组分析,探讨代谢物变化与泡桐丛枝病发生的关系。【方法】利用非靶标的高效液相色谱-质谱联用技术(HPLC-MS)对长度为1.5 cm的健康和植原体感染的毛泡桐组培苗顶芽进行代谢组分析,将上机检测得到的质谱数据用主成分分析和偏最小二乘判别分析法进行分析得到最终差异的荷质比,并将其比对到KEGG代谢物数据库中,通过分析找到植原体感染的毛泡桐组培苗与健康组培苗之间代谢物含量和种类的差异。【结果】毛泡桐病苗和健康苗中有1 612种代谢物发生变化。与健康苗相比,在病苗中有765种代谢物含量下降,847种代谢物含量增多。KEGG代谢通路分析表明,这些代谢物中有460种代谢物参与111个代谢途径,其中变化显著的3个代谢途径为异喹啉生物碱合成、双萜类生物合成和黄酮生物合成。另外,病苗中参与植物激素信号转导的代谢物也发生明显变化。其中在植原体感染的毛泡桐病苗中玉米素、玉米素核苷、赤霉素、二氢玉米素核苷、花葵素、黄芩素和花青色素等含量发生明显变化,表明这些代谢物含量的变化可能与丛枝病发生有一定关系。【结论】通过比较健康苗和病苗中代谢物含量和种类的变化,找出可能与丛枝病发生密切相关的代谢物及其相应的代谢通路,该结果有助于进一步阐明泡桐和其他植物丛枝病发生分子机制,并为泡桐丛枝病有效防治奠定基础。     

甲壳素/碳纳米管复合电极的制备及其性能（英文）

介绍了一种简单、新颖、环保的制备甲壳素/多壁碳纳米管复合电极的工艺方法。先利用一次研磨法制备出甲壳素纳米纤维(CNFs),纤维直径分布在10~30 nm之间;然后使用十二烷基苯磺酸钠(SDBS)作为多壁碳纳米管的分散剂,通过超声混合法制备CNFs/碳纳米管(CNTs)复合电极;再使用扫描电镜、力学试验机、四探针、热机械分析仪、电化学工作站等对材料性能进行测试。结果表明,CNFs/CNTs复合薄膜内部纤维相互交织,呈现三维网状结构。在此复合物中,甲壳素起到了增强力学性能和抑制碳纳米管团聚的作用,力学性能随着碳纳米管含量的增加而降低,拉伸强度和杨氏模量低至46.23 MPa和1.18 GPa,相比于甲壳素纯膜(113.48 MPa和3.72 GPa)分别减少了59.3%和68.3%。热膨胀系数从2.84×10-5m/K降至3.42×10-6m/K,仅有甲壳素纯膜的12%。CNFs/CNTs复合材料的电导率(1 471.9 S/m)显著提高且电化学性能优异,电容量在经过1 000次充放电循环之后依然保持在99%以上,在扫描速率为10 m V/s时,复合薄膜的电容量达到48.1 F/g。制得的柔性电极材料,成本低廉且环保,今后在便携可折叠装置和固态超级电容器电极方面均具有巨大的应用潜力。