Recent progress in supercritical fluid science for biofuel production from woody biomass

1 Introduction Due to global warming caused by excessive use of fossil fuel resources, renewable biomass resources will become more important in the future as alterna- tives to fossil resources. Therefore, technologies that can convert biomass to valuable liquid fuels and chemicals will be important for solving our energy and environmental problems.Thus, in our laboratory, several research projects on biofuels have been carried out in order to establish bioenergy systems, by means of supercrit…     

木质素合成关键酶基因与造纸植物转基因改良应用研究

木质素是自然界数量仅次于纤维素的自然有机物质,但在造纸业中是主要的污染来源。木质素生物合成过程十分复杂,涉及了大量酶体系。综述了木质素合成途径中的关键调控酶特性及其基因调控情况,从培育低木质素、易降解木质素的造纸植物为出发点,分析了这些关键基因在转基因造纸植物应用中的潜力和存在的主要问题,并提出了应从改变植物体内木质素含量、改变木质素单体构成比例这两个方面进行转基因的研究思路。     

林业剩余物颗粒燃料成型工艺

分析了环模孔长径比、林业剩余物的粒度、含水率和进料转速对颗粒燃料成型的影响,并找出了杉木、松木、樟木、杂灌、锯末、竹屑6种林业剩余物的颗粒燃料较佳成型工艺条件.检测结果显示,生产的林业剩余物颗粒燃料的密度在1.1 g/cm3以上,以杉木和松木为原料的颗粒燃料的热值最高,超过17 800 kJ/kg.     

植物转基因技术及其在林木遗传改良中的应用

转基因技术不断进步为基因的功能解析和生物的定向改良提供了最为有效的途径。林木基因工程育种也随着转基因技术的成熟而步入快速发展时期,但目前国内对林木基因工程育种中处于关键地位的转基因技术进行系统论述的还比较少。文中从原理、过程和优缺点等几个方面系统介绍了几种应用于植物基因工程的转基因技术,评述了转基因技术在林木中的应用现状,并对其在林木遗传改良中的应用前景进行展望,以期为后续的林木基因工程研究及应用提供参考。     

吉林省生物质能源化的现状及发展对策

生物质是具有多种用途的重要物质资源。如何开发利用丰富的生物质资源,是我国未来能源可持续发展、经济结构调整的重要课题。本文对吉林省生物质资源状况进行了调查,对生物质的能源产业化状况进行了分析,并对生物质资源的能源化利用提出了对策。     

Transgenic Betula pendula expressing sugar beet chitinase IV forms normal ectomycorrhizae with Paxillus involutus in vitro

Abstract

Mycorrhizal fungi contain chitin in their cell walls and may be influenced by transgenic chitinases. This study examined the ability of a transgenic tree, silver birch (Betula pendula Roth), constitutively expressing the sugar beet chitinase IV gene, to form ectomycorrhizae with Paxillus involutus (Batsch) Fr. Eight transgenic lines showing varying levels of sugar beet chitinase IV expression and the non-transgenic control plants were inoculated by P. involutus in vitro, and the morphology of the mycorrhizae, mycorrhization efficiency and shoot and root fresh weights were studied. All the transgenic birch lines were able to form normal ectomycorrhizae containing distinctive mantles and Hartig nets. The level of sugar beet chitinase IV expression had no significant influence on mycorrhizal colonization. The only significant differences between transgenic and control plants were detected in weight parameters. According to these results, the expression of sugar beet chitinase IV in silver birch is not deleterious to formation of ectomycorrhizae between birch and P. involutus.     

植物细胞壁木质素区域化学紫外显微光谱研究进展

简述了紫外显微光谱仪的基本构造以及该技术在木本及禾本科生物质木质素沉积、分布以及溶解研究中的应用,同时对该技术在生物质预处理研究中的应用进行了展望,以期为生物质转化领域的科学研究及产业化发展提供新的测试手段。     

高温热处理对桃花心木化学性质的影响

热处理是木材加工行业中常用的处理手段之一,可有效提升木材尺寸稳定性及具有防生物侵蚀能力,但在一定程度上也会降低木材的力学性能.热处理导致木材材性变化的根本原因是木材组分含量及其分子结构在热量作用下发生了变化.笔者探索了不同热处理温度下(150,165,180,195和210℃)桃花心木材的化学组分变化.结果表明:经热处...     

植物木质素生物合成转录因子及调控遗传网络分析

利用生物信息学的方法,对有代表性的23个调控植物木质素生物合成的转录因子进行系统发育树和保守基序分析,同时结合已报道的转录因子功能,构建维管植物次生细胞壁生物合成的调控遗传网络。结果表明:系统发育树中MYB转录因子、NAC转录因子和NtLIM转录因子各聚为一类。保守基序中除PttMYB21a外,MYB转录因子都具有2个不相同的MYB DNA结合域SANT基序;NAC转录因子都具有共同的保守基序NAM。调控遗传网络中11个转录调控模块通过调控自身/下游转录因子/包含AC元件的木质素单体途径基因/不包含AC元件的木质素单体途径基因对次生细胞壁生物合成产生影响。     

Tyrosinase inhibitory activity of proanthocyanidins from woody plants

Flavanol values, molecular weight distributions, polyphenolic patterns, and tyrosinase inhibitions of proanthocyanidins (PACs) from karamatsu (Larix sp.) bark, acacia Morishima (Acacia mearnsii) bark, and commercial quebracho (Schinopsis lorentzii) extracts were examined to investigate the relation between the structures of PACs from woody plants and tyrosinase inhibitory activities. Aqueous acetone (70%) extracts of acacia showed high flavanol contents and strong tyrosinase inhibition. On the other hand, the quebracho extracts inhibited tyrosinase activity slightly despite its high flavanol content. Phenyl nucleus analysis by the nucleus exchange reaction provided information that karamatsu, quebracho, and acacia extracts consist of procyanidin, profisetinidin, and prorobinetinidin, respectively. The relation between the phenolic hydroxylation pattern and tyrosinase inhibition suggested that the PACs with a 5,7-dihydroxyphenyl structure in the A-ring and a 3,4,5-trihydroxyphenyl structure in the B-ring have potent tyrosinase inhibitory activity.Part of this paper was presented at the 49th Annual Meeting of the Japan Wood Research Society, Tokyo, April 1999     

木本植物转基因研究进展

综述了近年有关木本植物的转基因技术的主要成果,从应用的目的基因、转化方法、受体系统、选择标记系统等方面分别进行了阐述,并探讨了当前木本植物转基因研究存在的问题及未来的发展方向。     

生物质原料的Ni催化石墨化研究

分别以纤维素、木质素、杉木屑与核桃壳为原料,经过炭化后在Ni的催化作用下于1 400℃下进行了石墨化反应,并以X射线衍射(XRD)、Raman光谱和高分辨率透射电镜(HRTEM)分析了产物的石墨化程度。研究结果表明:纤维素在生物质的石墨化过程中起主要作用,在相同处理条件下,由纤维素得到的产物石墨化程度最高,由木质素得到的产物石墨化程度最低,杉木屑和核桃壳2种生物质原料得到的产物石墨化程度介于纤维素和木质素之间,不同原料石墨化程度的显著差异可能是由于原料结构的差异造成的。同时电导率测试结果表明:20 MPa条件下,由纤维素得到的产物的电导率为54 S/cm,而由木质素得到的产物仅为31 S/cm,与石墨化程度的高低相对应。纤维素/木质素混合物的石墨化程度介于纤维素和木质素之间,两者不同质量比对混合物的石墨化程度影响不大。     

茶秆竹细胞壁解剖特性以及木质素微区分布

对12个月的茶秆竹进行细胞壁解剖特性和木质素微区分布的研究,运用光学显微镜、激光共聚焦扫描显微镜以及颜色反应鉴定木质素的存在,利用组织化学染色方法及其可见光显微分光光度计半定量测定竹材纤维、薄壁组织和导管细胞壁各微区的木质素含量。12个月时细胞壁全部木质化,木质素在各组织中均有分布,其含量因组织类型及其细胞壁微区不同而有差异。从组织化学染色及可见光吸收光谱图的吸收峰值,说明细胞壁各微区中存在愈创木基(G)和紫丁香基(S)2种木质素组成单元。竹壁径向和纤维帽不同位置的木质素含量未有明显的规律性变化。纤维次生壁具有薄厚层交替的多层结构,薄层木质素含量大于厚层。     

Main Anatomy Characteristics in Cell Wall and Lignin Distribution of Bamboo Culms(Pseudosasa amabilis)

The anatomy characteristics of cell wall and lignin distribution in different anatomical regions for 12-month-old bamboo species Pseudosasa amabilis was investigated.The lignin distribution was studied by means of optical microscope and confocal laser scanning microscope and the color reaction. In addition,the distribution of lignin in different tissues(fiber,parenchyma and vessel) was investigated by visible-light microspectrophotometry coupled with the Wiesner and Maule reaction.The cell walls of different tissues were all lignified and the lignin was widely distributed in different tissues, in which there was a difference between tissues and anatomical regions in lignin content.Guaiacyl lignin and syringyl lignin unit could be found in cell wall of fiber,parenchyma and vessel through Wiesner and Maule reaction and the absorbance peak of spectrum. There was no regular variation in lignin content with different radial location of culms and different location in fiber strands.The lamellation of the fiber cell wall was generally had as alternating broad and narrow layers with alternating low and high concentration of lignin.     

木本植物根系总RNA提取方法的比较和分析

以杂种马褂木不定根和杨树、柳树、柽柳根系组织为材料,比较异硫氰酸胍法、Tiangen试剂盒、CTAB改良法、Trizol法和改良Trizol法提取总RNA的效果。结果表明,改良Trizol法通过在离心后的匀浆上清液中加入低浓度的无水乙醇以及结合后续的高盐溶液,能有效去除多糖,提取的RNA中28S rRNA亮度约为18S rRNA的两倍,OD260/OD280值介于1.7～2.1之间,各林木树种根系组织RNA得率均大于150μg/g,而且整个提取时间只要2～3 h。表明改良Trizol法方便、快捷、高效,完全适用于林木树种根系组织RNA的提取。     

柚果实生长发育过程中汁胞粒化研究进展

从形态解剖学、生物学特性、矿质营养、激素、活性氧代谢和细胞壁代谢等方面对柚果实生长发育过程中汁胞粒化研究进行总结回顾,并对今后的研究方向进行展望,以期为柚果实汁胞粒化的后续研究提供参考。     

木本植物重金属毒害及抗性机理

主要从重金属对木本植物毒害作用和木本植物对重金属的抗性机理方面,综述了国内外在该领域的研究进展,并分析了现阶段在研究重金属对木本植物的毒害和木本植物对重金属的抗性机理方面存在的问题,提出了今后的研究趋势。     

麦草催化热化学液化产物的组成分析

麦草和纤维素、木质素等原料分别在乙二醇反应介质中，以浓硫酸/苯酚为催化剂进行液化反应。分析了液化产物组成，探讨了液化过程中各成分的液化情况。实验表明：麦草中要木质素组分在酸性条件下酚化降解，生成一系列单体、二聚体和多聚体，纤维素则最终降解生成乙二醇缩-2-羰基戊酸乙酯。元素分析显示，麦草、碱木质素液化残渣主要成分为灰分，且灰分中主要成分为SiO2。残渣中碳的含量比原料有显著增加，显示原料在反应条件下发生炭化。测定了产物的相对分子质量分布，发现随着反应的进行，降解和缩合同时发生，从而导致相对分子质量分布变宽。     

竹伐桩促腐微生物的分离筛选

以不同腐朽程度的毛竹伐桩为样品,对其中的具有降解纤维素或木质素的竹腐微生物进行富集、分离、纯化.通过定性和定量筛选共得到16株具有较好纤维素降解能力或木质素降解能力的菌株,包括8株真菌,5株细菌和3株放线菌.采用固态竹屑培养基测定各菌株对毛竹纤维素和木质素的降解能力,真菌菌株F2和F10的降解效果最好,15 d对纤维素的降解率分别为23.96%和24.31%,优于参照菌株绿色木霉YJ-3的19.59%;对木质素的降解率分别为16.92%和19.15%,优于参照菌株黄孢原毛平革菌ME-446的16.53%.     

转玉米PEPC基因杨树的光合生理特性分析

以转PEPC基因南林895杨和对照(南林895杨)为材料,分析不同转基因植株的光合生理参数。结果显示:转PEPC基因杨树与C4光合途径相关的酶活性比对照增高,PEPC活性增加较为明显,最高达38.6%。转PEPC基因杨树表现较强的对强光利用能力,其光饱和点比对照提高约10%～20%,饱和点时的光合速率比对照高17.7%～58.1%。转PEPC基因杨树光补偿点低于对照,利用弱光的能力增强;CO2饱和点低,比对照低22.2%～44.4%;CO2补偿点也较低,比对照降低58.1%～76.5%,表明对CO2的利用效率较高。此外,转基因杨树羧化效率增高,比对照增加最高达62.3%。