优化预处理及脱毒工艺以制备玉米芯半纤维素水解液

为了降低玉米芯半纤维素水解液中的乙酸、糠醛和酚类等有毒物质含量,使可利用糖类含量增加。本研究以玉米芯为原料制备水解液,对预处理及脱毒工艺进行优化,并利用高效液相色谱(HPLC)检测优化效果。结果表明,10~20目的玉米芯在10%氨水浸泡24 h后,可将乙酸和酚类物质的脱除率,分别提高至93.4%和32.3%,而糠醛的含量也大大降低。经过真空浓缩、CaO脱毒以及2%活性炭吸附后,使有毒物质含量再次降低,此时的水解液可完全用于菌株的发酵试验,达到了去除的目的。本文所得到的最佳水解液处理步骤,其结果符合菌株发酵用标准,说明水解液处理方式的不同,直接影响着水解液的制备。这为研究和利用木质纤维素等可再生资源提供了思路,也为发酵生产奠定了理论基础。     

H9N2禽流感病毒全基因组密码子使用偏好性及影响因素分析

【目的】探究H9N2禽流感病毒(AIV)全基因组的密码子使用偏好性及影响因素。【方法】选取2010—2018年国内H9N2 AIV流行毒株的全基因组为研究对象,分析其碱基组成特性、最优密码子、密码子使用偏好性的影响因素以及病毒对宿主密码子使用模式的适应性。【结果】H9N2 AIV的全基因组中AU含量高于GC。大部分最优密码子以A或U结尾,有效密码子数(ENC)平均值为52.86,提示存在密码子使用偏好性但偏好性较低。密码子使用偏好性主要受到突变压力和自然选择的共同作用,其中自然选择(所占比例为61.79%～76.15%)作用大于突变压力(所占比例为23.85%～38.21%)。H9N2 AIV对人Homo sapiens的密码子适应指数平均值为0.739～0.741,提示H9N2AIV禽流感病毒可能已适应人类的密码子使用模式。【结论】本研究为H9N2 AIV的基因进化分析、已有疫苗的密码子优化和新型疫苗(密码子去优化疫苗)研制提供了理论依据。     

不同发酵条件对荔枝产香菌发酵茶品质的影响

经过长时间的工艺优化,国内不同地区的黑茶风味已趋于稳定,为了进一步改善发酵茶品质,生产更具特色的发酵茶,利用课题组前期已筛选出的一株适用于茶叶发酵的优良产香菌ZYF3单菌发酵青砖茶原料(一芽四五叶)。在实验室条件下,以灭菌后青砖茶为发酵原料,探究该菌株在不同接菌量、不同茶坯含水量、不同发酵温度和不同发酵时间下对发酵茶感官品质和理化品质的影响。结果表明:在不同发酵条件下,产香菌ZFY3发酵茶品质差异显著,当接种量为1.2%～1.3%(mL/g)、茶坯含水率为45%、发酵温度为32℃、发酵时间为20 d时,发酵茶综合品质最佳。不同发酵条件能明显改善荔枝产香菌发酵茶品质,并且促进发酵茶特殊风味的形成。     

菜心游离小孢子培养高频胚诱导培养基优化

【目的】对菜心小孢子培养的诱导培养基进行优化,以提高胚胎诱导率,创制优良DH系应用于育种实践。【方法】设置不同蔗糖浓度和激素(6-BA和NAA)浓度组合的NLN诱导培养基,以10份不同基因型的菜心为试材,进行小孢子培养及出胚率分析,筛选最佳诱导培养基。【结果】7份材料诱导出胚状体,不同基因型间的胚胎诱导率差异显著,说明基因型是影响小孢子形成的主要因素;在无激素处理中,100 g/L蔗糖浓度NLN(NLN-10)小孢子胚诱导率最高,出胚材料诱导率在3.45～30.46胚/皿;NLN含量减半的1/2 NLN-10培养基处理出胚率约为NLN-10处理的2/3;130 g/L蔗糖浓度NLN处理出胚率显著降低,最高仅为14胚/皿,蔗糖浓度为160 g/L的NLN(NLN-16)处理未出现胚状体;在NLN-10中分别添加0.1 mg/L 6-BA和NAA,促进出胚效果最佳,出胚率最高的 Rt19006达46.93胚/皿,是不添加激素处理的1.5倍;当NLN-10 中6-BA和NAA浓度均达到0.2 mg/L时,胚胎生长发育受到抑制。【结论】筛选出可有效促进菜心小孢子出胚的诱导培养基配方,即100 g/L蔗糖浓度的NLN+6-BA 0.10 mg/L +NAA 0.10 mg/L。     

生鲜肉类食品供应链碳排放测算及动态优化研究

以生鲜肉类食品供应链作为研究对象,基于生命周期理论界定生鲜肉类食品供应链碳排放的系统边界,并结合系统动力学方法建立生鲜肉类食品供应链的系统动力学模型,探讨肉类食品供应链的碳排放问题。研究结果表明:1)1t生鲜肉在其生命周期内产生的碳排放为166.97kg,其中生产、运输、仓储和销售环节中碳排放分别占总供应链的28.68%、52.37%、8.90%和10.04%,运输环节对全供应链的碳排放贡献率最高。2)动态优化研究发现,运输环节改变长途运输方式、生产环节废弃物回收利用及优化生产设备效率、销售环节降低设备功率取得的碳排放优化效果最佳,在2018年供应链碳排放分别降低了41.10%、4.70%、1.61%和1.25%。3)目前优化运输能源结构、开发可再生的清洁能源已成为大势所趋,且模拟结果表明,运输中燃烧生物柴油可降低供应链碳排放的13.10%,减排效果较为显著。4)在生鲜肉预冷过程中降低制冷系统能耗、在冷藏及销售过程中提高设备空间利用率可分别使供应链年碳排放降低2 100、1 600t,虽实施效果较小,但该措施便于操作,是降低供应链碳排放的有效途径。     

基于ANSYS Workbench的自走式农机底盘的优化设计

针对丘陵山区地块面积小、农机底盘作业转向难的问题,设计了转向灵活、转弯半径小的摆转转向底盘。底盘由转向装置、浮动装置、液压系统、发动机,前桥、后桥、控制系统、PTO输出等组成,采用水冷系统以及CVT无级变速的汽油发动机与液压系统结合,实现底盘的动力匹配;通过ANSYS Workbench构建摆转转向底盘前桥、后桥、整体机构的力学模型,分析各机构不同状态下的变形参数的变化趋势,并对底盘机构易于损坏的部位进行优化。结果表明：前桥转向机构附近的配件对前桥的变形影响较大,采用5 mm厚度方钢的前桥结构变形量为0.85 mm,优化后的前桥所安装的配件采用模块化分配,使用10 mm以上方钢加工制作,保证前桥变形量稳定控制在0.3~1.0 mm;优化后的底盘后桥最大等效应力为14 MPa,变形量为0.25 mm,分别较优化前降低了33.33%和28.57%,机架的结构稳定性得到改善。通过压力测试仪器对实物平台的测试,底盘在行驶过程中的压力变化曲线平稳,启动和停止阶段所受的压力在可控制的范围内;底盘的行驶直线度、偏驶率均低于1%,且不受底盘载重的影响。     

热带土壤中解淀粉芽孢杆菌HNU1的鉴定及发酵条件优化

重金属毒性强、不可降解,在环境中可持续存在,土壤中的重金属可通过食物链累积,对生物体的健康构成严重威胁。土壤微生物修复重金属污染方法具有经济成本低、周期短、效率高、无二次污染等优点,也存在外源微生物在土壤环境中不易存活和繁殖的缺点。通过形态观察、生理生化试验以及16S rDNA同源性序列分析对前期研究中分离保存的一株铜富集细菌HNU1菌株进行鉴定,鉴定该菌为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。并通过单因素试验和正交试验找出该菌株的最适发酵条件,该菌的最适培养基组成为蔗糖2 g·L-1,酵母粉4 g·L-1,胰蛋白胨6 g·L-1,MgSO4 5 g·L-1。培养条件为初始pH为8.0,温度37 ℃,接种量0.1%,摇床转速180 r·min-1,50 mL三角瓶中装液量20 mL。鉴定的解淀粉芽孢杆菌HNU1菌株对Cu具有良好的富集作用,可进一步开发为微生物肥料用于重金属污染农田土壤的修复,对土壤修复和改良具有重大意义。     

不同水稻种质中渗透胁迫抗性基因DREB2A的遗传多样性分析

本研究旨在分析转录因子DREB2A基因在不同水稻种质中的遗传多样性,以期为水稻耐渗透胁迫遗传改良提供分子工具。利用单倍型分析、系统进化树、遗传距离和密码子偏好性分析,对85份不同类型水稻种质中DREB2A基因的功能性核苷酸序列变异及遗传多样性进行了研究。共鉴定出55个核苷酸变异位点,其中12个位于编码区,43个位于非编码区;鉴定出12个DREB2A等位基因型,其中来自非洲栽培稻(Oryza glaberrima)的3个等位基因型表现大片段变异;根据DREB2A基因的序列变异鉴定出39个单倍型,其中33个为新单倍型;将所有单倍型分为三组（Group I、II和III）,其中非洲栽培稻(Oryza glaberrima)中的10个单倍型单独分为一组(Group III);系统进化树、遗传距离和密码子偏好性分析均表明Group III与其他两组具有较大差异。对85份不同类型水稻种质中DREB2A基因的序列分析表明,非洲栽培稻(Oryza glaberrima)中的DREB2A等位基因在序列变异、系统进化关系和密码子偏好性方面均明显不同于其他种质材料中的等位基因。     

湿热处理制备马铃薯抗性淀粉工艺优化

为获得湿热处理制备马铃薯抗性淀粉的最适工艺参数,以抗性淀粉得率为考察指标,研究淀粉含水量、湿热处理温度和湿热处理时间对抗性淀粉得率的影响。在单因素试验的基础上进行正交优化,确定了制备马铃薯抗性淀粉的最佳工艺条件为：淀粉含水量30%,湿热处理温度90 ℃,热处理时间90 min。在此条件下制得的抗性淀粉得率为26.63%。淀粉经过湿热处理后仍然保持偏光十字,为颗粒型抗性淀粉。     

基于实时性优化的内燃机燃烧分析系统研究

采用缸压传感器、数据采集卡、光电编码器和Lab VIEW软件,搭建在线缸压采集和实时燃烧分析系统平台,研究HCCI和RCCI燃烧模式的循环波动特性。针对单循环缸压测量过程中的通道效应干扰,基于频谱分析,采用FFT、线性插值法和IFFT等方法相结合的滤波方式,实现共振峰的在线自适应识别与实时滤波,较好地减少了单循环缸压的干扰误差,使单循环的实时燃烧分析成为可能。随后,基于实时滤波后的缸压曲线,计算得到内燃机的最大压力升高率、燃烧放热率、爆发压力等重要燃烧参数。利用程序算法中同步性良好的生产者/消费者运算模式提高数据的共享能力,实现了数据实时运算与数据快速储存的并行处理,提高了燃烧计算的实时性;针对发动机不同工作阶段采用了不同精度层次的计算方法,减少了进排气、压缩和膨胀阶段的计算耗时,在计算量较大的燃烧放热率计算部分,通过适当简化计算公式和公式节点运算模块来提高燃烧系统的实时性。最后,分析了燃烧分析系统的实时性,并进行了燃烧分析系统的实验验证。