木质素在异丙醇中的降解研究

采用正交试验法对有机溶剂木质素在异丙醇中的降解进行了研究,得出木质素在异丙醇中降解的较优水平为:催化剂Ru/C用量0.20 g、温度280℃、压力2.5 MPa、时间8 h。在该条件下,降解产物中生物油的产率最高可达74.13%,生物油中酚类和醇、酮以及烃类的GC含量总和接近60%。木质素原料和生物油的元素分析说明解聚过程中发生了脱氧;傅里叶红外光谱分析表明木质素的解聚过程中有酚羟基、烷基等新的结构基团产生。     

21份不同木质素含量的苎麻的RAPD聚类分析

利用RAPD分析构建了苎麻属植物21份木质素含量不同材料的指纹图谱，从150个随机引物筛选出清晰且多态性高的15个引物，共扩增出85条DNA片段，其中特异性带68条，占80％。同时对退火温度进行了优化，反应条件稳定，重复性好。采用UPGMA法对21个品种扩增的谱带进行遗传聚类分析，在D=0．0760处可分为三类8组，可说明供试品种的亲缘关系。     

几个水稻品种碳素代谢特征的比较

结合饲料稻品种选育,在不同生育期对5个水稻品种（组合）进行了光合作用、呼吸作用、茎鞘非结构碳水化合物的积累和转运以及籽粒充实特性的比较研究。结果表明,不同品种其碳素代谢特性各不相同,杂交组合威优56光合作用、呼吸作用较强,茎鞘非结构碳水化合物在孕穗期积累丰富,到成熟期残留较少,后期籽粒充实速度下降缓慢,是一个碳素代谢十分旺盛的组合。常规稻辐丰早92－124在灌浆后期仍维持较高的光合强度和较强的籽粒充实速度,且成熟期茎鞘内非结构碳水化合物残留最少,也是一个后期碳素代谢较为理想的水稻品种。     

碳氮源对复合木质素降解菌木质素降解能力及相关酶活的影响

白腐真菌所具有的降解木质素能力源于其所产生的酶系统,碳源和氮源是其降解木质素和产酶的一个极为重要的影响因素。通过室内小麦秸秆固态发酵试验,研究了不同的碳、氮源对两株侧耳属真菌Tf1（P.pulmonarius）和JG1（P.cornucopiae）产酶活力、木质素降解和粗蛋白含量的影响。结果表明,Lip和MnP是参与复合木质素降解菌Tf1＋JG1降解小麦秸秆重要的木质素降解酶。以葡萄糖为碳源,酒石酸铵为氮源能显著提高复合木质素降解菌对木质素的降解能力,发酵9 d后小麦秸秆的失重率为14.87%,木质素含量为8.68%,木质素降解率为22.95%;粗蛋白含量为7.28%,比未发酵麦秸提高了36.84%（P〈0.05）;Lip和MnP活力分别为629.11 U.g-1和622.22 U.g-1。     

木聚糖对生物质组分水热碳化特性的影响研究

为了研究木聚糖的水热碳化特性,在间歇式反应釜中,进行反应温度为160~240℃、停留时间为120 min条件下的水热碳化实验研究,同时在220℃、120 min的反应条件下,考察了木聚糖对纤维素和木质素水热碳化过程的影响。研究发现,200℃时,木聚糖水热焦开始出现,随反应温度的升高,木聚糖水热焦产率逐渐增加,至240℃时,产率达13%;以小麦秸秆中半纤维素与纤维素和木质素混合水热碳化,木聚糖对纤维素水热焦产率影响不大,而碳质量分数从纯纤维素水热焦的42%增加至纤维素和木聚糖混合物水热焦的48%,与纯木质素水热焦相比,木聚糖和木质素混合物水热焦产率减少了23个百分点,碳质量分数变化不大;木聚糖水热焦中特征官能团随温度升高而减少,而CC、CO和芳香特征峰红外吸收逐渐增强,同时热重分析表明木聚糖水热焦热稳定性较好。傅里叶红外光谱、X射线衍射分析及热重分析表明,在水热碳化过程中,木聚糖可以促进纤维素和木质素分子结构的断裂、聚合和芳香化反应,提高水热焦的芳香特性。     

木质素生物合成代谢中的酶学研究进展

目前认为木质素是由多种简单的苯丙烷及其衍生物经聚合形成的复杂的聚合物,由羟基肉桂醇的衍生物——木质醇氧化聚合而形成的。根据近年来木质素研究领域的最新进展,重点介绍了木质素的苯丙烷代谢途径中一些重要的酶的遗传操作,如PAL、C4H和COMT等,简单描述了部分酶的细胞和亚细胞定位,概括了木质素生物合成的酶学研究中存在的问题和前景。     

木质素生物合成途径中关键酶基因的分子特征

本文主要对苯丙氨酸裂解酶（phenylalanine ammonia-lyase,PAL）基因、4-香豆酸辅酶A连接酶（4-coumarate-CoA ligase,4CL）基因、肉桂醇脱氢酶（cinnamyl alcohol dehydrogenase,CAD）基因、过氧化物酶（peroxidase,POX）基因、漆酶（laccase,LAC）基因、dirigent（DIR）蛋白基因等木质素生物合成途径中关键酶基因的克隆、表达、调控等研究进展进行综述,旨在揭示上述木质素生物合成途径中关键酶基因的分子特征,为通过转基因技术来调控植物体中木质素的含量及其化学组成从而得到改良的新植物资源提供思路。     

莲雾果实采后木质素合成相关MYB基因家族及其作用分析

MYB转录因子在植物苯丙烷代谢的调控中具有重要调节作用,对木质素的合成有影响。为解析MYB基因家族在调控采后莲雾果实絮状绵软的分子机制,利用莲雾转录组数据库测序结果和生物信息学方法,对莲雾果实木质素合成相关的20个MYB转录因子基因(MYB基因)的理化性质和结构功能进行预测,并选择在贮藏期间差异表达的1个基因进行克隆和表达,分析其对莲雾果实木质素合成的影响。生物信息学分析表明:20个MYB基因包含91~591个不等的氨基酸残基,定位于细胞核,不存在跨膜结构;二级结构主要由α-螺旋和随机卷曲组成,在所有莲雾果实MYB蛋白中均有分布,20条莲雾MYB蛋白的三级结构绝大部分相似。系统发育树结果表明,莲雾MYB蛋白与番樱桃、巨桉和玫瑰木的亲缘性较近。从莲雾果实中成功克隆得到SsMYB48基因,GenBank登录号为MK204557.1;拟南芥的组织表达结果表明,SsMYB48基因对木质素合成关键酶基因AtF5H和AtPOD的影响较大,说明SsMYB48基因对木质素的合成可能起抑制作用。该研究结果为莲雾MYB基因家族功能的进一步研究提供了理论依据。     

蒸汽爆破过程麦秆木质纤维素的转化

采用低压蒸汽爆破技术处理小麦秸秆木质素。通过单因素试验,考察蒸汽爆破过程汽爆压力、液固比、物料粒度、维压时间对木质纤维素降解的影响,木质素的降解率达到22.67%。设计L9(34)正交试验,上述因素影响主次顺序为汽爆压力>液固比>维压时间>物料粒度,优化条件为汽爆压力0.6 MPa,液固比为20︰1,维压时间为30 min,物料粒度为20～60目,且对优化结果进一步验证。红外光谱分析表明,经汽爆后麦秆木质素结构受到了一定程度的破坏;扫描电镜观察,麦秆的纤维束受到了破坏,发生了断裂,且出现了多孔的结构。     

Characterization of humus-protease complexes extracted from soil

Pyrophosphate (140 mM, pH 7.1) extracts of two arable soils and one pasture soil were ultrafiltrated separating the extracted material into three fractions: A_I with nominal molecular weight (nmw) > 100 kD, A_II with nmw between 10 kD and 100 kD and R with nmw < 10 kD. Protease activity was determined in the fractions by using three different substrates: N-benzoyl-l-argininamide (BAA), specific for trypsin; N-benzyloxy-carbonyl-l-phenylalanyl l-leucine (ZPL), specific for carboxypeptidases; and casein, essentially a non-specific substrate. The derivative fractions were also analysed for their amino acid N and humic (HA) and fulvic (FA) acid contents. The organic matter of extracts and derivative fractions obtained from the pasture soil was analysed by isoelectric focusing (IEF) and that of fractions analysed by pyrolysis gas chromatography (Py-GC). Activities of the extract were monitored for their thermal stability and those of the extract and derivative fractions for their optimal pH.Due to the mechanical disintegrating action of sodium pyrophosphate over the humic substances during the fractionation process the amount of total organic C and FA in the fractions was ranked as R > A_II > A_I. The lowest amino acid N/organic C was found in the R fraction, whereas A_II fraction was rich in humic acids, carbohydrates and amino acid N and A_I fraction showed the lowest carbohydrate content. At least 70% of the total BAA- and ZPL-hydrolysing activity was associated to particles with nmw higher than 10 kD and at least 30% of these activities were present in particles with nmw higher 100 kD. Casein-hydrolysing activity was quite evenly distributed among the three fractions (A_I, A_II and R). The extracted protease-organic complexes were resistant to thermal denaturation and some of them showed optimal activity at pH values higher than 10 as a result of the polyanionic characteristics of the humic material surrounding enzyme molecules and of the presence of alkaline protease. Comparison of data obtained in Py-GC analyses and in protease activity suggests that BAA-hydrolysing activity was associated to a highly condensed humic matter and ZPL-hydrolysing activity to less resistant humic substances, while at least some of the extracted casein-hydrolysing activity was present as glyco-proteins not associated to humus. BAA-hydrolysing activity was probably inhibited by fresh organic matter of carbohydrate origin whereas lignin derived organic matter probably inhibited ZPL- and casein-hydrolysing activity.