燃料乙醇制造的“零能耗零污染”趋势

酒精蒸馏废液有充足的非淀粉生物质可供沼气转化，沼液营养丰富可作酵母发酵工艺用水。通过酒精高浓度发酵、沼气高效转化、沼气热电联产、差压蒸馏、环形过程工艺等产能、节能、无废技术的研发和集成，将最终完成木薯原料燃料酒精制造向“零能耗、零污染”生产技术的转型。     

广西两种能源植物种植对土壤动物多样性的影响

在广西武鸣地区以木薯(Manihot esculenta)平地为参照,于2012年7月从能源植物种类筛选(甘蔗(Saccharum officinarum)与木薯)、种植模式(套作与单作)和地形选择(坡地与平地)等方面,对主要能源植物甘蔗和木薯种植地进行了土壤动物和土壤环境质量的调查.结果表明:在甘蔗种植地,土壤动物的数量、多样性、生物学质量均出现了显著下降,特别是生物学质量下降幅度达53％(P=0.032);在木薯平地上套种花生(Arachis hypogaea)对土壤动物的数量、群落组成及生物学质量无明显影响,但生物多样性显著上升;地形选择对土壤动物的效果明显,坡地的土壤动物数量、生物多样性及生物学质量均出现普遍下降.这些结果表明,木薯比甘蔗更适合长期种植,且通过优化种植模式,选择适当地形还可以缓冲木薯种植过程对土壤生物多样性和土壤质量的负面影响,因此可初步断定在广西可以优先选择木薯作为一种长期发展的能源植物.     

木薯SWEETs基因家族生物信息学及表达特性研究

SWEET (sugars will eventually be exported transporters)是植物中新发现的一类编码糖转运蛋白的基因,它在植物生长发育及糖代谢过程中发挥重要作用。该基因家族在木薯(Manihot esculenta)中尚未有详细的报道。本研究从Phytozome数据库获得了28个木薯SWEET候选基因并对其进行生物信息学分析,在华南124的木薯苗中通过荧光定量实验检测SWEET基因在旱胁迫下的表达水平。结果发现木薯SWEET基因被分为4簇,主要分布在第6条和第14条染色体上,编码234 aa与302 aa之间的氨基酸序列;木薯SWEET基因家族的表达在旱胁迫条件下发生了变化,其中明显上调的基因有9个,包括MeSWEET1b、MeSWEET2a、MeSWEET6、MeSWEET9a、MeSWEET9b、MeSWEET12、MeSWEET15a、MeSWEET15b和MeSWEET16c;而表达量明显下调的基因也有9个,为MeSWEET2b、MeSWEET3b、MeSWEET4、MeSWEET7、MeSWEET11、MeSWEET16a、MeSWEET16b、MeSWEET17a和MeSWEET17c。这些结果为进一步阐明SWEET基因家族在木薯中的功能提供理论依据。     

木薯果胶甲基酯酶抑制因子MePMEI1的生物信息学分析

为探讨木薯MePMEI1的分子结构特征。通过PCR扩增和测序技术及生物信息学分析工具对木薯MePMEI1基因进行克隆、测序及相关生物信息学分析。结果表明木薯MePMEI1基因编码区全长609 bp,编码202个氨基酸残基;MePMEI1基因编码蛋白分子量21.78 k D,理论等电点(pI)约为5.51;生物信息学预测发现,木薯MePMEI1蛋白是稳定的亲水蛋白;具有跨膜区为分泌蛋白;含有1个PMEI结构域,1个糖基化位点,31个磷酸化位点;二、三级结构以α螺旋和无规则卷曲为主。该蛋白的生物功能可能与细胞被膜、酶和生长因子等相关。木薯MePMEI1基因的生物信息学分析为进一步研究其遗传特性和生理生化机制提供了理论依据。     

木薯雌雄花分化形态结构观察及生理调控研究

本研究以木薯品种新选048为试验材料,观察和测定木薯花分化各时期的形态结构、内源激素及碳氮化合物含量,并开展木薯雌雄花分化的外源激素调控研究,揭示木薯花分化规律,初步探究木薯花分化的生理机制。试验结果表明:木薯从花芽分化开始到完成开花的全过程需要30 d,分化出的花序主要有全雄花序和雌少雄多花序两种类型,木薯性别分化前为同时具有雌蕊原基和雄蕊原基的两性花,花序抽出后5~8 d,雌花的雄蕊逐渐退化,花序抽出后5~7 d,雄花的雌蕊逐渐退化消失,形成单性花;在雌雄花分化过程中5种内源激素含量变化存在差异,在不同的分化时期雌花的细胞分裂素(CTK)、乙烯(ETH)含量均高于雄花;在雌雄花分化初期和分化中期雄花中的赤霉素(GA3)含量高于雌花;在分化中期雄花的吲哚乙酸(IAA)含量显著大于雌花;雌雄花的脱落酸(ABA)含量在分化各时期的差异不大;雄花蕾的碳、氮含量均高于雌花蕾,且雄花蕾的碳/氮(C/N)比值也整体高于雌花蕾,特别是在分化初期(5 d)达到了显著差异;外源激素调控雌雄花分化的研究结果表明,不同浓度的6-BA和ETH均有不同程度的促雌作用,其中浓度为60 mg/L的6-BA和1920 mg/L的ETH的效果最佳,而GA3对雄花形态建成具有促进作用,其最佳浓度为40 mg/L。由此可得出结论:木薯雌花分化的关键时期是花序抽出后5~8 d,雄花分化的关键时期是花序抽出后的5~7 d,CTK和ETH对木薯雌花的分化具有促进作用,GA3、IAA和较高的碳/氮比更有利于木薯雄花的分化。     

木薯ftsZ基因分离及在原核生物中功能初步鉴定

ftsZ基因是控制细胞分裂的关键基因,其蛋白能够在分裂位点形成一个环状结构而影响细胞分裂.为了研究木薯质体分裂与木薯淀粉品质形成的关系,根据木薯基因组数据库上的预测序列,设计引物,从木薯基因组中分离了与质体分裂相关的ftsZ家族3个新基因(ftsZ1,ftsZ2,ftsZ3).分别将它们与荧光蛋白基因(GFP)融合,构建了3个原核表达载体pET-fisZ1-GFP、pET-fisZ2-GFP、pET-fisZ3-GFP,并转化大肠杆菌BL21(DE3).通过荧光显微镜观察菌体的表型和分裂,初步鉴定了木薯质体分裂相关基因ftsZ家族对细胞分裂的作用.结果显示:尽管木薯与大肠杆菌的亲缘关系较远,ftsZ基因的同源性较低,但是两者表现出相似的功能,木薯ftsZ基因的表达能严重影响大肠杆菌细胞分裂.这一结果为进一步研究木薯ftsZ家族基因的功能奠定了基础.     

圆红冬孢酵母利用生物乙醇废水-木薯粉水解液发酵产油

【目的】获得能够高效降解生物乙醇废水化学需氧量(COD)的圆红冬孢酵母菌株,评估废水初始COD浓度对驯化菌株生长的影响,将木薯粉生产微生物油脂和高浓度有机废水降解过程整合,以生物乙醇废水为水源制备生物乙醇废水-木薯粉水解液培养基,明确产油效率高、生物乙醇废水COD降解率高的初始还原糖浓度。【方法】采用在高浓度的生物乙醇废水中进行多次驯化的方法,获得能够适应废水环境的圆红冬孢酵母菌株;采用双酶水解法对加入乙醇废水中的木薯粉进行水解;采用重量法监测生物量浓度变化,采用酸热法提取油脂,重铬酸钾法监测COD,DNS法测定废水还原糖浓度,凯氏定氮法测定总氮,钼酸铵比色法测定总磷。【结果】通过驯化筛选得到一株能耐受高浓度生物乙醇废水的优势菌株Rhodosporidium toruloides D5。以未稀释的废水为培养基,驯化菌株的最终生物量浓度和COD降解率分别为3.8 g/L和75.0%。采用生物乙醇废水-木薯粉水解液发酵时,控制初始还原糖浓度低于30 g/L时,生物量浓度和油脂浓度随初始还原糖浓度的升高而升高,均在120 h时达到最高COD降解率,初始还原糖浓度对达到的最大COD降解率无明显影响,废水N、P去除率分别达到99%和92%以上。【结论】在未经稀释的高浓度生物乙醇废水中可获得较高的生物量浓度;采用高浓度生物乙醇废水-木薯粉水解液培养基发酵产油,初始还原糖浓度为30 g/L,可在保证高油脂产量的同时,实现废水COD的高效降解,有效回收利用废水中残余的N、P源,从而降低微生物油脂生产和废水处理成本,研究结果可为开发廉价微生物油脂生产技术提供有用的参考。     

木薯高、低粉品种贮藏根生长关键期的生理生化特性比较

通过研究木薯Manihot esculenta高粉和低粉品种贮藏根在发育关键期(形成–膨大期)主要生理生化性质的差异及其动态变化，为木薯栽培管理和育种改良提供理论基础。对高粉木薯品种‘辐选01’(FX01)和‘Kasetsart 50’(KU50)以及低粉品种‘华南124’(SC124)和‘9I’于种植后120、130、140、151和165 d五个时期分别取贮藏根样品，测定淀粉、可溶性糖、脱落酸(ABA)、保护酶、活性氧(ROS)、丙二醛(MDA)等生理生化指标并分析变化规律。结果表明，可溶性糖含量在贮藏根皮层中始终高于淀粉储藏区；高粉品种中总可溶性糖含量在贮藏根膨大期快速增加，且表现出较高的抗氧化酶活性和较低的ROS及MDA含量；ABA含量呈现出高粉品种比低粉品种低的趋势。木薯低粉和高粉品种中可溶性糖的分布与其转运后合成淀粉的规律相一致，高粉品种中淀粉的积累速率始终高于低粉品种，其较高的抗氧化酶活性和较低的ROS及MDA含量有利于木薯贮藏根中淀粉的积累。     

EVA生物降解鞋材专用树脂的研制

介绍了生物降解塑料的现状、发展;重点介绍了EVA 生物降解鞋材专用树脂的品种、作用机理、工艺流程,并展望了鞋材专用EVA 生物树脂的前景.     

木薯外植体快速、高效消毒的简易方法

本研究以木薯栽培种华南7号的幼嫩茎段为外植体,就取材地点,取材时间,取材天气,消毒试剂进行筛选研究,以发展一套木薯外植体快速、有效消毒的简易方法.实验结果表明,来自室内培养植株的外植体接种污染率低.大田取样中午脱菌效果好于清晨和傍晚.连续晴天取材脱菌效果比雨后第2天稍好.0.1%HgCl2对室内所取材料消毒效果好于10%NaClO的消毒效果,前者无菌率平均高达90%以上.