基于钙基催化剂的生物质焦油催化裂解试验

生物质气化技术是生物质高值利用的重要技术之一，然而却存在副产品焦油难以处理的问题。为了解决生物质气化过程中副产品焦油的问题，以钙基催化剂为床料，在流化床反应器内开展焦油催化裂解试验。结果表明，钙基催化剂对焦油裂解具有很好的催化作用，可显著提高焦油裂解效率；流化床的操作条件对生物质焦油的催化裂解过程产生了重要影响，即操作温度越高，焦油裂解效率也越高，加入适当比例的水蒸气可以提高焦油裂解效率，且能增大产品气的产量。研究结果显示，添加钙基催化剂后，理想的操作温度为850℃，水蒸气与焦油质量比例为5∶1。研究结果为焦油的再利用相关研究提供了参考。     

美国Battelle研究所开发利用木屑生产生物油的移动装置

2013年11月7日，美国Battelle研究所宣布，开发出了利用催化热分解反应将木材碎片或农业废弃物等生物质转化成生物油的移动装置。     

微藻养殖反应器分类及生物质产率计算方法

微藻养殖的本质是光能转化,而光线的接收和传递受反应器形状和排布方式的影响非常大.实验室中的微藻养殖反应器主要有两种,锥形瓶和柱型广口瓶,前者的光程比后者短得多.室外微藻养殖实例较少,开放池和光生物反应器的大小、形状和排布方式差异大,光程的计算和比较更复杂.为了便于比较和推算不同类型反应器的光合作用参数和生物质产率,本文分别讨论了圆柱形反应器(玻璃反应瓶、平行管式和立柱式反应器)和长方形反应器(开放池和板式反应器)的容积、表面积及占地面积生物质产率的计算方法,并给出了不同产率的换算关系.本文还介绍了光程(LP)、藻液受光率(S/V)和藻液占地率( V/L)等表征反应器光合效率的参数.     

生物催化剂的发现及改造

生物催化剂是限制工业生物催化的重要瓶颈,发现新型生物催化剂或生物催化剂的新功能及新底物是目前的主要任务。实现该目标的方法有三种:(1)从环境样品中筛选,(2)利用蛋白质工程改造现有生物催化剂,(3)探寻现有生物催化剂的新功能。本文描述了上述三种方法的关键步骤及技术,其中重点介绍了高通量培养技术以及新近发展起来的半理性设计改造生物催化剂的技术。     

《科学-转化医学》：发现25种可致白血病复发分子

日本理化学研究所公布,该研究所免疫过敏科学综合研究中心的石川文彦和小原收等人组成的联合研究小组,发现了25种存在于白血病的干细胞中、可引起白血病复发的主要原因分子,根据这一发现,科学家可开发出保护正常血液干细胞、     

生物催化剂发现与改造的研究进展

生物催化是指将酶或生物有机体用于有用的化学转化的过程,在人们对传统化学催化的环境影响抱有忧虑的情况下,生物催化提供了一种有吸引力的选择。在过去的几十年里,对生物催化剂的研究每出现一次大的进步,生物催化的发展就会出现一次高潮。因此,生物催化剂的发现与改造已成为当今研究的热点。宏基因组文库技术的出现克服了许多微生物不可培养的障碍,人们能够从自然资源中获得丰富的潜在的生物催化剂。而基于理性设计的分子改造技术的发展,可以使得人们对潜在的生物催化剂进行快速而有效的改造以满足工业化生产的需求。随着生物催化剂发现与改造的手段不断进步,更多的优良生物催化剂得到了广泛的应用,生物催化在工业生产中也得到了更深入的应用。结合作者的研究工作,总结了生物催化剂发现与改良的一些研究进展,以为获得更多优良的、能够实现工业应用的生物催化剂奠定理论基础。     

添加生物质炭对桉树人工林土壤磷组分及转化的影响

为改善我国亚热带桉树人工林土壤磷(P)供应不足的状况,该研究利用生物质炭(BC)作为土壤改良剂,以桉树人工林(林龄为15年)土壤为研究对象,通过室内培养试验,分别加入不同用量 [0(CK)、2%、5%、10%和20%]的BC,重点探究不同用量BC对土壤P组分及转化的影响及其与土壤理化性质之间的关系。结果表明:(1)与CK相比,20%的BC添加量显著提高了土壤硝态氮(NO₃^--N)、全磷(TP)、微生物生物量磷(MBP)含量和pH值(P<0.05),而2%、5%和10%的BC添加量仅显著提高了MBP和pH值(P<0.05),对其他土壤理化指标无显著影响。(2)与CK相比,2%的BC添加量显著提高了易利用性磷(LP)(P<0.05),5%和10%的BC添加量显著提高了速效磷(AP)和LP(P<0.05),20%的BC添加量显著提高了AP、LP和难利用性磷(OP)(P<0.05),但中等程度利用性磷(MP)在4种BC添加量下均无显著变化。(3)与C、N和P转化相关的β-葡萄糖苷酶(BG)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、蛋白酶(LAP)和酸性磷酸酶(ACP)活性均在10%和20%的BC添加量下显著高于CK(P<0.05)。(4)相关分析结果表明,ln(BG)和ln(NAG+LAP)均与ln(ACP)呈显著正相关(P<0.05); 冗余分析(redundancy analysis,RDA)表明,pH、TN和TP是驱动桉树人工林土壤P组分变化的最主要因素; 结构方程模型(structural equation model,SEM)进一步表明,pH、C:P和N:P是驱动土壤P转化的最关键因子。综上所述,不同用量BC主要通过影响土壤理化性质提高与C、N循环相关的酶活性,并在一定程度上改善桉树人工林土壤的P供应潜力,其中以高浓度BC添加量(20%)的效果最佳。该研究对指导我国桉树人工林土壤养分管理及促进林业可持续发展具有重要意义。     

兰州化学物理研究所利用废弃食用油制备生物柴油技术获国家发明专利

中国科学院兰州化学物理研究所的Co盐催化剂研发课题组近年来开展了用废弃食用油制备生物柴油的研究,将废弃食用油去杂质、脱水,进行预处理,然后加入无水乙醇作为萃取剂脱酸,再加入碱性复合催化剂和甲醇溶液在30～60℃下酯化0．5～1．5h,最后经过分离、蒸馏得到生物柴油,生物柴油最高收率达到92．4％。该技术获得国家发明专利（专利号：ZL200610043018．5）。     

日渐崛起的生物质能源

地球能量的终极来源,除形成之初集聚的核能与地热外,与我们关系最为密切的是来自太阳的辐射。绿色植物出现前,辐射能尽散失于大气,唯绿色植物可利用太阳辐射能将它吸收的二氧化碳和     

秸秆生物质炭对土壤结构体与活性碳分布、转化酶动力学参数及小麦生长的影响

为探明生物质炭输入土壤后与水稳性团聚体的作用机理,及对土壤活性碳库、微生物活性、作物生长的促进作用。以生物质炭和秸秆碳为外源碳材料,两者等碳量添加条件下,在小麦不同生育期采用湿筛法、电镜扫描、酶动力学方程等方法,测定土壤结构、酶活性、活性有机碳、及小麦产量等指标的响应情况。结果表明:生物质炭添加下,土壤0.25 mm大颗粒团聚体显著增加了16.9%—45.8%;土壤结构体分布以土壤大颗粒团聚体为主,含量约为小颗粒团聚体的2倍。生物质炭少量或适量添加(0.8%或2.4%),土壤微生物量碳增加了9.7%—33.6%,溶解性有机碳降低了12.6%—27.5%;而过量添加下(8%),则呈现正好相反的规律。生物质炭输入下,转化酶动力学参数Km、Vmax、k分别下降了17.3%、17.0%、16.1%。生物质炭适量添加下,小麦产量增加了14.9%—19.1%;秸秆3%和10%添加水平下,小麦产量则下降了37.3%和90.1%。整体而言,生物质炭通过增加0.25 mm大颗粒团聚体的形成及土壤转化酶的活性来促进土壤结构和作物的生长的改善,且生物质炭在2.4%水平下的生物质炭添加改善作用最为突出,有助于研究区域过剩秸秆资源的资源化利用。     

比利时VIB研究所发现木质素生物合成途径的关键酶

2013年8月15日,比利时VIB研究所宣布,在植物细胞壁主要成分之一的木质素生物合成途径中,发现了编码caffeoyl shikimate esterase（CSE）酶的新基因。木质素是在用植物类生物质生产生物燃料过程中提取纤维素糖时的障碍,由于发现了新基因,以更高效率生产生物燃料出现了可能性。     

茶树原位转化方法的建立

解决茶树缺乏高效、稳定的遗传转化体系问题,建立了一种基于根癌农杆菌介导的茶树原位转化转基因方法,为茶树基因功能研究和种质创新奠定坚实的基础。以茶树品种‘铁观音’、‘白叶1号’和‘龙井43’的实生幼苗为受体材料,进行去顶芽和腋芽处理。利用根癌农杆菌菌液侵染实生苗伤口,通过抗性筛选获得再生芽,经分子生物学鉴定后,采用短穗扦插法获得茶树转基因植株。结果表明,再生芽中GUS(β-glucuronidase)和HYG(hygromycin)标记基因经多次PCR检测均为阳性,经测序验证PCR产物序列与标记基因序列一致。‘铁观音’、‘白叶1号’和‘龙井43’的转化率分别为8.14%、2.99%和2.53%。建立了不依赖茶树组织培养的原位转化转基因体系,具有操作简便、转化率高、成本低、试验周期短的特点。     

提高水稻基因枪转化效率的研究

在转化前将受体材料转移到高渗培养基上,即用含有一定浓度的甘露醇和山梨醇的培养基对受体材料进行处理。基因枪轰击后把受体材料转出,结果表明,这样做明显提高了瞬时表达（ＧＵＳ基因的表达）效果,用可筛选的标记基因（潮霉素磷酸转移酶基因,ＨＰＴ）试验表明,经高渗处理后,稳定转化的效率也有提高。用基因枪将带有ＨＴＰ基因的粒子轰击其盾片,经过筛选及植株再生,获得了转基因植株,ＰＣＲ扩增反应及Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交证明了外源基因已整合入水稻的基因组     

兰州百合基因枪转化方法的研究

以兰州百合试管苗鳞片叶为受体,通过基因枪转化法将脱氢抗坏血酸还原酶基因(DHAR)转入兰州百合,并用GUS染色、PCR扩增和Southern杂交等技术进行转基因株系的检测.结果表明:以兰州百合鳞片叶为受体材料,在轰击压力1 100 psi、轰击距离6 cm时,抗性率高达14%,转化率为1.5%;10 mg/L的潮霉素对鳞片叶具有很好筛选作用.GUS分析发现,转化株系叶片为蓝色;PCR检测和Southern杂交进一步证实抗性株系为转基因植株,且为单拷贝.     

植物遗传转化的替代方法及研究进展

农杆菌介导法和基因枪法是两种目前应用最广泛和最可靠的植物遗传转化方法.由于其存在一些不足,因此,需要探索可替代它们的其他植物遗传转化方法以弥补农杆菌介导法和基因枪法的缺点,使其更加适用于特定目标植物的转化事件中,转化效率也随之提高.对这些可替代的遗传转化方法进行概述,并简要介绍各种方法的优缺点及其在农作物转化中的应用情况.     

一种优化的质粒转化简便方法

目的:质粒DNA转化时,比较不同的冰浴时间、热休克时间、预培养时间对转化效率的影响.优化质粒DNA转化方法,缩短了转化时间,该方法可获得与常规转化方法相当的转化效率.方法:质粒DNA加入感受态细胞中,混匀冰浴5min,42 ℃热休克60s,接着冰浴1min,37℃预培养10min,涂布预热至37℃的平板.结果:操作时间由2h减至20min,转化效率没受影响.结论:该方法较标准的转化流程更加简便、省时、实用.     

鼠李糖乳杆菌遗传转化方法的优化

采用原生质体电转化和PEB电转化方法向鼠李糖乳杆菌LA-04-01中导入外源基因。在培养过程中使用甘氨酸和青霉素辅助溶菌酶处理细胞制备原生质体,得到300个/μg的转化子。使用PEB缓冲液处理细胞,使转化率稳定达到6×105个/μg,建立了针对鼠李糖乳杆菌简便高效的转化方法,为进一步的基因操作提供了便利。     

基于矿石纳米材料的DNA转化的机理初探及方法改进

一种价格便宜、资源丰富和对人体无害的矿石纳米材料——海泡石,用于微生物DNA转化。该法简便、快速、对人体健康无害,但对这种转化方法机制的理解还有很多问题。通过小片段RNA竞争试验,发现了与先前报道不同的转化机制。同时,对该法进行了优化,结果可以实现对冷藏1个月的大肠杆菌EscherichiacoliDH5α单菌落直接转化,无需感受态制备和处理后的温育过程,可得到比钙转高的转化率。由于可优化的参数很多,所以这种转化方法可以提升的空间很大。同时,该方法可用于探索其他用钙转和电转未成功的微生物。     

微藻高效基因枪转化方法的建立

基因枪法是外源基因导入微藻细胞的重要手段。然而,发展至今,微藻细胞基因枪转化效率一直偏低（10~50个转化子/μg DNA）,高价低效的转化方法阻碍了基于高通量转化子的基因功能分析。为了提高基因枪的转化效率,本研究以三角褐指藻为材料,从抗生素选择培养基的改良,微载体的选择、制备、包埋、点膜和轰击参数的优化,以及受体细胞的处理等方面进行了系统研究。结果显示,采用50%海水盐度f/2培养基可以提高博来霉素的效价,f/2固体培养基中2216E营养物质的加入能缩短1/3的平板筛选时间。微载体制备应选择对金（钨）粉没有吸附作用的离心管,制备量/管应少于3.5 mg。微载体轰击量每次大约为0.75 mg,过量将会造成一个轰击死亡圈,过少将导致轰击成本上升。当轰击间距A为6.35 mm,间距B为11 mm,间距C为6 cm时,可以获得最多的转化细胞。109个受体细胞铺成较厚的多细胞层能显著提高转化效率。经过上述优化与改进,本研究将现有文献报道的转化效率提高了4.7~30倍,达到295 ± 60个转化子/μg DNA。该方法除适用于三角褐指藻外,也可广泛应用于其他微藻（杜氏盐藻、小球藻）的基因枪转化研究,可以为微藻基因工程研究提供快速,高效和可靠的操作技术。     

鸭疫里默氏杆菌自然转化的发现及机制研究进展

自然转化(natural transformation)是微生物水平基因转移的一种重要机制,其在遗传多样性的产生或修复DNA损伤等方面发挥着重要作用,并且与耐药基因、毒力因子的扩散息息相关。鸭疫里默氏杆菌(Riemerellaanatipestifer,RA)是威克斯菌科中第一个被发现可以发生自然转化的细菌,本文作者利用此特点建立了多种基因编辑的方法,促进了对其遗传多样性和致病机理的研究进程。通过系统性地研究影响鸭疫里默氏杆菌自然转化的因素,鉴定出了参与该菌自然转化的营养物质;通过筛选转座子插入突变体文库,鉴定出了参与该过程的必需基因;最终,在该菌发现了一种新型的自然转化系统。本文结合其他细菌自然转化研究进展,针对以上研究结果进行综述,以期对该菌的自然转化机制有更深入的理解,也为更进一步探明该菌的耐药和毒力基因获得机制提供参考。