糙皮侧耳PoLIM基因家族鉴定与表达分析

在NCBI、JGI数据库中检索糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)PoLIMs,进行生物信息学分析;测定PoLIM 1~PoLIM 6在25℃培养7 d(菌丝期),16℃培养5 d(扭结前期)、10 d(扭结后期)、15 d(原基期)、22 d(子实体期)的相对表达量以及菌丝在4℃冷胁迫12、24、48 h的相对表达量。结果表明:PoLIM1~PoLIM6的氨基酸数量为353~1 673;等电点为7.26~9.98;亚细胞定位预测均在细胞核中;有10个保守基序;启动子序列中包含光、生长素、MYB转录因子以及低温胁迫等响应元件。就相对表达量而言,PoLIM1在子实体期较高;Po LIM2在扭结后期和子实体期较高;Po LIM3、Po LIM4、Po LIM6在菌丝期较高;Po LIM5在扭结后期较高,在原基期及子实体期降低。与对照(25℃)相比,4℃冷胁迫时Po LIM1、Po LIM3、Po LIM5、Po LIM6的相对表达量升高。

糙皮侧耳BAG家族蛋白鉴定及其基因表达模式分析

在NCBI、JGI数据库检索糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)BAG蛋白(PoBAGs),对其进行生物信息学分析,并测定不同发育(菌丝、原基、子实体)阶段和高温(42℃)、低温(4℃)胁迫时PoBAG基因的表达情况,分析其表达模式。结果表明:共检索到3个(分别命名为PoBAG-1、PoBAG-2、PoBAG-3)具有BAG结构域的蛋白,其中,PoBAG-1、PoBAG-2还分别含有1个IQ基序和类泛素化结构域;PoBAG-1、PoBAG-3为亲水性不稳定蛋白,且亲缘关系较近,可能主要定位于细胞核和细胞质中;PoBAG-2为亲水性稳定蛋白,与其他具有类泛素化结构域的BAG蛋白具有较近的亲缘关系,可能主要定位于线粒体和细胞质中。与菌丝相比,3个PoBAGs在原基和子实体中相对表达量均显著上调;与对照(25℃)相比,42℃高温胁迫时,PoBAG-1、PoBAG-3相对表达量极显著上调,PoBAG-2显著下调;4℃低温胁迫时,PoBAG-1和PoBAG-2相对表达量显著上调,PoBAG-3显著下调。研究结果为进一步解析BAG家族蛋白在糙皮侧耳生长发育以及温度胁迫响应过程中的功能提供参考。

华北刺槐林与自然恢复植被土壤微生物量碳、氮含量四季动态

【目的】土壤微生物量碳、氮是植被所需碳、氮的重要＂源＂或＂库＂,是公认的综合评价土壤质量或肥力的重要指标,也是土壤生态系统变化的预警及敏感指标,研究其动态变化,可为退耕还林及后期管理决策提供科学依据,并为深入研究林地碳氮循环及温室气体排放提供参考。【方法】以农田（FL）为对照,研究华北土石山区10年生刺槐林、43年生刺槐林、自然恢复植被（NRV）土壤微生物量碳、氮的四季动态变化,并对各样地微生物量碳、氮对土壤营养库的贡献率进行对比研究。【结果】各样地微生物量碳、氮随土层加深而逐渐下降,其季节动态变化差异显著;农田、自然恢复植被、10和43年生刺槐林地0-20 cm土层微生物量碳、氮含量四季均值分别为251.94,290.68,150.66,197.34 mg·kg^-1和30.95,46.46,36.55,45.27 mg·kg^-1。其中：自然恢复植被的微生物量碳、氮含量四季均值最高,其微生物量碳含量分别是农田、10和43年生刺槐林的1.15,1.93和1.47倍,微生物量氮含量分别是它们的1.50,1.27和1.03倍;土壤微生物量碳、氮含量随刺槐树龄增大而升高,43年生刺槐林0-20 cm土层的微生物量碳、氮含量是10年生刺槐林的1.31和1.24倍。各植被样地不同层次土壤微生物量碳氮比季节差异明显,农田、自然恢复植被、10年和43年生刺槐林0-20 cm土层碳氮比四季均值分别为8.64,6.26,4.12和4.36;10,43年生刺槐林碳氮比分别是农田的0.48和0.50倍,是自然恢复植被的0.66和0.70倍。在0-20 cm土层中,农田、自然恢复植被、10和43年生刺槐林地微生物量碳对土壤有机碳平均贡献率分别为1.88%,2.00%,1.54%和1.24%,土壤微生物量氮对土壤全氮的平均贡献率分别为1.21%,5.44%,3.55%和2.26%。【结论】各样地土壤微生物量碳、氮之间显著相关,它们与土壤全氮、有机质和速效钾含量均显著相关;除此之外,土壤微生物量碳还与土壤硝态氮含量显著相关。随着树龄的增加刺槐林土壤微生物量尤其是微生物量氮含量显著提高,因而土壤的生物肥力也显著提高;由土壤微生物量碳、氮含量及其对土壤营养库的贡献率可知,自然恢复植被更利于土壤微生物结构、功能的恢复和生物活性的改善。

前处理对玉米秸秆蒸汽爆破效果的影响

为提高纤维乙醇生产过程中秸秆的预处理效果,该文研究了水预浸和CaO前处理对蒸汽爆破和酶解糖化的影响,并利用场发射扫描电镜(FE-SEM)、X-射线衍射仪(XRD)及傅里叶红外光谱仪(FTIR)对其影响机制进行了分析。结果表明:玉米秸秆经30%水(水料质量比30:100)预浸5d、经2%CaO(CaO与秸秆质量比2:100)处理3d或经30%水和2%CaO协同处理1d后再进行蒸汽爆破均可显著提高蒸汽爆破对木质素的降解,降解率由单独蒸汽爆破的20.6%分别提高到27.8%、35.1%和30.9%。玉米秸秆经3种复合预处理和酶解糖化后总糖浓度分别为3.81、3.59和3.46g/100mL,糖得率分别为42.2%、39.8%和38.3%,比单独蒸汽爆破预处理分别提高了23.7%、16.6%和12.3%。水预浸或CaO复合蒸汽爆破预处理后秸秆结构破坏严重,秸秆相对结晶度由单独蒸汽爆破的42.6%分别提高到47.0%和54.5%。水浸泡或CaO前处理可提高蒸汽爆破预处理效果和后期糖化效果,且所用试剂价格低廉,可以应用推广。

耐高温东方伊萨酵母乙醇发酵特性

燃料乙醇作为一种可再生清洁能源，越来越受到人们的广泛关注，选育出一株耐高温乙醇发酵菌株对于提高乙醇发酵效率、降低能耗和生产成本具有重要意义。该文对分离自烟叶腐解物中的耐高温乙醇发酵菌株HN-1进行生理生化特性试验及分子生物学鉴定，并对其发酵特性进行初步研究。结果表明：HN-1菌株为东方伊萨酵母，能够利用葡萄糖和果糖发酵生产乙醇，但不能利用木糖、半乳糖等。该菌株的最适生长温度为38℃，乙醇发酵的合适温度范围为38-45℃，且随着发酵温度的升高，乙醇生成速率加快，发酵时间缩短。38℃乙醇发酵的最适葡萄糖浓度为120g／L，乙醇产量为58．19g／L，乙醇产率为0．460g／g。利用玉米秸秆水解液发酵，乙醇产量为20．74g／L，乙醇产率为0．468g／g，达到葡萄糖理论转化率的91．6％。该研究为生物乙醇的高温发酵提供了宝贵的菌种资源和技术支撑。

蒸汽爆破玉米芯水解液脱毒及其发酵生产燃料丁醇

为探究以玉米芯为原料生产燃料丁醇的最佳工艺技术,该研究对蒸汽爆破玉米芯水解液的脱毒方式及脱毒后的水解液的丙酮丁醇发酵进行了研究。结果表明:D301树脂对玉米芯水解液进行脱毒的综合效果最好,甲酸、乙酸和总酚的脱除率分别达到60%、46.04%和56.31%,香草醛脱除率为100%,对糠醛和5-HMF的脱除率分别达到了82.95%和87.52%;同时总糖的损失率为4.38%。D301树脂脱毒后的水解液经C.acetobutylicum CICC 8016发酵丁醇和总溶剂产量分别为5.2和7.5 g/L,葡萄糖和总糖的利用率分别达到100%和73.67%。当D301树脂脱毒的玉米芯水解液初始糖的质量浓度为50 g/L时,丁醇和总溶剂(丙酮、丁醇和乙醇)的质量浓度分别达到最大9.7和14.6 g/L。该研究为利用玉米芯工业化生产燃料丁醇提供了可靠的技术支持。

纤维燃料丁醇研究进展

随着能源危机与粮食安全问题的日趋加重,以纤维质为原料生产石油替代燃料已成为生物质能研究的重点。分析了丁醇作为燃料的优点,归纳了丁醇发酵微生物的种类与研究现状,综述了纤维原料生产燃料丁醇的研究进展,最后对我国纤维燃料丁醇的产业化优势和前景进行了分析与展望。

华北土石山区刺槐和栓皮栎人工林土壤微生物数量和微生物量碳、氮研究

截止到2014年,全国水土流失面积已高达294.91万km2,占国土总面积的30.72%[1-2]。水土流失造成生态环境脆弱,植被破坏促使水土流失加剧是区域环境恶化的主要原因之一[3]。众多研究表明,植被恢复可有效地减少水土流失,是遏制生态环境恶化、改善脆弱生态系统的有效措施[4-6]。

丁醇高产菌株诱变育种及发酵条件优化研究

利用低温等离子体和亚硝基胍(NTG)对兼性厌氧产丁醇芽孢杆菌(Bacillus sp.)C2菌株进行复合诱变,分离筛选得到3株丁醇和总溶剂产量均有明显提高的突变菌株,其发酵7%玉米醪液后丁醇和总溶剂产量分别达到12.59g/L、12.44g/L、12.74g/L和20.36g/L、20.14g/L、20.79g/L,比出发菌株分别提高21.6%～24.5%和15.4%～19.1%。对编号为414的突变菌株发酵条件进行优化,在100mL三角瓶发酵体系中,该菌株的最适发酵条件为装液量100mL,种龄24h,接种量10%,pH 7(自然),37℃静置发酵72h,在此条件下,414菌株发酵7%玉米醪液产丁醇和总溶剂量分别达到12.58g/L～13.77g/L和21.25g/L～22.27g/L。

玉米秸秆水解液燃料丁醇发酵条件优化研究

对丙酮丁醇梭菌CICC8016发酵玉米秸秆水解液生产燃料丁醇的工艺条件进行了优化,其最佳工艺条件是:接种量10%、装液量100mL(总容量150mL)、种龄24h、初始pH6.0、发酵时间60h,添加1.3g/L麸皮。在此工艺条件下,玉米秸秆水解液的初始糖浓度为25g/L时,总溶剂(丙酮、丁醇、乙醇,ABE)产量为6.72g/L,其中丁醇4.54g/L,丁醇比例占67.5%,总糖利用率达87.61%,其中木糖利用率为78.37%。

生物质气化气发酵生产乙醇优良菌株的筛选

利用农业废弃物合成气发酵生产燃料乙醇不仅可以缓解中国的能源危机,也是减轻环境污染、促进农业可持续发展和改善农村环境的重要举措。该文对实验室富集获得的4个菌系及国内外报道较多的4个菌株发酵生物质合成气生产燃料乙醇的潜力进行了研究。结果表明:菌株LP-fm4、Clostridium sp.P11和A-fm4发酵生物质合成气生产乙醇的净产量分别为179.23、152.92和115.08 mg/L;菌体比生长速率分别为1.46、1.66和1.18d^(-1);乙醇比生成速率分别3.50、2.05和0.78d^(-1),单位菌体生成乙醇的量分别为2252.90、1450.20和1132.37 mg/g,显著高于其他菌株(群)。多重比较分析与综合性状聚类分析结果表明前两者为利用合成气高效发酵乙醇的理想菌体,菌A-fm4为具有潜力菌体。以期为未来农业废弃物合成气乙醇发酵提供了优良的菌种资源。

新型脱氮微生物与水体脱氮新工艺研究进展

氨氮是河流等淡水资源有机污染的主要污染指标之一。生物脱氮具有低成本、高效、无二次污染和易操作等优点,极具发展前景。重点概述了水体净化系统中新型脱氮微生物的种类及研究进展,介绍了厌氧氨氧化、短程硝化-反硝化和分段进水生物脱氮等高效节能新工艺的工艺原理。

合欢、金合欢和银合欢根瘤菌系统发育研究方法比较

利用位于染色体不同位点的多个基因序列进行分析是原核生物分类与系统发育研究的一个热点。本文采用atpD和glnⅡ两个持家基因的部分序列对9株分离自我国合欢、金合欢和银合欢的根瘤菌进行系统发育研究,并与以16SrDNA基因序列构建的系统发育树进行比较。结果表明三者在属水平上基本一致,CCBAU43060、CCBAU61139位于Rhizobium-Agrobacterium系统发育分支内;CCBAU51471、CCBAU35220、CCBAU51276和CCBAU61158属于Mesorhizobium,CCBAU35234、CCBAU61178和CCBAU35085位于Bradyrhizobium系统发育分支;在属内种间个别菌株(CCBAU61158、CCBAU43060、CCBAU61178)的系统发育地位存在差异,表明属内种间存在较广泛的基因交流。因此利用16SrDNA确定属水平的分类地位比较可靠,但利用系统发育的方法研究属内种间亲缘关系应采用多个功能保守的持家基因同时进行分析才能得出比较可靠的结论。

酶法复合脱毒提高玉米秸秆水解液丁醇发酵效率

利用玉米秸秆发酵产丁醇在生物质转化领域具有明显优势。为解除玉米秸秆水解液中多种有毒物质对微生物生长的抑制及对发酵产量的影响,该研究摒除常用的理化脱毒法,选择高效环保的酶法脱毒以实现溶剂高产。研究结果表明:通过优化漆酶和甲酸脱氢酶添加量以去除水解液中酚类和甲酸,单独添加漆酶5 U/m L、甲酸脱氢酶1 U/m L,水解液发酵的丙酮-丁醇-乙醇(acetone-butanol-ethanol,ABE,总溶剂)产量分别为1.03和1.11 g/L。再在活性炭的辅助下形成高效酶法复合脱毒体系,经复合脱毒处理的水解液发酵后丁醇产量达2.90 g/L,总溶剂ABE产量达到4.4 g/L,比未作处理的对照组发酵产量高出约5倍,实现了生物质的高效转化。可为玉米秸秆水解液发酵生产燃料丁醇提供参考。

贾鲁河水体微生物菌群结构季节动态变迁研究

采用稀释平板分离计数法和最大或然数法(MPN法)研究了贾鲁河水体和底泥中细菌、真菌、放线菌和脱氮功能微生物数量的季节变化.结果表明,水体和底泥中细菌数量显著高于真菌和放线菌,但季节变化不明显;脱氮功能微生物硝化细菌和反硝化细菌数量相当,夏秋季水体和底泥中脱氮功能微生物数量高于冬春季,且下游数量高于上游;与水体中微生物数量季节变化相比,底泥中微生物数量季节变化较稳定.16S rDNA PCR-DGGE分析表明,底泥中四季微生物种群结构差异显著,且存在明显的消涨变迁,拟杆菌、弓形菌等是贾鲁河底泥中的优势微生物.

木质纤维素水解糖制取的研究进展

木质纤维素资源丰富,高效制取可利用的纤维素水解糖是实现其高附加值产品生产的关键,能够促进后续生物基产品的开发和产业化进程。预处理和水解糖化技术将木质纤维素转化为含有单糖的纤维素水解液,利用活性碳和离子交换等方法净化脱毒后的水解液再经浓缩、结晶等步骤最终可获得纤维素水解糖晶体。文章综述了木质纤维素水解糖制取中原料的预处理、水解糖化、净化脱毒和浓缩结晶等关键技术的最新研究进展,并展望了今后的发展趋势。

表面活性剂降低烟碱对纤维素酶活性抑制作用的研究

为获得高效的烟秆酶解方法,缓解烟碱对于木质纤维素酶解体系的抑制作用,研究了烟碱对木质纤维素酶系中关键酶—纤维素酶的影响,在此基础上添加表面活性剂进一步分析纤维素酶活性的变化及酶解的效果。结果表明,0.1%底物质量分数的烟碱即会对纤维素酶活性产生显著的抑制作用,且随着烟碱质量分数的提高,抑制效果显著增强;非离子型表面活性剂PEG 6000、Tween 80和生物表面活性剂BSA、鼠李糖脂均能够不同程度降低烟碱对纤维素酶活性的抑制作用;Tween 80和BSA对烟秆酶解效果提升最显著,当添加量分别为0.03 g·g^(-1)底物和0.001 g·g^(-1)底物时,总糖质量浓度比对照分别提高了13.70%和10.34%,半纤维素转化率比对照分别提高了50.94%和40.04%,纤维素转化率没有明显变化。

活性炭纤维生态草对水体氨氮脱除的影响

研究了活性炭纤维(ACF)生态草对贾鲁河水体中氨氮脱除的影响。结果表明:ACF挂膜性能良好,其上生物膜的形成有利于对水体氨氮的脱除;与直接使用ACF处理水体相比,用富集有水体自然菌群或功能性菌群的ACF处理水体可显著提高对氨态氮的脱除速率,说明自然菌群或功能性菌群对水体的净化均具有一定的作用;氨氮的脱除需要氨化、亚硝化、硝化和反硝化细菌等多种功能性微生物的共同参与。

我国生物柴油原料来源的多样性探讨

生物柴油作为一种重要的生物质能源已引起世人关注,其生产和应用已成为缓解能源危机的重要组成部分。本文分析了我国生物柴油生产原料多样性的必要性,阐述了可用于生物柴油生产的原料类型和应用开发现状,以及用于生产时所存在的问题,提出了相应的解决对策,最后对生物柴油的应用前景给予了展望。