玉米套种堆作甘薯增产机理的研究

玉米套种“堆作甘薯”能充分利用光能，并降低土壤容重、增加孔隙度和提高三相比中的气相容积，同时使土壤热容量、导热率和热扩散率降低，昼夜温差增大，因此能明显提高甘薯的产量和品质。     

甘薯LEA2基因的克隆与表达分析

胚胎发育晚期丰富蛋白(Late embryogenesis abundant,LEA)是植物在逆境胁迫下产生的一种应激蛋白质,具有较高的亲水性和热稳定性,与植物抗逆功能密切相关,研究LEA家族基因对于甘薯抗逆性分子育种具有重要意义.通过对甘薯(徐薯18)转录组数据库搜寻时发现编码LEA2的转录本,随后对该转录本进行了克隆和测序分析,利用数字表达谱(Digital Gene Expression Profi ling,DGE)和半定量RT-PCR分析了Ib-LEA2在不同组织和不同发育阶段的表达图谱.为进一步了解Ib-LEA2在生物体响应盐胁迫中的作用,将Ib-LEA2连接原核表达载体pET-32a,用大肠杆菌BL21(DE3)菌株进行盐胁迫的耐受分析.结果显示:Ib-LEA2完整的开放阅读框(ORF)长度为942 bp,编码313个氨基酸残基.进一步研究发现,在甘薯组织内同时存在3个高度同源的LEA 2基因型(核苷酸序列99%),分别命名为Ib-LEA2a、Ib-LEA2b和Ib-LEA2c.数字表达谱和半定量RT-PCR的结果显示Ib-LEA2在不同组织和发育阶段具有不同的表达图谱,在茎中的表达量远远高于叶和根.大肠杆菌BL21(DE3)菌株盐胁迫的结果显示,较之对照菌株,表达Ib-LEA2的菌株能够更好地耐受高浓度的NaCl.研究表明,Ib-LEA2对盐胁迫有一定的响应能力,能够保护细胞免受高盐的毒害.     

4个甘薯品种不同生育期的乙醇发酵比较

为了寻找适于燃料乙醇生产的甘薯品种,分别测定了4个甘薯品种--品种1、品种2、品种3、南薯88(对照)生育期100 d、130 d和160 d的可发酵糖含量和乙醇发酵参数,并进行了比较分析.结果表明,品种1和品种2的单位面积乙醇产量分别达4.79 t hm-2和4.83 t hm-2,均高于对照品种南薯88(4.58 t hm-2);品种1和品种2生长到d 130时单位面积乙醇产出速度最快,分别为36.84 kg hm-2d-1和37.13 kg hm-2d-1,对照品种南薯88的乙醇产出速度为35.24 kg hm-2d-1;生产1t无水乙醇,使用不同甘薯品种的原料消耗量依次为品种1(6.40 t)＜品种2(6.49 t)＜品种3(7.31t)＜南薯88(9.17t),发酵废渣排放量(按干重计)依次为品种1(0.56 t)＜品种3(0.60 t)＜品种2(0.63 t)＜南薯88(0.64 t).说明品种1可在甘薯燃料乙醇生产上推广应用,且生长130天时即可收获,以提高甘薯燃料乙醇生产的经济性.图4表1参14     

鲜甘薯发酵生产燃料乙醇中的降粘工艺

鲜甘薯高浓度发酵生产燃料乙醇的瓶颈之一是醪液粘度高,容易堵塞管路,严重影响工业化生产和增加能源消耗,同时也会降低乙醇发酵效率.为解决此问题,进行了添加降粘酶系及其作用条件优化研究,结果如下:1)确定最适降粘酶系为四川禾本生物工程有限公司的纤维素酶,粘度由1.7×104mPa.s降到8.8×102mPa.s,并且降低了生产成本;2)确定降粘酶作用前高温处理条件:110℃,20 min;3)最适降粘酶对不同品种鲜甘薯高浓度发酵的降粘效果表明降粘酶对大部分品种鲜甘薯降粘效果较好,粘度均约为1.0×103mPa.s以下,最低粘度只有2.7×102mPa.s,粘度下降率均在95%以上;4)在确定最适降粘酶系和其作用前高温条件后,将其应用于工业化生产,加入降粘酶2 h后发酵醪液的粘度由1.8×105mPa.s下降到2.7×103mPa.s,发酵后终粘度仅为7.9×102mPa.s,发酵时间仅为23 h,乙醇浓度达到10.56%(V/V),进一步验证了该降粘酶系应用于工业化鲜甘薯燃料乙醇生产的实际意义.表8参19     

鲜甘薯发酵生产高浓度乙醇的技术

乙醇作为燃料可以改善能源结构,减少对石油进口的依赖.高浓度发酵技术是一种生产燃料乙醇的新兴技术,有利于降低乙醇的生产成本.本研究采用酿酒酵母以鲜甘薯为底物进行了快速高浓度乙醇发酵的研究.对高浓度乙醇发酵的影响因素如发酵促进剂种类和浓度、无机盐、维生素及初糖浓度进行了探讨,获得了最佳发酵培养基配方,确定最适发酵促进剂为B,浓度为1.20 g kg-1,不需要添加无机盐和维生素,初糖浓度为270 g kg-1.在最适条件下,28 h可生产乙醇132.86 g kg-1,乙醇发酵强度达4.74 g kg-1h-1,发酵效率达91.44%.发酵规模放大至10 L时,28 h可产生乙醇131.71 g kg-1,乙醇发酵强度为4.70 g kg-1h-1,发酵效率为90.53%.图3表3参16     

不同方法对甘薯块根可溶性蛋白的提取效果

为建立一套适宜甘薯块根蛋白质组学分析的双向电泳体系(2-DE),采用匀浆法、丙酮沉淀法、TCA-丙酮沉淀法和酚提取法来制备甘薯块根可溶性总蛋白,并分别通过蛋白质定量、SDS-PAGE和2-DE技术来评估这4种蛋白制备方法提取甘薯块根蛋白质的优劣.结果显示,每0.5 g鲜薯块根,经Bradford方法测定蛋白质的得率分别为1.6 mg、2.4mg、1.2 mg、1.9 mg.SDS-PAGE的结果表明,匀浆法、丙酮法制备的蛋白质分离到的条带较少,且在约M r20×103处的储藏蛋白含量较高;TCA-丙酮法和酚提取法制备的蛋白质分离到的条带则明显多于前两种方法,且M r20×103处储藏蛋白的相对含量也明显减少.2-DE结果显示,匀浆法制备的蛋白质在进行双向电泳分析时,几乎不能完成聚焦过程,仅在凝胶的碱性端出现少量的蛋白质斑点,丙酮法和TCA-丙酮法要优于匀浆法,但是蛋白质斑点数量仍然较少,酚提取法提取的蛋白质在进行双向电泳时分离到的蛋白质斑点数最多,为1 120个,且在凝胶上均匀分布,背景清晰.综上所述,酚提取法是适宜甘薯块根蛋白质双向电泳样品制备的最佳方法.     

农业秸秆在杏鲍菇生产中的应用

利用花生秸、玉米秸、甘薯藤配以棉籽壳、麸皮作为杏鲍菇栽培基质,以w(棉籽壳)=80%、w(麸皮)=20%作为对照配方,研究了 6种秸杆配方的培养料对杏鲍菇生长发育和产量的影响.结果表明:不同配方培养料对杏鲍菇的菌丝生长速度和生长势、生产周期、产量和生物学效率均有较大影响;玉米秸、花生秸是杏鲍菇优良的营养基质,其中,以玉米秸粉和棉籽壳为主料的培养料更适合杏鲍菇生长,其菌丝生长速度快,生长势最强,出菇较快,且产量最高,生物学效率町达60%以上.综合出菇后菌渣作为动物饲料原料的适口性来考虑,以w(棉籽壳):30%、w(玉米秸粉)=50%、w(麸皮)=20%的配方为最佳.     

河南省甘薯产业化发展对策研究

甘薯高产稳产、抗逆性强、营养丰富又有保健功能,是入世后中国农产品参与国际竞争的强势作物。通过对河南省甘薯的生产现状与优势进行分析,针对生产中存在的主要问题,提出了河南省甘薯产业化发展的对策和建议。     

CO2浓度和光合光量子通量密度对叶用甘薯组培苗光合自养和过氧化物酶活力的影响

以新兴蔬菜叶用甘薯组织培养苗的茎节段作为外植体，用MS低糖、无激素培养基进行生根培养，设置不同的CO2浓度(Ci)和光合光量子通量密度(PPFD)对组培植株进行环境调控处理，获得小植株净光合速率最高的处理组合(Ci，PPFD)=(8720μmol mol^-1，250μmol m^-2 s^-1)，并在此组合下继续培养21d。结果表明：该调控系统可以有效地调节控制组培苗生长环境中的Ci和PPFD，提高组培苗的光合自养能力，实现低糖、无激素培养，处理组植株生长健壮，叶片数、株高、根鲜重和单株鲜重分别高出CK组57．7％，103．3％，131．6％和225．35％，叶片和根系过氧化物酶活力分别高出CK组26．3％和24．0％。图3表1参18。     

不同施肥模式下甘薯乙醇生命周期能效与环境影响分析

采用生命周期分析方法,以1 000 L甘薯乙醇为单位功能单元,将甘薯乙醇生产体系分成作物种植、原料运输和乙醇转换等3个单元,对其生命周期能耗与环境排放进行清单分析和影响评价,比较习惯施肥与测土配方施肥下甘薯乙醇生命周期9类环境影响潜力的差异。结果表明：两种施肥模式下甘薯乙醇生产体系的生命周期能源效率分别为1.41和1.43。习惯施肥模式下甘薯乙醇生命周期主要环境影响类型包括人体毒性、富营养化、酸化、淡水生态毒性、能耗和全球变暖,其环境影响潜力分别相当于2000年世界人均影响潜力的40%、40%、31%、29%、25%和20%。测土配方施肥降低了化学氮肥和磷肥使用量,提高了肥料利用效率和甘薯单产,使富营养化、淡水生态毒性、酸化和全球变暖潜力分别降低了31%、15%、9%和7%。可见,测土配方施肥模式可改善甘薯乙醇生命周期的能源效率并显著缓解其负面环境影响。