关键词： 低共熔溶剂   预处理   木质素   结构演变   β-O-4键  

摘要： 本研究考察了不同ChCl/羧酸、氢键供受体比例,处理温度和时间对杨木木质素脱除效果的影响;并采用XRD、FT-IR、GPC、HSQC表征手段对固体残渣和提取木质素进行结构表征,研究木质纤维素三组分的结构演变规律。结果表明,低温下(90℃),ChCl/FA木质素脱除率高于90%,木质素提取率和纯度高达63%和90%。纤维素保留率>98%,纤维素晶型不变(I_(β)型),固体残渣结晶度高达70%。提取木质素平均相对分子质量为1400,β−O−4保留率高达71%,占所有连接键的84.8%,是制备单酚的理想原料。

关键词： 鱼腥草   液氮低温预处理   顶空固相微萃取   气相色谱-质谱联用  

摘要： 以贵州鱼腥草为试验材料,利用顶空固相微萃取联动气质色谱分析技术(HS-SPME-GC-MS),分析对比鱼腥草在常温和液氮低温预处理下挥发性香气成分的变化。结果显示:鱼腥草在常温和液氮低温预处理后,分别检出22种和29种挥发性香气成分,拥有19种相同的香气成分,共同拥有烯烃、酯类、醛类等6大类别,其中烯烃类和酯类含量占比较高;液氮低温对烯烃类提取物质提取效果更好;香气成分分析得出,鱼腥草香气主要以乙酸龙脑酯、乙酸松油酯为代表的木香和以柠烯、蒎烯为代表的新鲜辛木香为主构成的主体香气特征,佐以甲基正壬酮的特征蜡香和柑橘果香所构成的香气特征。

关键词： 苹果(Malus domestica)   花药培养   基因型   低温预处理   不定胚  

摘要： 为进一步提高苹果花药培养不定胚诱导率,本研究以‘丹霞’、‘富士’、‘嘎啦’、‘红星’、‘红玉’、‘津轻’、‘硕红’、‘千秋’、‘珊夏’‘、王林’、‘祝光’、‘wijcik’等12个苹果品种和八棱海棠、山定子的花药为试材进行培养,分析研究了不同基因型、低温预处理、培养基中蔗糖浓度、凝固剂、活性炭以及培养条件等对不定胚形成的影响,结果表明12个苹果品种中‘祝光’不定胚诱导率最高,高达34.3%,其次为‘红星’11.9%和‘千秋’5.1%,‘王林’没有诱导形成不定胚;八棱海棠、‘丹霞’、‘富士’和‘嘎啦’4个基因型在低温预处理30 d以后均表现出随低温处理时间延长不定胚诱导率显著增加的趋势;培养基蔗糖浓度为5%、凝固剂为0.75%Bactagar有利于不定胚和愈伤组织的诱导;培养基中添加一定浓度的活性炭有利不定胚的诱导;25℃恒温是进行苹果花药培养的适宜条件。研究结果为建立高效且适宜苹果遗传转化的苹果不定胚再生体系提供了理论基础,同时丰富了纯合基因型株系群体,为进一步的遗传分析提供了研究材料。

关键词： 水稻   拟禾本科根结线虫   地理种群   繁殖力   致病力   适应性   低温预处理  

摘要： 水稻作为世界主要粮食作物之一,在我国粮食生产中发挥着极其重要的作用。然而,近年来我国南方水稻主产区水稻根结线虫病频发,发生程度和为害面积逐年增加,严重威胁我国的粮食安全。本研究采集了我国不同地理位置的水稻根结线虫,进行了病原分离与种类鉴定,研究了不同地域水稻根结线虫的繁殖力和致病性,并比较了水稻根结线虫不同地理种群对温度的适应性差异,初步揭示了水稻根结线虫病蔓延扩展的机制,为进一步预防和控制水稻根结线虫病提供了理论依据。通过试验取得了以下研究结果:1.根结线虫病的病原线虫种类鉴定:2020年从我国5个省份的水稻产区采集病株,通过分离、收集和扩繁获得了河南新乡,湖南安定、望城、益阳,广西融安、临桂,广东湛江,海南临高等8个根结线虫地理种群,对其进行形态学分析和分子生物学鉴定,确定分离得到不同地理种群的病原线虫种类均为拟禾本科根结线虫(Meloidogyne graminicola)。2.不同地理种群的繁殖力和致病力差异分析:将供试线虫接种水稻后以营养液漂浮板法进行繁殖力与致病力测定试验,结果显示河南新乡地理种群的繁殖系数最低,为34.1,繁殖力显著低于湖南安定、望城、益阳种群(P<0.05)。繁殖系数最高的益阳种群为46.4,繁殖力仅与安定种群无差异,而显著高于除安定外的其他地理种群(P<0.05),表明我国拟禾本科根结线虫的繁殖力在部分种群之间存在差异;致病力试验表明该线虫不同地理种群对水稻鲜重、株高、叶绿素等生理指标的影响存在差异,表明我国拟禾本科根结线虫不同地理种群之间存在致病力分化。3.不同地理种群对温度的适应性差异:将8个地理种群的二龄幼虫和卵粒在不同温度下处理不同时间以进行低、高温处理试验。结果表明拟禾本科根结线虫卵粒低温处理时间越长,孵化率越低;在0℃下处理10天的新乡种群二龄幼虫死亡率最低,为84.2%,而纬度较低的湛江、临高种群死亡率达到100.0%。在37℃下新乡、安定、望城、益阳、融安、临桂、湛江种群的卵粒孵化均受到不同程度的抑制,而低纬度临高种群的卵粒孵化率随处理时间的延长而增加,显示出促进作用,说明不同地理线虫种群的耐寒、耐热性与纬度具有相关性。此外,低温预处理试验结果表明,拟禾本科根结线虫可以通过低温预处理提高线虫存活率,且湖南安定、望城、益阳种群通过低温预处理后存活率提升量较高,与高纬度的新乡种群和低纬度的融安、临桂、湛江、临高种群存在显著差异(P<0.05)。研究表明拟禾本科根结线虫可能通过增强适应性来提高存活能力并扩大分布范围。

关键词： 竹木质素   理化性能   热化学特性   生物质碳点   低温预处理  

摘要： 木质素是仅次于纤维素的第二大天然可再生的有机高分子聚合物,是一种富含sp2杂化的具有三维网络结构的无定形的复杂芳香族生物基大分子。竹浆造纸黑液中含有大量的木质素资源,解析其物理化学性能对提升其附加值意义重大。因此,本研究首先采用酸沉淀法从竹浆造纸厂的黑液中分离出木质素,通过洗涤降低了竹木质素中灰分、纤维素和半纤维素等杂质的含量,进而解译其化学结构与物理化学性能;其次,利用水热法合成竹木质素基碳点,通过控制水热反应时间、水热反应温度和料液比优化其结构与性能;最后,通过低温预处理技术改性竹木质素,探索预处理温度对竹木质素基碳点的荧光性质的影响。主要研究结论如下:（1）水洗过程降低了粗木质素中灰分、纤维素和半纤维素等杂质的含量,其纯度从82.88%显著提高到96.55%。竹木质素是典型的GSH型木质素,单元间主要以β-O-4键的方式连接,其分子量较小（数均分子量为905-967 g/mol）。竹材木质素中含有大量的对香豆酸。（2）竹木质素的热解过程可分为脱水干燥、主要热解和残余物缓慢分解等三个阶段。竹木质素热解产物主要包括H2O、CO2、CO和CH4等小分子气体以及芳香族类、酸类、酮类、醛类、醇类、烷烃、酚类和醚类等轻质焦油组分。CO2是竹木质素热解的主要产物,其释放温度主要集中在400-800℃。竹木质素的燃烧过程分为四个阶段,主要燃烧阶段为IV阶段,失重率约为41-65%。洗涤过程改变了竹木质素灰的化学成分、热化学行为和灰分的熔融性能。（3）pH值和溶剂种类的改变影响了竹木质素在溶液中的聚集行为,进而改变其荧光特性。竹木质素基碳点合成的优化工艺为10 g/L的料液比、10 h的反应时间和200℃的反应温度。该条件下合成的竹木质素基碳点具有明显的晶格条纹,其平均粒径为3.11 nm,晶格间距为0.24 nm,对应着石墨烯的100晶面。在合成过程中,竹木质素的三维网状结构被破坏,结构单元间通过新的化学键相互连接成具有共轭平面的大分子,共轭区域面积增大,石墨化程度提高。（4）竹木质素样品在低温预处理过程中发生降解反应。当温度上升至275℃时,单体间所有的连接键均断裂;当温度从275℃升高至300℃,大部分的G型木质素和酯化的对香豆酸的结构被破坏;当温度升高至325℃时,酯化的对香豆酸信号完全消失,剩下少量的S和G型木质素单元;当温度升高至350℃时,S和G型木质素单元被完全热解。低温预处理增大了竹木质素样品sp2杂化区域的面积,进而增强了类石墨碳的衍射强度。

关键词： 百子莲   体胚发生   低温预处理   内源激素   糖代谢   氧化胁迫  

摘要： 为研究低温预处理对百子莲体胚诱导的影响,并初步揭示其生理调节机制,通过4℃低温预处理0、2、4、6 d,优化百子莲体胚诱导体系,并利用酶联免疫吸附法(ELISA)测定了体胚诱导期激素代谢、糖代谢以及氧化胁迫相关生理指标。结果表明,与未低温处理(对照)相比,4℃预处理2 d可使体胚数量显著增加63.81%(P<0.05),处理4、6 d分别降低17.43%、75.78%。低温预处理显著调节体胚诱导期生理代谢,对内源IAA、GA含量和体胚诱导数量具有相似的调节规律,均在2 d的处理中达到较高水平,而细胞分裂素(CTK)含量随低温预处理时间逐渐降低,且具有梯度效应,IAA、CTK含量与体胚数量的相关系数分别为0.880、0.705。4℃处理2 d,体胚诱导材料中的总糖、淀粉、麦芽糖含量分别显著增加31.44%、51.91%、36.50%(P<0.05),其中淀粉、麦芽糖含量与体胚诱导数量的相关系数分别为0.786、0.742。低温预处理可使活性氧(ROS)活性降低,过氧化氢酶(CAT)活性整体升高,4℃处理2 d,体胚诱导材料内H2O2含量、过氧化物酶(POD)活性比对照分别显著降低25.35%、18.41%(P<0.05),与体胚数量的相关系数分别为-0.886、-0.993。低温预处理模式下,内源IAA、GA、总糖、淀粉、麦芽糖含量积累利于百子莲体胚诱导,而H2O2含量、POD活性增强对体胚诱导不利。

关键词： 生物质   低温预处理   木质素优先   离子液体  

摘要： 随着中国对于燃烧化石燃料和秸秆造成的环境污染的治理力度的加大，以及对于低碳经济发展的需求日趋强烈，研发基于秸秆等农林废弃物的清洁生物燃料和可再生化学品对于国家的能源、环境和经济安全至关重要。本课题以木质纤维素生物质为原料，依据“木质素优先”的概念，在生物质预处理方法和木质素应用方面开展了研究，主要包括以下几个方面:　　1.比较了几种不同的低温预处理生物质方法的效果。以高粱和芒草为原料，研究了在温和条件（温度60℃）下，几种生物质预处理方法（包括超声波、低共熔点液体、表面活性剂、碱法预处理分别与离子液体1-乙基-3-甲基咪唑基醋酸盐联合预处理）的效果。实验结果表明碱和离子液体联合预处理芒草可将葡萄糖转换率从3.8％提高至53.1％，初步说明碱和离子液体联合预处理可以实现低温预处理生物质的目的。　　2.基于碱和离子液体联合预处理构建“木质素优先”的预处理过程。使用碱和离子液体联合预处理，研究了柳枝稷和松木两种不同的生物质。实验表明，对于草本和木本植物，碱预处理的效果有显著差异，这表明这种低温预处理过程不适合木本植物。碱处理生物质的机制，实际上就是部分除去生物质中的木质素，增加生物质的比表面积，使离子液体可以在低温条件下与纤维素相互做用，降低纤维素结晶度。同时还研究了低温预处理过程对于木质素结构的影响。对于未处理的柳枝稷木质素和预处理过程中分离的三种木质素进行了表征，主要包括分子量，抗氧化性，红外和磷谱的表征。　　3.研究了木质素的溶液结构及其对于纳米颗粒制备的影响。以商业木质素(Sigma-Aldrich)为研究对象，用小角中子散射(SANS)和动态光散射(DLS)的方法，探究木质素在乙二醇溶液中溶液结构的动态变化。发现氢键是乙二醇和木质素之间的主要相互作用。在木质素的溶液中加入反溶剂（盐酸）制备纳米颗粒，发现增加酸的体积可以使纳米颗粒的尺寸更加均一。控制酸的加入量，提高木质素溶液中木质素的浓度则会形成更大的木质素颗粒。随后用柳枝稷木质素制备纳米颗粒。发现反溶剂的pH越大，形成的纳米颗粒粒径越小，木质素的荧光强度也会相应减小。最后通过将木质素的乙二醇溶液在水中透析，制备出在水溶液中均一分布的木质素纳米颗粒。

关键词： CaO   污泥   蛋白质   多糖   黏附性   黏度  

摘要： 通过向机械脱水后污泥中添加CaO粉末,在不同预处理时间和温度条件下,测量污泥提取液中蛋白质和多糖的含量,探究不同预处理条件对污泥上清液中有机物含量变化的影响,以及对污泥表面黏附性的影响。测量结果表明,预处理时间的延长会提高污泥上清液中有机物含量;预处理温度的升高也会提高有机物含量;CaO粉末的添加能提高有机物含量,但是添加剂质量分数过高反而会降低有机物含量,如10%CaO添加量时有机物含量反而减少。研究发现,随着CaO引入,污泥表面黏性有明显增加,并推断这和CaO导致的胞内高黏性有机物大量释放密切相关。采用旋转黏度计测量不同CaO含量污泥的黏度值,结果表明,随着CaO添加量的增加,污泥黏性明显降低,但CaO含量达到8%和10%时,污泥混合物的黏度则随时间延长开始增加。

关键词： 秸秆灰   低温处理   火山灰活性   资源循环利用  

摘要： 研究在低温(300、400、500、600℃)和不同时间(1、2、3、4 h)条件下处理直燃获得的秸秆灰,燃烧温度和燃烧时间对秸秆灰基火山灰活性的影响,寻求废弃资源再利用的潜在可行性,实现变废为宝利用废弃灰渣的目的。采用马沸炉对秸秆灰进行燃烧处理,采用X射线衍射仪(XRD)和马尔文MS3000分别测量秸秆灰的晶体结构和颗粒粒度。试验结果表明,原始灰样需要经过筛分方可用作混凝土掺合料。温度影响与秸秆灰除杂效果呈正相关,且经600℃燃烧处理的秸秆灰,具有更高的火山灰活性。当预处理条件为温度600℃、时间3 h时,秸秆灰满足ASTM C618标准,可以应用于混凝土掺合料,且具有更优良的火山灰活性。

关键词： 生物质   热重分析   反应动力学   低温预处理  

摘要： 对棉秆和玉米秆在200～390℃范围内的低温脱氧过程进行研究。分析其产物特性并对脱氧过程进行动力学分析,为进一步探索生物质低温脱氧的反应机理提供理论依据。结果发现与原样相比,390℃低温脱氧棉秆O/C和H/C分别降低78.5%和60.9%,390℃低温脱氧玉米秆O/C和玉米秆的热值分别提高36.4%和31.9%;棉秆与玉米秆在290～390℃时的失重比其在200～290℃时分别提高28.22%和52.28%;棉秆和玉米秆的热解可运用分级反应模型求其动力学参数,低温脱氧过程中棉秆和玉米秆的活化能分别为120.91、109.27 kJ/mol;生物质三组分可运用一级反应模型求其动力学参数,低温脱氧过程中半纤维素、纤维素、木质素的反应活化能分别为77.19、238.99、28.42 kJ/mol。