GA20ox基因过表达木材品质性状及其转基因纳米纤维素改良纸浆性能研究

赤霉素通过促进细胞分裂调控树木生长发育，但有关赤霉素对于木材品质性状影响的研究报道较少。利用木质部特异表达的糖基转移酶8D1(GT8D1)启动子驱动GA20ox基因的表达，可以改良木材品质性状和纸张性能。实验构建GT8D1启动子驱动GA20ox基因在杨树中过表达获得转基因杨树，并在温室中扦插后得到转基因株系供试。取两年生转基因植株，分析木质素、纤维素等组分含量及其木材结构变化。结果表明，在GT8D1启动子驱动下，GA20ox基因的过表达加速了杨树转基因植株赤霉素的合成，刺激了形成层细胞分裂和树木的生长，有利于转基因植株的木材物质积累。转基因株系的木质素中紫丁香基单体（S）与愈创木基单体（G）的比值显著提高。通过TEMPO氧化法制备纳米纤维素，发现转基因杨树样本的纳米纤维素直径显著增加。以漂白松木浆为基础，分别添加5%浓度的转基因和非转基因材料制备的纳米纤维素进行纸张性能测试。分析显示，与对照组相比，转基因纳米纤维素(GM-nanocellulose)纸样纸张抗拉强度和耐破强度提升显著增多。研究结论为利用现代遗传工程技术改良制浆造纸原料物理性质和化学组分，优化制浆造纸新工艺，发展绿色、低...     

油菜素类固醇调控棉花纤维产量和品质形成的分子机制与分子改良研究

油菜素类固醇（Brassinosteroids,BRs）是一类新型的植物激素,在植物生长发育的很多方面具有重要作用,已广泛应用于农业生产。本课题通过克隆棉花BRs生物合成与信号传导基因及其5’-上游调控序列,构建目标基因的植物表达载体和启动子分析表达载体,并进行棉花的遗传转化。一方面利用转基因棉花,系统地分析目标基因在BRs合成和信号传导中的作用以及在棉纤维生长发育中的功能,研究BRs种类和含量的变化导致其它植物激素水平的变化及其生物合成和信号传导基因的表达变化,并分析纤维产量和品质发生变化的转基因纤维发育过程中纤维素合成酶、     

生物质高效降解专用微生物筛选与构建技术研究

地球上每年产生的植物光合作用产物可达2000亿吨，其中超过1500亿吨是以木质纤维素为主要成分的植物生物质（Plantbiomass），是唯一可预测的能为人类提供物质和燃料的可再生资源。但是由于木质纤维素分解难，成为限制含木质纤维素生物质利用及环境治理上的瓶颈环节，因此加快分解木质纤维素无论对生物质资源的转化利用，还是环境治理都具有重要意义。     

生物质的抗降解性及其生物炼制中的科学问题

木质纤维素资源的化学成分和结构复杂,目前还缺少能够破坏纤维素结构稳定性的低成本技术,生物降解转化的效率还不能适应大规模工业化要求。国内这方面基础研究相对薄弱,急需针对生物质抗降解屏障与生物转化的难点,围绕其中3个关键科学问题开展研究：（1）植物生物质是如何抗生物降解的——从生物降解转化的角度深入研究这一系列抗性屏障的特性,寻求破解之道,是实现生物质高效转化的基础;（2）微生物是如何攻击植物生物质抗降解屏障的——深入研究微生物降解木质纤维素的机理、多样性以及酶系合成调控,探寻人工构建低成本且高效的复合酶系的可能途径;（3）破解抗性屏障和提高转化效率的可能途径——分子生物学和系统生物学研究的发展为生物的定向设计与改造提供了可能,通过设计和改造植物、微生物及其降解酶系,选育适于转化纤维素为大宗平台化合物的微生物,研究其代谢调控,构建代谢工程菌,研究定向转化的过程及相关产品,结合物理化学预处理技术的研究,可望集成和设计出新的木质纤维素类生物质生物转化液体燃料和化学品的综合生物炼制技术方案。     

基于分子调控生物合成细菌纤维素及其杂化材料的应用

随着全球经济快速发展,石化资源日益紧缺,人类对可再生资源的关注程度越来越大。纤维素作为地球上最丰富的天然高聚物,对其开发应用已成为当今研究热点之一。目前工业应用中的纤维素多来自于生物合成,而绿色植物光合作用合成的纤维素中含有木质素和半纤维素杂质,因而,工业中应用植物纤维素前,需对其进行繁杂的预处理。一些细菌也具有合成纤维素的能力,其中木醋杆菌合成纤维素的能力较强,具有大规模生产的潜力。人们为了区别于其他途径获得的纤维素,称这种由微生物合成的纤维素为细菌纤维素。细菌纤维素,由于其特有的物理、化学和生物学特性、发酵过程的可调控性及发酵底物的多样性而被世界上公认为性能优异的新型生物材料。与合成高分子材料相比,细菌纤维素所具有的环境协调性使得细菌纤维素应用的研究成为目前材料研究中较为活跃的领域之一。     

镍促进的碳化钨催化纤维素直接转化制乙二醇

化石资源的不可再生性及其大量使用所造成的环境污染问题,使得发展可再生能源成为必然。纤维素作为自然界中最丰富的生物质资源,其催化转化制能源化学品是学术界的研究热点。本文介绍了我们关于纤维素高选择性一步转化制乙二醇新反应途径的研究。该工作以廉价的碳化钨,特别是镍促进的碳化钨为催化剂,在一定的反应温度和水相氢气氛条件下,成功实现纤维素转化率100％,乙二醇收率高达61％。乙二醇是重要的大宗能源化学品,工业生产高度依赖于石油乙烯资源。纤维素催化转化制乙二醇新反应途径的发现,开辟了一条新的利用可再生资源进行“生物炼制”的绿色路线,具有重要的学术意义和现实意义。     

纤维素燃料乙醇研究又添新军

众所周知,木质纤维素是地球上贮藏量丰富的可再生资源.据报道,每年地球上由光合作用生成的植物体总量达2.2 ×1011吨,其中30%～40%是纤维素,内含巨大的能量,相当于6.1～8.0×1011吨石油,是取之不尽的生物资源和能源.如果将如此巨大的能量全部释放出来,相当于地球上总能耗的10倍以上.因此,一旦开发出纤维素资源的有效利用方法,用以替代石油、煤炭等化石资源,对于人类来说将会是巨大的福音.     

永不飞絮的抗虫杨

随着河北农业大学成功培育出转基因双抗虫741杨树,最令人头痛的城市“杨树飞絮”现象将不复存在。转基因双抗虫741杨具有几个特点。一是抗虫性能强,对美国白蛾、杨扇舟蛾、杨小舟蛾、盗蛾等具有较高抗性。杀死昆虫幼虫的总死亡率达83％-90％。二是永不飞絮。741杨为雌性,果序很小,种子干瘪,高度不育,是败育雌株,且树干     

转双抗虫基因741杨

转双抗虫基因741杨是河北农业大学与中国科学院微生物所合作,经过近10年的研究,获得的高新技术树木新品种. 该成果将部分改造的B tCrylAc基因与慈菇蛋白酶抑制剂基因构建的双抗虫基因表达载体,通过农杆菌介导法转化了优良杂种741杨,并获得了一批对鳞翅目害虫具有不同抗虫性的株系.经过国家农业基因工程安全委员会安全评价,确定其安全等级为一级,并批准进行中间试验.在经过严格的中间试验和大田环境释放试验之后,获国家林业生物基因工程安全委员会批准,在可监控条件下进行商品化销售.同时,转基因741杨已获得国家林业局新品种保护,并通过国家林木品种审定委员会审定,获得林木良种证书.     

纤维素生物质转化制取燃料氢和燃料酒精

纤维素生物质是自然界中极为丰富的可再生资源，它包括各种农作物秸杆、林业生物质等，我国每年仅农作物秸杆就达8亿吨以上。本项目技术以各种农业和林业纤维素生物质为原料，利用分解微生物将纤维素生物质降解为可发酵性糖类物质，然后利用产氢微生物转化为燃料氢，或利用酵母转化为燃料酒精。     

乳腺组织特异表达h—LTF转基因山羊研究

该研究以改构的hLTF基因为目的基因,利用基因打靶技术将其定位敲入到山羊胎儿成纤维细胞的β-casein基因座,检测阳性的基因打靶克隆扩增后用于体细胞核移植,核移植胚胎体外培养发育到2-细胞期后进行胚胎移植。结果表明,通过研究首次建立了山羊胎儿成纤维细胞和乳腺上皮细胞乳蛋白基因座高效基因打靶的技术体系以及基因打靶体细胞核移植技术体系。经过G418药物抗性筛选后获得了稳定整合人lactoferrin基因的转基因阳性细胞克隆14个,体内成熟卵母细胞作受体的核移植囊胚率为64．8％,体外成熟卵母细胞作受体的核移植囊胚率为51．7％。利用DMSO-SMGT技术制备转基因动物高阳性率为56．5％,获得了转基因小鼠8只、转基因兔155只、转基因山羊2只。在转基因后代的乳腺里,外源基因得到了表达,并且具有生物活性,建立了DMSO-SMGT技术体系。     

生物炼制中的科学难点——戊糖利用及其调控机制

以可再生的生物质资源替代不可再生的化石资源,实现工业原材料的根本转变,是转变经济增长模式、保障社会经济可持续发展的重大战略需求。木质纤维原料富含己糖和戊糖,而微生物戊糖代谢能力上的不足是一个共性问题。因此,解析微生物戊糖代谢及其调控过程的本质．是拓展微生物底物利用范围、提高微生物利用木质纤维原料能力的关键。本文综合概括了戊糖代谢及其调控的研究意义、国内外的研究概况、拟解决的关键科学问题以及研究方向。     

唐娜·哈拉维对转基因生物的后现代解读

转基因生物自产生之日起就成为国内外论争的主要问题。唐娜.哈拉维对转基因生物并没有简单地予以拒斥或者接受,而是从其赛博格的理论出发进行解读。她分析了转基因生物的特点,剖析转基因生物被拒斥的根源——传统科学观所坚持的基因的纯洁性以及传统科学哲学维护的"谨慎的见证者",继而哈拉维引入"技术科学"对此进行批判。文章通过解析哈拉维对转基因生物的解读,进一步对哈拉维的后现代解读进行反思以期加深对转基因生物的理解。     

木材／竹材复合材料制造技术

木材、竹材是我国两大重要的可再生资源，在木质基体表面改性及复合界面性能调控技术的基础上，研究木材与竹材复合制造技术，充分发挥木材、竹材的自身优势，克服其弱点，创生新型木质基复合材料，提高可再生资源产品性能，拓宽其应用领域，扩大可再生资源的利用，从而减少天然林采伐，对维护自然生态与环境将起到积极的作用。     

均质工艺对全豆奶稳定性的影响

全豆奶就是将大豆除豆皮外所有成分全部利用加工而成的豆奶。全豆奶中含有大量不溶性纤维素，极易沉淀，不利于产品的稳定性。文章研究了均质温度、均质次数、均质压力对全豆奶稳定性的影响，并通过优化均质工艺，配合自制稳定剂，达到提高全豆奶稳定性的目的。     

棉花组织培养性状纯化及外源基因功能验证平台构建

1立项背景农杆菌介导遗传转化技术是国内外普遍采用的棉花转基因方法,但该方法存在着“组织培养体系不稳定、重复性差,遗传转化效率低、周期长”等技术瓶颈,满足不了国内“海量涌现”的候选基因在棉花上快速功能验证的需求,制约了我国棉花基因工程育种的研发进程。     

环境友好表面活性剂及绿色润滑油产品技术开发

以我国丰富的木本油脂、松脂、蓖麻等生物质资源为原料，针对非粮油料生物质利用过程中存在的技术瓶颈问题，开发木本油脂、蓖麻生物质资源的预处理、催化转化、深加工制备功能产品表面活性剂、能源产品蓖麻基润滑油、关键化工中间体癸二酸中间体等环境友好制备工艺。研究生物基表面活性剂制备工艺技术，创制松香双子表面活性剂、油脂基阳离子和水溶性表面活性剂、漆脂基乳化蜡及表面活性剂、稳定的水果和包装纸用乳化蜡等新产品；建立中试示范生产线。通过对示范工艺系统优化和技术集成，实现木本油脂、非粮非木质生物质蓖麻的综合利用，将为木本油脂高值利用、替代石油的蓖麻基可生物降解能源产品的产业化提供可靠的技术支撑，为我国生物基材料的发展起示范作用。     

基因甲基化是致癌重要成因

<正>人体每个细胞都含有完整的DNA基因,其不仅含有人体所有遗传信息,而且基因中的所谓甲基基团是人体组织的必要成分。德国耶拿人体老化研究所研究人员首次证实,DNA出错并甲基化缺失是导致癌症的一个重要成因。人体得癌症或患老化疾病时,正常基因片段的活性会出现错误,确切的过程和DNA甲基化的作用迄今还没有被充分研究。人体每个组织都由特定属性的组织特异细胞构成。基因选择非常严格,如在肠细胞里只有相应的基因目录激活成为肠细胞。在基因调控过程中起重要作用的是所谓的甲基基团,它通过酶的     

固体氧化物基燃料电池氧动力学特性的高精快速测控关键技术与应用

化石燃料燃烧仍是我国主要的能源转换和利用方式,其转化效率低、排放污染大.为了实现节能环保,一方面需要向清洁低碳、安全高效的能源结构转型,提高能源转换效率;另一方面需要降低燃烧过程中一氧化碳、二氧化碳、氧化氮等各类副产物造成的大气污染.固体氧化物基燃料电池(SOFC)因其可以直接将化石燃料、生物质燃料或其他碳氢化合物燃料...     

低倍聚光型太阳能光电／光热一体化热泵系统

1项目背景 太阳能光伏发电成为近年来发展速度最快的可再生能源利用技术,但其规模化应用的主要障碍是光伏电池的转化效率较低和发电成本偏高。众多研究表明,工作温度每降低1℃,光伏硅电池的光电转换效率平均可提高0．5％左右。因此,将太阳能电池组件与太阳能集热器结合为一体,使用循环流体直接将光伏电池组件上产生的热量移走并有效利用,