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芒属植物生物质化学成分比较研究

作　者: 仰勇
导　师: 蒋建雄；易自力
学　校: 湖南农业大学
专　业: 遗传学
关键词: 芒属植物 生物质 木质纤维素 资源评价
分类号: Q946
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


芒属(Miscanthus Anderss.)为禾本科多年生C4植物,主要分布在东南亚地区,我国是世界芒属植物资源分布中心。芒属植物共约13个种,我国有7个种,其中分布最广泛的4个种分别是：五节芒(M. floridulus)、芒(M. sinensis)、南荻(M. lutarioriparius)、荻(M. sacchariflorus)芒属植物已被公认为最具开发潜力的纤维类能源植物之一,它既可以直接燃烧发电,也可以通过发酵生产纤维乙醇。作为纤维类能源植物,其评价指标一般包括生物质产量、化学成分、热值和生态适应性等,其中化学成分指标主要是指生物质的纤维素、半纤维素、木质素、灰分和水分的含量。全面系统地测定和评价芒属植物的化学成分,有助于我们从中筛选获得高纤维品质的种质资源,为芒属植物核心种质的构建提供了参考,更为进一步研究其木质纤维素的化学结构、相关基因分离、分子辅助育种及能源开发利用提供了种质基础。本研究以510份野生芒属植物资源为材料,包括五节芒118份、芒217份、南荻45份、荻130份。采用洗涤纤维分析法测定了其越冬期茎杆半纤维素、纤维素和木质素的含量,采用常规的干燥法和灰化法测定其灰分含量和含水量。试验及分析结果如下：(1)化学成分测定值比较：a.半纤维素含量：五节芒(34.86%)>芒(34.82%)>荻(32.98%)>南荻(32.34%);b.纤维素含量：南荻(42.11%)>荻(38.50%)>芒(35.06%)>五节芒(32.71±%);c.木质素含量：南荻(13.64%)>荻(11.22%)>芒(9.51%)>五节芒(8.90%)：d.灰分含量：荻(5.69%)>芒(4.02%)>五节芒(3.75%)>南荻(2.89%)；e.含水量：五节芒(61.90%)>芒(59.58%)>南荻(50.47%)>荻(48.99%)。(2)化学成分变异系数比较：a.半纤维素含量：南荻(0.1370)>荻(0.1231)>芒(0.0936)>五节芒(0.0835)；b.纤维素含量：南荻(0.1470)>芒(0.1235)>荻(0.1101)>五节芒(0.1085)c.木质素含量：五节芒(0.2225)>荻(0.1996)>芒(0.1914)>南荻(0.1708)：d.灰分含量：芒(0.3085)>南荻(0.3080)>荻(0.3040)>五节芒(0.2747)；e.含水量：荻(0.2317)>南荻(0.1563)>芒(0.1425)>五节芒(0.1234)。(3)化学成分Shannon-Weaver多样性指数比较：a.半纤维素含量：荻(2.11)>南荻(2.05)>芒(1.99)>五节芒(1.86)b.纤维素含量：芒(1.91)>南荻=荻(1.84)>五节芒(1.75)c.木质量素含量：荻(1.88)>五节芒(1.85)>芒(1.79)>南荻(1.67)；d.灰分含量：荻(1.91)>五节芒(1.63)>南荻(1.11)>芒(1.07)e.含水量：荻(1.94)>五节芒(1.75)>南荻(1.67)>芒(1.15)；f.平均多样性指数：荻(1.94±0.10)>五节芒(1.77±0.09)>南荻(1.67±0.35)>芒(1.58±0.43)。(4)化学成分之间及化学成分与地理因子之间的关系：a.纤维素含量与木质素含量均呈现极显著正相关,相关系数(r)分别为：五节芒(0.667**)、芒(0.246**)、南荻(0.677**)、荻(0.346**);b.纤维素含量与经度呈现显著或极显著相关性,相关系数(r)分别为：五节芒(-0.182*)、芒(0.353**)、南荻(-0.691**)、荻(-0.173*)c.木质素含量与半纤维素含量均呈现极显著负相关,相关系数(r)分别为：五节芒(-0.241**)、芒(-0.313**)、南荻(-0.691**)、荻(-0.473**)；d.木质素含量与灰分含量呈现显著或极显著负相关,相关系数(r)分别为：五节芒(-0.481**)、芒(-0.256**)、南荻(-0.306*)、荻(-0.324**)根据上述结果,本研究认为在芒属植物这4个种中,南荻是直接燃烧利用的优良种。按各化学组分与不同能源用途之间的关系,初步筛选了58份目的性状优良的材料,为后续研究提供了材料来源。

全文目录


摘要  4-6
Abstract  6-12
第一章 文献综述  12-19
  1 芒属植物简介  12
  2 芒属植物综合利用研究  12-14
    2.1 芒属植物作为能源植物研究  12-13
    2.2 芒属植物作为饲料的研究  13
    2.3 芒属植物作为造纸原料的研究  13-14
    2.4 芒属植物用于改善生态环境的研究  14
    2.5 芒属植物其他方面用途的研究  14
  3 木质纤维素的定量分析  14-17
    3.1 木质纤维素的构成、结构及性质  14-15
    3.2 木质纤维素定量分析方法  15-17
      3.2.1 重量法  15-16
      3.2.2 定糖法  16-17
      3.2.3 光谱法  17
  4 研究目的和意义  17-19
第二章 芒属植物生物质化学成分比较研究  19-44
  1 材料与方法  19-26
    1.1 试验材料  19-22
      1.1.1 材料来源及地理分布  19-22
      1.1.2 实验仪器  22
      1.1.3 实验药品  22
    1.2 方法  22-26
      1.2.1 样品收集及处理  22-23
      1.2.2 化学成分测定方法  23-24
      1.2.3 实验步骤  24-26
      1.2.4 数据处理  26
  2 结果与分析  26-41
    2.1 芒属植物化学成分测定结果  26-28
    2.2 芒属植物种间化学成分的比较  28-32
      2.2.1 半纤维素含量  28-29
      2.2.2 纤维素含量  29-30
      2.2.3 木质素含量  30-31
      2.2.4 灰分含量  31
      2.2.5 含水量  31-32
    2.3 芒属植物化学成分多样性比较  32-33
    2.4 芒属植物化学成分相关性分析  33-38
      2.4.1 化学成分之间相关性分析  33-36
      2.4.2 化学成分与地理因子之间相关性分析  36-38
    2.5 芒属植物化学成分主成分分析  38-41
  3 讨论  41-44
    3.1 芒属植物化学成分的变异特征  41
    3.2 芒属植物生物质化学成分与其作为能源用途的关系  41-43
      3.2.1 灰分含量与能源用途的关系  41-42
      3.2.2 木质素含量与能源用途的关系  42
      3.2.3 含水量与能源用途的关系  42
      3.2.4 纤维素含量与能源用途的关系  42-43
      3.2.5 半纤维素含量与能源用途的关系  43
    3.3 人工杂交育种  43-44
参考文献  44-48
致谢  48-49
作者简历  49
在读期间发表论文情况  49-50
试验图片  50

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中图分类: > 生物科学 > 植物学 > 植物生物化学
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