玉米茎秆纤维素遗传规律研究,玉米秸秆的组成
玉米茎秆纤维素遗传规律研究
玉米秸秆成分表1青贮玉米秸秆项目评价标准优、良、一般、劣酸碱度25 3.4 ~ 3.8(25)3.9 ~ 4.1(17)4.2 ~ 4.7(8)4.8以上(0)水分(%)20 70 ~ 75(20)76 ~ 80(13)80 ~ 85(7)86以上(1)气味25树胶酸气味(25)弱酸气味(17)刺激性酸(8)
如何从玉米秸秆中提取纤维素
首先采用无污染的碱性过氧化氢法对半纤维素的分离提取进行了研究，然后对提取的半纤维素分别进行了化学水解和酶水解的比较，最后对水解产物发酵制备木糖醇进行了研究。 结果表明，半纤维素的最佳提取参数为2%过氧化氢、2%氢氧化钠、加热时间4 h、反应温度75℃ 使用时，酒精是重要的工业原料，广泛应用于食品、化工、医药等地方，并能部分或全部替代汽油，具有安全、清洁、可再生等优点 传统酒精生产主要是以糖蜜、土豆和谷物为原料发酵而成。 近年来，随着人口增长和经济发展以及可用耕地的减少，(1)纤维素分解菌的筛选需要使用以纤维素为唯一碳源的选择性培养基。在该培养基配方中，纤维素是培养基的主要碳源，因此可以筛选纤维素分解菌。(2)刚果红染液能识别纤维素分解菌，刚果红能与纤维素结合形成化合物并变成红色，纤维素分解菌能产生纤维素。使用纤维素酶和半纤维素酶，因为秸秆中的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素，我以前测量过，它们占秸秆总重量的60%以上，但木质素不能降解。因此，纤维素酶和半纤维素酶被用来获得更多的糖，主要是葡萄糖和木糖，但也有纤维二糖和多糖，这些目前还不能获得。主要原因是秸秆纤维不实用，容易吸水腐烂。你可以研究一下，我认为其他成分可以用水清洗，主要是通过横向粉碎，这基本上是一种物理仪器。 但这没用，但你可以开发它。
玉米秸秆的组成
玉米秸秆成分表1青贮玉米秸秆项目评价标准优、良、一般、劣酸碱度25 3.4 ~ 3.8(25)3.9 ~ 4.1(17)4.2 ~ 4.7(8)4.8以上(0)水分(%)20 70 ~ 75(20)76 ~ 80(13)80 ~ 85(7)86以上(1)气味25树胶酸气味(25)弱酸气味(17)刺激性酸(8)
如何从玉米秸秆中提取纤维素
玉米茎秆纤维素遗传规律研究范文
玉米作为我国第一大粮食作物，在国内粮食增产上贡献突出，总产量由1.16亿t增加到2.01亿t,增幅为73.3%[1].决定玉米产量因素主要涉及4方面，即杂交种、种植密度、抗干旱和抗病性，影响程度分别为58%、21%、10%和15%[2].在一定种质资源基础上，种植密度是决定玉米增产的主要因素，限制密度提高的主要原因是倒伏。玉米倒伏一般分为根倒、茎倒和茎折。研究表明，玉米倒伏的30%~60%以上为茎折国内外对玉米秸秆纤维组成的研究大多集中在秸秆消化率上。研究表明，纤维素和木质素与玉米秸秆消化率呈极显著负相关，[4~9]。将玉米茎秆品质性状与玉米抗倒伏性相结合的研究相对较少。阿彭策尔等人认为，玉米秸秆单位长度的纤维素含量是秸秆强度的主要决定因素，增加细胞壁中的纤维素含量将提高秸秆的机械强度试验在喇叭口期(9~11片展开叶)、吐丝期(整排50%以上雌穗吐丝)每隔10天进行一次，直至玉米成熟。每排取2株植物，切下地上2~4段，在105℃杀青30分钟，然后在65℃干燥，用锤式粉碎机粉碎，过0.5毫米筛网。玉米秸秆样品中纤维素的含量用近红外漫反射光谱法测定，遗传模型分析采用张远明等人[19~22]提出的数量性状主基因+多基因杂交遗传模型的分离分析方法。分析模型包括7类1对主基因(A)、2对主基因(B)、多基因(C)、1对主基因+多基因(D)、2对主基因+多基因(E)、3对主基因(F)和3对主基因+多基因(G)。根据最大似然法和IECM(迭代期望和条件最大化)算法，估计混合分布中各组分的分布参数，根据期望熵是AIC(阿卡克信息准则)和适应度检验的最小值的原理选择最优遗传模型，利用最小二乘法从各组分的分布参数中估计主基因和多基因的遗传方差以及一阶和二阶遗传参数。。所用仪器为兆帕型近红外反射光谱仪(德国布鲁克公司)。许定-易建联建立的近红外光谱转换模型用于将测得的样品光谱转换为数值[5]。。刘钟发等人在他们的玉米抗倒伏研究中指出。茎中的纤维素和木质素与茎的穿刺强度和压碎强度显著或极显著正相关。1.4统计分析。马燕华等研究人员发现，不同抗倒伏性玉米品种地上部分第三节间茎皮中酸洗纤维、中性水洗纤维和酸洗木质素的总含量差异达到极显著水平。抗倒伏性强的品种的酸洗纤维、中性水洗纤维和酸洗木质素含量明显高于抗倒伏性弱的品种利用Excel对数据进行整理，利用SAS软件相关程序对玉米秸秆纤维性状进行基础统计分析和联合方差分析，利用SAS软件Proc混合程序对两年数据进行最优线性无偏预测(BLUP)，并将结果用于遗传模型分析。。Hu等人的研究表明茎的穿刺强度与每单位节间体积的纤维素含量显著正相关，纤维素合成基因CeSA11可能是与茎的穿刺强度相关的候选基因基于混合线性模型[16~18]的最优线性无偏预测方法处理不同年份间的表型数据。该方法的估计值是无偏的，考虑到环境和遗传因素，可以尽可能地消除环境影响引起的偏差，并提供一种有效的偏差校正方法。。这些结果进一步说明茎中纤维素含量与茎的强度密切相关。本试验以B73×B804和郑58×HD568构建的重组自交系RIL群体为材料，分析该性状在玉米整个生育期多个阶段的变化。采用多代组合数量性状分离分析法分析玉米秸秆纤维素的遗传规律，为相关研究提供参考。.引起玉米茎秆倒伏的因素有很多，最主要的是玉米品种本身的茎秆强度。从细胞学角度分析，玉米茎秆强度主要决定于细胞壁，纤维素（Cellulose,CEL）作为细胞壁主要成分之一，与茎秆强度具有显着的相关性。
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1材料和方法
1.1测试材料
测试材料包括两个重组自交系(RIL)群体。人口一是B73(P1)和B804(P2)建造的高油RIL人口。群体ⅱ是由中国农业科学院农业部育成的玉米新品种昌909的亲本[郑58(P1)×HD568(P2)构建的RIL群体，具有优异的耐密度和抗倒伏性。
1.2现场测试设计
本试验分别于2012年冬季和2013年春季在中国农业科学院作物科学研究所海南和昌平试验站进行，其中200个高世代(超过F10)重组自交系在群体ⅰ中进行，221个F7和F8重组自交系在群体ⅱ中进行。本试验采用随机区组设计，单行面积，重复2次，长5.5m，行距60厘米，行距27.8厘米，种植密度60，000株/hm2。现场管理与传统的现场管理相同。
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吐丝前后，玉米茎干重最大，是玉米籽粒形成的关键时期。代谢活动是活跃的。如果倒伏发生，将严重影响玉米的生长发育，进而影响玉米产量。选择这一时期的纤维素含量进行遗传模型分析。遗传力计算公式(H2b):H2b =σ2G/σ2P；σ2P=σ2G+σ2GE/e+σ2ε/re，σ2G=基因型方差，σ2P=表型方差，σ2GE=基因型×环境相互作用方差，σ2ε=随机误差方差，E=环境数，r=重复数候选模型接受了适应性测试。结果表明，C9、d9和e9模型的适应度测试统计没有达到显著性差异，不同组的结果一致(表4)。根据最小AIC值原理，研究表明玉米秸秆纤维素含量的遗传符合遗传模型C，即加性上位多基因遗传模型。。
2结果和分析
2.1父母和RIL人群的表型分析
从亲本和群体的表型分析(表1)，群体一和群体二的纤维素含量随着生育期的发展呈现先降低后增加的趋势，亲本和家庭的趋势基本相同(图1)。第一组亲本的纤维素含量在吐丝后10 d和30 d分别达到非常显著和显著的差异，而其他时期的亲本间差异不显著。群体ⅱ的两个亲本在喇叭口期和吐丝期后10天纤维素含量达到极显著差异，而其他时期的亲本之间无显著差异。大喇叭口期纤维素含量最高，是玉米生长最旺盛的时期，是营养生长和生殖生长的同时期，也是纤维素合成的重要时期。吐丝后40~50 d，ⅱ组纤维素含量明显高于ⅰ组。群体家系中纤维素含量变化显著，表现出超亲本分离现象，并呈现出连续变化趋势(图2)，表明纤维素含量受数量性状基因控制，具有杂种优势。
2.2纤维素含量的组合方差分析
两个RIL群体纤维素性状的组合方差分析(表2)表明，环境、家系以及家系与环境的相互作用对纤维素性状有显著影响，表明其含量受遗传和环境因素的组合影响。基于均方质谱值，家庭是家庭与环境交互作用的4倍左右，表明基因型差异是真实的，主要受遗传控制，狭义遗传力分别为76.96%(第一群体)和76.82%(第二群体)。不同生长期群体茎的纤维素性质差异达到极显著水平，环境与家庭、环境与生长期、家庭与生长期与环境、家庭与生长期的相互作用达到极显著差异。结果表明，玉米秸秆纤维素性状易受生长发育时期、环境及其相互作用的影响，为进一步深入分析群体家系纤维素遗传规律提供了可能。
2.3最佳遗传模型的选择和检验
根据P1、P2和RIL群体的联合分离分析方法，从AIC值较小的模型中选择最优遗传模型。同时，当几个模型的AIC值较小且差异很小时，通过适应性试验选择参数差异最小的模型作为最优模型。表3显示了第一群体和第二群体遗传模型的AIC值。模型c的AIC值在两个种群中最小，模型d和E-9也接近它们。
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2.4最优模型的遗传参数估计
用P1、P2和RIL群体联合分离分析软件估算了碳模型的组分分布参数值，并在此基础上计算了碳模型的一阶和二阶遗传参数(表5)。两个群体之间纤维素含量的平均值(m3)相似，并且超过亲本的平均值(m1，m2)。群体ⅱ的亲本纤维素含量高于群体ⅰ，尤其是父本。群体ⅰ的多基因遗传力为71.04%，群体ⅱ的多基因遗传力为86.68%。不同群体结果的相互验证表明，多基因加上位效应在玉米秸秆纤维素的数量遗传中起主导作用。因此，为了选育茎中纤维素含量高的品种和自交系，基础材料至关重要。选择纤维素含量高的自交系作为杂交组合的亲本，有利于提高杂交组合茎秆的纤维素含量，从而提高玉米茎秆的抗倒伏能力。
3讨论
玉米秸秆的化学成分主要包括纤维素、半纤维素、木质素和可溶性糖。许定等人研究了不同玉米自交系的茎纤维组成。他指出，纤维素是近交系茎纤维组成含量变异系数最大的成分，表明其变异范围广，选择潜力大，可通过育种方法[24]提高玉米茎的品质特性。本试验研究了两个代表性重组自交系群体7个时期的纤维素含量，纤维素含量呈现先降低后升高的趋势，这是玉米生长发育过程中茎组分动态变化的结果。成熟期单个909群体的纤维素含量明显高于高油群体，表明单个909群体茎中纤维素的比例在生育后期高于高油群体，从而保证茎中主要贮藏物质的含量。先前的研究表明茎中贮藏物质的量与作物的抗倒伏性密切相关，尤其是生长后期贮藏物质的量在保持茎的强度方面起着重要作用[25，26]。联合方差分析结果表明，纤维素含量受遗传和环境因素双重影响，主要受遗传控制，遗传力分别为76.96%(群体一)和76.82%(群体二)，表明玉米茎中纤维素含量具有较强的遗传基础，可以稳定遗传。生物遗传性状分为质量性状和数量性状。质量性状通常由少数(1或2)个主基因控制，而数量性状由大量次要多基因控制，构成多基因系统[27]。大量研究表明，许多数量性状受少数主基因和大量副基因共同影响，[28，29。张远明基于P1、P2和RIL群体组合分离分析方法的遗传模型研究已应用于不同作物的不同性状[30~32】。本试验发现玉米秸秆纤维素性状的遗传规律符合加性上位多基因遗传模型，表明该性状不受遗传效应较大的主基因控制，而是受较小的多基因控制。育种中应采用轮回选择法，通过多轮选择积累有益基因，获得优良材料。当组合抗倒伏性强的玉米杂交种时，建议选择茎中纤维素含量高的亲本。
参考:
李·邵琨。[玉米高产高效种植技术研究。2013年全国玉米遗传育种研讨会，2013年。
黄长岭。玉米自交系选择与组合及杂交鉴定[C]。2012年科学与企业合作玉米育种讲座，2012年。
顾玲，赵明，黄建军，等。玉米秸秆弯曲性能和抗倒性的研究[。作物学报，2008，34 (4): 653-661。[6]古尔，赵敏，黄建杰，等.玉米的弯曲力学特性和抗倒伏性.[.农业学报。，2008，34(4): 653-661。(中文)
[4][4]阿吉利尔·欧，巴里·雷，达登内·普，等.牧草杂交体体外标准的基因型变异性及其与体内消化率的关系[.植物品种，1998，117(5): 437-441。