高纤维素刺槐无性系筛选及萌蘖林短轮伐收获研究
发布时间：2021-10-19 14:39
刺槐（Robinia pseudoacacia L.）具有生长迅速,萌蘖力强,生物量大,耐干旱贫瘠,适生区广等特点,很多地区将其作为薪炭林树种进行栽培经营。随着国际化石能源危机出现,生物质能源开发利用受到关注。刺槐作为木质纤维素生物质原料树种逐渐进入人们的视野,但是关于高纤维素刺槐选育及培育技术仍处空白。本研究围绕木质纤维素,开展了刺槐无性系筛选与萌蘖林短轮伐收获研究,收集9个刺槐产地的无性系资源,分析表型及化学性状变异,筛选出高纤维素优质刺槐无性系,利用SSR分子标记评价刺槐群体遗传多样性,构建核心种质资源;通过对豫西刺槐萌蘖林短轮伐生长调查,探讨了刺槐萌蘖更新过程木质纤维素变化规律,同时,采用蒸汽爆破方法研究了提高纤维素得率的有效途径,形成了高纤维素的刺槐无性系筛选、萌蘖林短轮伐收获和纤维素乙醇转化预处理技术体系。主要研究结果如下:（1）分析了9个产地刺槐群体表型与木质纤维素化学性状,发现群体间性状存在显著差异,纤维素含量与叶片表型性状具有显著正相关关系,山东费县群体纤维素含量最高为36.92%。以性状为依据的聚类和主成分分析将刺槐群体分为3个类群,山东费县产地的刺槐群体具有纤维素...
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：139 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 研究背景
1.2 木质纤维素研究进展
1.3 植物遗传多样性及核心种质构建
1.3.1 遗传多样性研究进展
1.3.2 核心种质构建研究进展
1.4 林木短轮伐培育研究进展
1.5 刺槐国内外研究进展
1.5.1 刺槐良种选育
1.5.2 刺槐遗传多样性
1.5.3 刺槐短轮伐培育
1.5.4 刺槐生物质能源
1.6 问题提出与研究内容
1.6.1 问题提出
1.6.2 研究内容
1.7 研究思路与技术路线
1.7.1 研究思路
1.7.2 技术路线
2 材料与方法
2.1 刺槐种质资源圃概况
2.2 刺槐表型及化学性状调查
2.2.1 实验材料
2.2.2 表型及化学性状调查
2.3 刺槐遗传多样性研究
2.3.1 实验材料
2.3.2 SSR分子标记
2.4 刺槐萌蘖短轮伐收获调查
2.4.1 实验地概况
2.4.2 样地设置
2.4.3 样地调查
2.5 蒸汽爆破预处理
2.5.1 实验材料
2.5.2 蒸汽爆破方法
2.5.3 扫描电子显微成像(SEM)
2.5.4 红外光谱分析(FT-IR)
2.6 木质纤维素化学含量测定
2.6.1 实验材料
2.6.2 测定方法
2.7 数据分析
2.7.1 表型及化学性状分析
2.7.2 SSR分子标记分析
2.7.3 刺槐萌蘖短轮伐收获调查分析
2.7.4 蒸汽爆破预处理木质纤维素分析
3 结果与分析
3.1 刺槐性状变异及优质无性系筛选
3.1.1 刺槐群体间表型及化学性状变异
3.1.2 刺槐群体间性状聚类分析
3.1.3 刺槐群体间性状主成分分析
3.1.4 刺槐优质无性系筛选
3.2 刺槐遗传多样性评价与核心种质构建
3.2.1 刺槐群体遗传多样性评价
3.2.2 刺槐群体遗传分化与遗传聚类
3.2.3 刺槐群体遗传结构分析
3.2.4 刺槐核心种质构建及评价
3.3 刺槐萌蘖林短轮伐收获研究
3.3.1 刺槐短轮伐萌蘖枝条生长量分析
3.3.2 刺槐短轮伐萌蘖枝条生物量分析
3.3.3 刺槐短轮伐萌蘖枝条木质纤维素含量分析
3.3.4 刺槐短轮伐萌蘖枝条木质纤维素总量分析
3.4 木质纤维素蒸汽爆破预处理研究
3.4.1 蒸汽爆破预处理后木材结构变化
3.4.2 蒸汽爆破预处理后木质纤维素含量分析
3.4.3 蒸汽爆破预处理工艺条件选择
4 讨论
4.1 刺槐表型及化学性状变异
4.2 刺槐遗传多样性与群体遗传结构
4.3 刺槐优质无性系筛选与核心种质构建
4.4 刺槐萌蘖短轮伐生长及生物量变化
4.5 刺槐萌蘖短轮伐木质纤维素含量及总量变化
4.6 刺槐萌蘖枝条蒸汽爆破预处理评价
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
5.3 创新点
参考文献
附表
个人简介
导师简介
获得成果清单
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]杨柳生物质能源林轮伐萌条性状与其生物量相关性研究[J]. 苏雪辉,胡建军. 防护林科技. 2019(07)
[2]5个刺槐品种枝干生物量和热值测定对比分析[J]. 李国霞,荀守华,徐贵学,张元帅,吕雷昌,王有刚,毛秀红,刘泽东. 东北林业大学学报. 2019(02)
[3]山西刺槐种质资源的叶片表型多样性分析[J]. 郭琪,李秀宇,董黎,曹森,冯玥,孙宇涵,文彦忠,牛东升,刘佳平,杨志恒,李云. 分子植物育种. 2019(13)
[4]15个北方杨树栽培品种倍性检测与SSR遗传分析[J]. 张金旺,李代丽,尚峰男,阿茹娜,铁龙,王君,姜鹏. 西南林业大学学报(自然科学). 2018(05)
[5]不同方法预处理的玉米秸秆结构与酶解分析[J]. 史旭洋,钱程,刘艳,刘心同,尚鑫,刘硕,刘禹廷,于藴波,张军,任晓冬. 分析化学. 2018(09)
[6]RSAP、SSR和SRAP分析马铃薯遗传多样性的应用比较[J]. 吕志华,郭华春. 基因组学与应用生物学. 2018(06)
[7]多代刺槐能源林对土壤理化性质的影响[J]. 张新凯,彭祚登. 中南林业科技大学学报. 2018(04)
[8]基于ISSR分子标记的郁金香品种遗传多样性分析[J]. 巨秀婷,阿啟兰,侯志强,蒋福娟. 基因组学与应用生物学. 2017(07)
[9]木质纤维素厌氧消化产甲烷的化学预处理方法研究进展[J]. 席国赟,张璐鑫,王晓昌. 纤维素科学与技术. 2017(02)
[10]NREL法测定大米草原料组分的含量[J]. 谢茹胜,刘健,龙敏南. 井冈山大学学报(自然科学版). 2016(05)
博士论文
[1]四川桤木优树群体遗传多样性分析及育种群体构建[D]. 郭洪英.北京林业大学 2019
[2]刺槐不同来源无性系种质的表型变异与遗传多样性分析[D]. 毛秀红.中国林业科学研究院 2017
[3]枣种质资源鉴定评价技术规范及遗传多样性研究[D]. 王永康.山西农业大学 2014
[4]木质纤维素制备生物质能源与生物基化学品的研究[D]. 姜楠.天津大学 2014
[5]河南洛宁浅山区刺槐能源林生物量与热值研究[D]. 杨芳绒.北京林业大学 2013
[6]硬质阔叶木木质纤维素乙醇发酵的研究[D]. 孙晓琦.北京林业大学 2013
[7]木质生物质预处理、组分分离及酶解糖化研究[D]. 王堃.北京林业大学 2011
[8]四倍体刺槐扦插技术优化及生根机理研究[D]. 孟丙南.北京林业大学 2010
[9]饲料型刺槐优良无性系选育及其栽培利用研究[D]. 张国君.北京林业大学 2010
[10]山杨遗传多样性研究与核心种质构建及利用[D]. 白卉.东北林业大学 2010
硕士论文
[1]蓝莓种质资源的DNA条形码及表型多样性研究[D]. 李伟.北华大学 2019
[2]木质纤维素酶的生产优化、定向进化和生物乙醇应用研究[D]. 易拾.江西师范大学 2019
[3]乙醇及Fenton氧化预处理的竹材木质素对纤维素酶解的强化机制[D]. 吴凯.西南林业大学 2018
[4]两种杨树超短轮伐期能源林生物量及根系分布研究[D]. 刘龙龙.北京林业大学 2017
[5]河南洛宁刺槐人工林纤维素乙醇能源潜力研宄[D]. 熊小康.北京林业大学 2016
[6]基于SSR标记构建白蜡种质资源分子身份证及其遗传多样性分析[D]. 胡春龙.山东农业大学 2015
[7]枣树控制杂交及杂种SSR分子鉴定[D]. 孙学超.河北农业大学 2015
[8]不同预处理工艺生产纤维素乙醇的技术经济分析[D]. 王丽.大连理工大学 2015
[9]以燃料乙醇为目标的刺槐和杨树无性系品质比较研究[D]. 王冲.北京林业大学 2015
[10]两种杨树能源林生物量及其三素含量早期研究[D]. 戴丽莉.北京林业大学 2015
本文编号：3445063
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：139 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 研究背景
1.2 木质纤维素研究进展
1.3 植物遗传多样性及核心种质构建
1.3.1 遗传多样性研究进展
1.3.2 核心种质构建研究进展
1.4 林木短轮伐培育研究进展
1.5 刺槐国内外研究进展
1.5.1 刺槐良种选育
1.5.2 刺槐遗传多样性
1.5.3 刺槐短轮伐培育
1.5.4 刺槐生物质能源
1.6 问题提出与研究内容
1.6.1 问题提出
1.6.2 研究内容
1.7 研究思路与技术路线
1.7.1 研究思路
1.7.2 技术路线
2 材料与方法
2.1 刺槐种质资源圃概况
2.2 刺槐表型及化学性状调查
2.2.1 实验材料
2.2.2 表型及化学性状调查
2.3 刺槐遗传多样性研究
2.3.1 实验材料
2.3.2 SSR分子标记
2.4 刺槐萌蘖短轮伐收获调查
2.4.1 实验地概况
2.4.2 样地设置
2.4.3 样地调查
2.5 蒸汽爆破预处理
2.5.1 实验材料
2.5.2 蒸汽爆破方法
2.5.3 扫描电子显微成像(SEM)
2.5.4 红外光谱分析(FT-IR)
2.6 木质纤维素化学含量测定
2.6.1 实验材料
2.6.2 测定方法
2.7 数据分析
2.7.1 表型及化学性状分析
2.7.2 SSR分子标记分析
2.7.3 刺槐萌蘖短轮伐收获调查分析
2.7.4 蒸汽爆破预处理木质纤维素分析
3 结果与分析
3.1 刺槐性状变异及优质无性系筛选
3.1.1 刺槐群体间表型及化学性状变异
3.1.2 刺槐群体间性状聚类分析
3.1.3 刺槐群体间性状主成分分析
3.1.4 刺槐优质无性系筛选
3.2 刺槐遗传多样性评价与核心种质构建
3.2.1 刺槐群体遗传多样性评价
3.2.2 刺槐群体遗传分化与遗传聚类
3.2.3 刺槐群体遗传结构分析
3.2.4 刺槐核心种质构建及评价
3.3 刺槐萌蘖林短轮伐收获研究
3.3.1 刺槐短轮伐萌蘖枝条生长量分析
3.3.2 刺槐短轮伐萌蘖枝条生物量分析
3.3.3 刺槐短轮伐萌蘖枝条木质纤维素含量分析
3.3.4 刺槐短轮伐萌蘖枝条木质纤维素总量分析
3.4 木质纤维素蒸汽爆破预处理研究
3.4.1 蒸汽爆破预处理后木材结构变化
3.4.2 蒸汽爆破预处理后木质纤维素含量分析
3.4.3 蒸汽爆破预处理工艺条件选择
4 讨论
4.1 刺槐表型及化学性状变异
4.2 刺槐遗传多样性与群体遗传结构
4.3 刺槐优质无性系筛选与核心种质构建
4.4 刺槐萌蘖短轮伐生长及生物量变化
4.5 刺槐萌蘖短轮伐木质纤维素含量及总量变化
4.6 刺槐萌蘖枝条蒸汽爆破预处理评价
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
5.3 创新点
参考文献
附表
个人简介
导师简介
获得成果清单
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]杨柳生物质能源林轮伐萌条性状与其生物量相关性研究[J]. 苏雪辉,胡建军. 防护林科技. 2019(07)
[2]5个刺槐品种枝干生物量和热值测定对比分析[J]. 李国霞,荀守华,徐贵学,张元帅,吕雷昌,王有刚,毛秀红,刘泽东. 东北林业大学学报. 2019(02)
[3]山西刺槐种质资源的叶片表型多样性分析[J]. 郭琪,李秀宇,董黎,曹森,冯玥,孙宇涵,文彦忠,牛东升,刘佳平,杨志恒,李云. 分子植物育种. 2019(13)
[4]15个北方杨树栽培品种倍性检测与SSR遗传分析[J]. 张金旺,李代丽,尚峰男,阿茹娜,铁龙,王君,姜鹏. 西南林业大学学报(自然科学). 2018(05)
[5]不同方法预处理的玉米秸秆结构与酶解分析[J]. 史旭洋,钱程,刘艳,刘心同,尚鑫,刘硕,刘禹廷,于藴波,张军,任晓冬. 分析化学. 2018(09)
[6]RSAP、SSR和SRAP分析马铃薯遗传多样性的应用比较[J]. 吕志华,郭华春. 基因组学与应用生物学. 2018(06)
[7]多代刺槐能源林对土壤理化性质的影响[J]. 张新凯,彭祚登. 中南林业科技大学学报. 2018(04)
[8]基于ISSR分子标记的郁金香品种遗传多样性分析[J]. 巨秀婷,阿啟兰,侯志强,蒋福娟. 基因组学与应用生物学. 2017(07)
[9]木质纤维素厌氧消化产甲烷的化学预处理方法研究进展[J]. 席国赟,张璐鑫,王晓昌. 纤维素科学与技术. 2017(02)
[10]NREL法测定大米草原料组分的含量[J]. 谢茹胜,刘健,龙敏南. 井冈山大学学报(自然科学版). 2016(05)
博士论文
[1]四川桤木优树群体遗传多样性分析及育种群体构建[D]. 郭洪英.北京林业大学 2019
[2]刺槐不同来源无性系种质的表型变异与遗传多样性分析[D]. 毛秀红.中国林业科学研究院 2017
[3]枣种质资源鉴定评价技术规范及遗传多样性研究[D]. 王永康.山西农业大学 2014
[4]木质纤维素制备生物质能源与生物基化学品的研究[D]. 姜楠.天津大学 2014
[5]河南洛宁浅山区刺槐能源林生物量与热值研究[D]. 杨芳绒.北京林业大学 2013
[6]硬质阔叶木木质纤维素乙醇发酵的研究[D]. 孙晓琦.北京林业大学 2013
[7]木质生物质预处理、组分分离及酶解糖化研究[D]. 王堃.北京林业大学 2011
[8]四倍体刺槐扦插技术优化及生根机理研究[D]. 孟丙南.北京林业大学 2010
[9]饲料型刺槐优良无性系选育及其栽培利用研究[D]. 张国君.北京林业大学 2010
[10]山杨遗传多样性研究与核心种质构建及利用[D]. 白卉.东北林业大学 2010
硕士论文
[1]蓝莓种质资源的DNA条形码及表型多样性研究[D]. 李伟.北华大学 2019
[2]木质纤维素酶的生产优化、定向进化和生物乙醇应用研究[D]. 易拾.江西师范大学 2019
[3]乙醇及Fenton氧化预处理的竹材木质素对纤维素酶解的强化机制[D]. 吴凯.西南林业大学 2018
[4]两种杨树超短轮伐期能源林生物量及根系分布研究[D]. 刘龙龙.北京林业大学 2017
[5]河南洛宁刺槐人工林纤维素乙醇能源潜力研宄[D]. 熊小康.北京林业大学 2016
[6]基于SSR标记构建白蜡种质资源分子身份证及其遗传多样性分析[D]. 胡春龙.山东农业大学 2015
[7]枣树控制杂交及杂种SSR分子鉴定[D]. 孙学超.河北农业大学 2015
[8]不同预处理工艺生产纤维素乙醇的技术经济分析[D]. 王丽.大连理工大学 2015
[9]以燃料乙醇为目标的刺槐和杨树无性系品质比较研究[D]. 王冲.北京林业大学 2015
[10]两种杨树能源林生物量及其三素含量早期研究[D]. 戴丽莉.北京林业大学 2015
本文编号：3445063
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/nykjbs/3445063.html
