菊芋生物學及高值化利用

目錄
序一
序二
序三
前言
第1章 緒論 1
1.1 菊芋廣袤的分布 2
1.2 菊芋神奇的遺傳學特性 2
1.3 菊芋——名副其實的抗逆高效植物 3
1.4 我國菊芋發(fā)展現(xiàn)狀及對策 5
1.4.1 新資源健康食品與功能飼料 7
1.4.2 新型生物質固體與液體燃料 8
1.4.3 植物蛋白質來源 8
1.4.4 新穎的次生代謝產物 8
1.4.5 生物基化學品*具競爭力的原料 9
1.5 我國菊芋產業(yè)發(fā)展展望與對策 9
1.5.1 重視現(xiàn)代鹽土農業(yè) 11
1.5.2 加大力度引進國外耐鹽新資源植物 11
1.5.3 加快能源植物生產配套關鍵技術的引進 11
1.5.4 菊粉、生物源藥物與燃料加工技術和關鍵設備的引進 11
1.5.5 建立菊芋種質資源圃 11
1.5.6 發(fā)展特色小鎮(zhèn)、美麗農村建設的支柱產業(yè) 12
參考文獻 12
第2章 菊芋品種資源、形態(tài)及其分布 15
2.1 我國菊芋品種資源概況及其分布 15
2.2 我國主要菊芋栽培品種的形態(tài)學與解剖學特征 16
2.2.1 菊芋地上莖的形態(tài) 16
2.2.2 菊芋葉的形態(tài) 19
2.2.3 菊芋花的形態(tài) 20
2.2.4 菊芋種子的形態(tài) 22
2.2.5 菊芋根狀莖（匍匐莖）的形態(tài) 22
2.2.6 菊芋根的形態(tài) 23
2.2.7 菊芋地下塊莖的形態(tài) 24
2.3 菊芋主要解剖學特征 31
2.3.1 菊芋的氣孔 31
2.3.2 菊芋的毛狀體 31
2.3.3 菊芋花中的草酸鈣晶體 33
2.3.4 菊芋塊莖的亞顯微結構 34
參考文獻 35
第3章 菊芋遺傳背景、生理生化及分子生物學 36
3.1 菊芋的遺傳背景 36
3.2 菊芋高效利用光能與水分的生理生化特征 39
3.2.1 菊芋高效的水分利用特征 39
3.2.2 南菊芋1號的高光能轉化效率及生理機制 43
3.3 菊芋高養(yǎng)分利用效率及其機制 58
3.3.1 對氮高效利用的生理生化機制 58
3.3.2 對磷鉀高效利用的生理生化機制 61
3.4 菊芋的抗逆性 63
3.4.1 菊芋高耐鹽的生理生化與分子機制 63
3.4.2 菊芋應對鹽逆境的形態(tài)學變化特征 215
3.4.3 菊芋對重金屬脅迫的響應機制 229
3.5 外源鈣離子對菊芋鹽脅迫的緩解效應及機制 232
3.5.1 鈣離子對鹽脅迫下菊芋生物量的影響 233
3.5.2 鈣離子對鹽脅迫下離子在菊芋中分布的影響 234
3.5.3 鈣離子對鹽脅迫下菊芋中抗氧化酶活性的影響 235
3.5.4 鈣離子對鹽脅迫下菊芋光合速率的影響 237
參考文獻 240
第4章 菊芋代謝生態(tài)學 251
4.1 菊芋初生代謝生態(tài)學 251
4.1.1 菊芋植株內鹽基離子分布特征 252
4.1.2 菊芋糖代謝特征 281
4.2 菊芋次生代謝生態(tài)學 294
4.2.1 鹽脅迫對菊芋滲透調節(jié)物質的影響 296
4.2.2 菊芋的內源激素代謝特征 298
4.3 菊芋酮類物質代謝的效應 309
參考文獻 311
第5章 菊芋育種與改良 313
5.1 菊芋品種選育的主要參考性狀 313
5.1.1 菊芋根狀莖及塊莖 313
5.1.2 菊芋合適的株型 320
5.1.3 菊芋塊莖的產量及菊粉的含量和質量 322
5.1.4 菊芋地上部合適的群體結構 324
5.1.5 營養(yǎng)成分及次生代謝產物含量 325
5.1.6 菊芋合適的成熟期 325
5.1.7 菊芋抗逆性狀的選擇 325
5.1.8 菊芋品種選育選擇程序確定的原則 326
5.2 菊芋育種技術 327
5.2.1 建立高產塊莖的菊芋株型模型 328
5.2.2 菊芋的組織培養(yǎng)技術 329
5.3 菊芋品種系統(tǒng)選育技術 341
5.4 菊芋雜交育種技術研究進展 344
5.4.1 溫室中菊芋的控制雜交 345
5.4.2 使用多向雜交進行自然開花授粉 345
5.4.3 隔離的配對雜交 346
5.4.4 菊芋育種的操作技術 346
5.5 我國菊芋新品種 347
5.5.1 南菊芋1號新品種 347
5.5.2 南菊芋9號新品種 351
參考文獻 355
第6章 菊芋非耕地栽培與輕簡栽培 359
6.1 菊芋的連作效應 359
6.1.1 菊芋的4年連作效應比較研究 360
6.1.2 南菊芋1號長期連作效應研究 369
6.2 菊芋鹽堿地種植的邊際效應 375
6.2.1 大豐基地南菊芋1號邊際效應的研究 376
6.2.2 山東泰安試驗區(qū)南菊芋1號邊際效應的研究 385
6.2.3 山東泰安與江蘇大豐南菊芋1號的邊際效應比較 392
6.3 菊芋非耕地栽培原理與輕簡栽培技術 392
6.3.1 濱海鹽漬土菊芋栽培原理及輕簡栽培技術 393
6.3.2 內陸高寒荒漠及鹽堿地栽培原理與輕簡栽培技術 451
6.3.3 菊芋病蟲害與雜草防治 458
6.3.4 菊芋塊莖收獲期及其機械化收獲 463
參考文獻 482
第7章 菊芋非耕地生態(tài)修復及海水養(yǎng)殖廢水凈化效應 493
7.1 菊芋種植對山東萊州鹽漬土的修復效應 493
7.1.1 對山東萊州鹽漬土土壤理化性質的影響 494
7.1.2 山東萊州菊芋種植地生物活性效應 495
7.2 菊芋種植對江蘇大豐鹽漬土的修復效應 499
7.2.1 種植南菊芋1號對江蘇大豐鹽漬土理化性質的影響 499
7.2.2 種植南菊芋1號對江蘇大豐鹽漬土的生物學效應 505
7.2.3 南菊芋1號種植對江蘇大豐鹽漬土碳匯的影響 521
7.2.4 江蘇大豐濱海鹽漬土菊芋根系分泌物特征 527
7.2.5 江蘇大豐不同植被濱海鹽漬土礦物組成 540
7.3 江蘇大豐菊芋種植對濱海鹽漬土碳儲量的效應 543
7.3.1 鹽漬土菊芋生物固碳試驗研究方法 543
7.3.2 氮肥對菊芋生物碳固定的效應 544
7.3.3 氮肥對江蘇大豐海涂土壤碳庫的影響 546
7.3.4 氮肥用量對菊芋土壤單位面積有機碳儲量的影響 547
7.4 微生物-菊芋體系對海水養(yǎng)殖廢水養(yǎng)分的凈化效應 548
7.4.1 海水養(yǎng)殖廢水灌溉菊芋凈化水體氮磷的效應 549
7.4.2 山東萊州海涂海水養(yǎng)殖廢水灌溉菊芋的環(huán)境效應評估 566
7.4.3 微生物-菊芋體系凈化海水養(yǎng)殖廢水的效應 572
參考文獻 576
第8章 菊芋塊莖的化學成分與菊粉化學特征 581
8.1 菊芋塊莖的化學成分 581
8.1.1 菊芋塊莖的碳水化合物 581
8.1.2 菊芋塊莖的礦物質 585
8.1.3 菊芋塊莖的維生素 586
8.1.4 菊芋塊莖的植物活性物質 586
8.2 菊粉的種類及結構特征 587
8.2.1 菊芋菊粉的種類與大小 587
8.2.2 菊芋菊粉結構特征 590
8.3 菊芋菊粉的功能 591
8.3.1 菊芋菊粉作為食品添加劑 591
8.3.2 菊芋醫(yī)學應用前景 592
8.3.3 菊芋菊粉作為脂肪替代品 636
8.4 菊芋菊粉的修飾 637
8.4.1 菊粉生物水解 637
8.4.2 菊粉化學水解 638
8.5 菊粉發(fā)酵 639
8.5.1 乙醇 639
8.5.2 菊粉轉化為正丁醇和丙酮 639
8.5.3 菊粉轉化為其他發(fā)酵產品 640
8.6 菊粉環(huán)化 640
8.6.1 菊粉轉化為環(huán)狀低聚菊粉 640
8.6.2 菊粉轉化為二果糖酐 641
8.7 菊粉氫化 642
8.7.1 菊粉酯化作用 642
8.7.2 菊粉轉化為甲基化菊粉 642
8.7.3 菊粉轉化為菊粉碳酸鹽 642
8.7.4 菊粉轉化為O型（羧甲基）菊粉 642
8.7.5 菊粉醚 646
8.7.6 菊粉醛 647
8.7.7 菊粉轉化為氨基甲酸酯 647
8.7.8 菊粉轉化為O型（氰）菊粉 648
8.7.9 菊粉轉化為O型（3-氨基-3-丙酰）菊粉 648
8.7.10 菊粉轉化為O型（羧）菊粉 648
8.7.11 菊粉轉化為O型（3-羥基亞胺基-3-氨基丙基）菊粉 649
8.7.12 硬脂酰胺和N-羧基甲基氨基丙醇鹽菊粉 649
8.7.13 菊粉轉化為O型（氨丙基）菊粉的衍生物 649
8.7.14 菊粉轉化為環(huán)己糖衍生物 650
8.8 菊粉氧化 651
8.8.1 菊粉轉化中主要羥基基團的選擇性氧化 651
8.8.2 菊粉轉化中乙醇酸的氧化 651
8.8.3 菊粉轉化為烷氧基化菊粉 652
參考文獻 652
第9章 菊芋地上部化學成分 666
9.1 菊芋葉片的化學成分 666
9.1.1 菊芋葉片的糖分組成及其動態(tài)變化 669
9.1.2 菊芋葉片中的蛋白質 674
9.1.3 菊芋葉片中的維生素 678
9.1.4 菊芋葉片中的黃酮類化合物 678
9.1.5 南菊芋1號葉片中的酚酸類化合物 685
9.2 菊芋秸稈的化學成分 731
9.2.1 菊芋秸稈的糖分 731
9.2.2 菊芋秸稈的纖維素與木質素 736
9.2.3 菊芋秸稈的其他營養(yǎng)物質 737
9.3 菊芋地上部——動物飼料 738
9.3.1 菊芋制作青貯飼料和顆粒飼料 741
9.3.2 菊芋制作功能性飼料——益生菌飼料補充劑 742
參考文獻 744
第10章 菊芋代謝產物的提取、分離、純化 754
10.1 原生代謝產物的提取、分離、純化 754
10.1.1 菊粉的提取、分離、純化 754
10.1.2 菊芋葉蛋白的制備 789
10.2 菊芋葉片次生代謝產物 794
10.2.1 菊芋葉片總黃酮快速檢測方法 795
10.2.2 菊芋葉片總黃酮類的提取與測定 800
10.2.3 菊芋葉片殺蟲滅菌植物源農藥制劑的研發(fā) 819
10.2.4 果蔬綠色防腐保鮮劑的研發(fā) 849
參考文獻 862
第11章 菊芋高值化利用關鍵技術 870
11.1 菊芋塊莖生產乙醇的關鍵技術研究 870
11.1.1 菊粉外切酶高產菌株篩選及優(yōu)良工程菌株構建 870
11.1.2 發(fā)酵生產乙醇的關鍵技術及工藝優(yōu)化 918
11.1.3 分步水解發(fā)酵生產乙醇的關鍵技術及工藝優(yōu)化 953
11.1.4 菊芋塊莖酒*同步糖化發(fā)酵乙醇的研究 968
11.1.5 菊粉乙醇發(fā)酵工程菌株的構建、同步糖化與發(fā)酵乙醇 980
11.2 菊芋塊莖果糖漿生產的關鍵技術研究 1000
11.2.1 固定化青霉水解菊粉制備果糖的研究 1004
11.2.2 高果糖漿粗提液的精制工藝 1009
11.3 菊芋秸稈生產固體燃料的核心技術研究 1018
11.3.1 菊芋秸稈生產固體燃料的核心技術研究方法 1024
11.3.2 不同生物質