2010.12.22 汉麻特种生物资源综合利用研究及产业化
汉麻家当化加工项目可行性研究申报
汉麻产业化加工项目可行性研究报告汉麻,又名线麻、寒麻、火麻等,别名称谓多达十余种。
史书载,麻起源于中国,是人类最早用于织物的天然纤维,有“国纺源头,万年衣祖”美誉,其种植历史至少有8000多年。
汉麻起源于中国,有“国纺源头,万年衣祖”之称。
麻文化为东方服饰文明的重要标志,在中国至少有一万年的历史。
麻的发现运用居天然纤维(麻丝毛棉)之首。
一季汉麻秆芯的产量相当于一年速生林,其韧皮纤维产量每亩可达100公斤以上,比棉花高50%。
这种产能的表现形式还包括在我国各地都能种植,特别适合种植在山坡地、荒地和盐碱地等,不与粮、棉、油争地。
由于汉麻自身含有多种特有化学成分,具有较强的抑草抑虫害功能,因此在整个生长过程中不需要使用杀虫剂和除草剂,对环境没有任何污染。
诸多优良“天赋”使得汉麻产业化的第一步——种植,成为保护土壤的可持续利用价值,调整农业产业结构,培育新型产业,增加农民收入的有效途径。
汉麻的排湿性是纯棉的3倍,汉麻面料可在1小时内将附着的细菌杀灭;汉麻织物可屏蔽95%以上的紫外线,在370℃高温时不褪色,在1000℃时不燃烧,具有极佳耐热、防紫外线性能;汉麻韧皮可用于纺织;汉麻秆芯经研磨可生产木粉、制造活性炭、生产浆粕用于造纸;麻叶、麻花、麻根可提取药物,有止血、散淤、解毒、安胎等功效;麻籽仁可榨油,其不饱和脂肪酸含量竟高于深海鱼油;汉麻秆芯吸收甲醛是松木的11倍,且具有分解化学有害气体的特殊功能。
另:提供国家发改委甲、乙、丙级工程咨询资质北京智博睿信息咨询有限公司可行性研究报告大纲(具体可根据客户要求进行调整)第一章汉麻产业化加工项目总论汉麻产业化加工项目概况汉麻产业化加工项目名称汉麻产业化加工项目建设单位汉麻产业化加工项目拟建设地点汉麻产业化加工项目建设内容与规模汉麻产业化加工项目性质汉麻产业化加工项目总投资及资金筹措汉麻产业化加工项目建设期汉麻产业化加工项目编制依据和原则汉麻产业化加工项目编辑依据汉麻产业化加工项目编制原则汉麻产业化加工项目主要技术经济指标汉麻产业化加工项目可行性研究结论第二章汉麻产业化加工项目背景及必要性分析汉麻产业化加工项目背景汉麻产业化加工项目产品背景汉麻产业化加工项目提出理由汉麻产业化加工项目必要性汉麻产业化加工项目是国家战略意义的需要汉麻产业化加工项目是企业获得可持续发展、增强市场竞争力的需要汉麻产业化加工项目是当地人民脱贫致富和增加就业的需要第三章汉麻产业化加工项目市场分析与预测产品市场现状市场形势分析预测行业未来发展前景分析第四章汉麻产业化加工项目建设规模与产品方案汉麻产业化加工项目建设规模汉麻产业化加工项目产品方案汉麻产业化加工项目设计产能及产值预测第五章汉麻产业化加工项目选址及建设条件汉麻产业化加工项目选址汉麻产业化加工项目建设地点汉麻产业化加工项目用地性质及权属土地现状汉麻产业化加工项目选址意见汉麻产业化加工项目建设条件分析交通、能源供应条件政策及用工条件施工条件公用设施条件原材料及燃动力供应原材料燃动力供应第六章技术方案、设备方案与工程方案项目技术方案项目工艺设计原则生产工艺设备方案主要设备选型的原则主要生产设备设备配置方案设备采购方式工程方案工程设计原则汉麻产业化加工项目主要建、构筑物工程方案建筑功能布局建筑结构第七章总图运输与公用辅助工程总图布置总平面布置原则总平面布置竖向布置规划用地规模与建设指标给排水系统给水情况排水情况供电系统空调采暖通风采光系统总图运输第八章资源利用与节能措施资源利用分析土地资源利用分析水资源利用分析电能源利用分析能耗指标及分析节能措施分析土地资源节约措施水资源节约措施电能源节约措施第九章生态与环境影响分析项目自然环境基本概况气候特点矿产资源社会环境现状行政划区及人口构成经济建设项目主要污染物及污染源分析施工期使用期拟采取的环境保护标准国家环保法律法规地方环保法律法规技术规范环境保护措施施工期污染减缓措施使用期污染减缓措施其它污染控制和环境管理措施环境影响结论第十章汉麻产业化加工项目劳动安全卫生及消防劳动保护与安全卫生安全防护劳动保护安全卫生消防建筑防火设计依据总面积布置与建筑消防设计消防给水及灭火设备消防电气地震安全第十一章组织机构与人力资源配置组织机构组织机构设置因素分析项目组织管理模式组织机构图人员配置人力资源配置因素分析生产班制劳动定员表11-1劳动定员一览表职工工资及福利成本分析表11-2工资及福利估算表人员来源与培训第十二章汉麻产业化加工项目招投标方式及内容第十三章汉麻产业化加工项目实施进度方案汉麻产业化加工项目工程总进度汉麻产业化加工项目实施进度表第十四章投资估算与资金筹措投资估算依据汉麻产业化加工项目总投资估算表14-1汉麻产业化加工项目总投资估算表单位:万元建设投资估算表14-2建设投资估算表单位:万元基础建设投资估算表14-3基建总投资估算表单位:万元设备投资估算表14-4设备总投资估算单位:万元流动资金估算表14-5计算期内流动资金估算表单位:万元资金筹措资产形成第十五章财务分析基础数据与参数选取营业收入、经营税金及附加估算表15-1营业收入、营业税金及附加估算表单位:万元总成本费用估算表15-2总成本费用估算表单位:万元利润、利润分配及纳税总额预测表15-3利润、利润分配及纳税总额估算表单位:万元现金流量预测表15-4现金流量表单位:万元赢利能力分析动态盈利能力分析静态盈利能力分析盈亏平衡分析财务评价表15-5财务指标汇总表第十六章汉麻产业化加工项目风险分析风险影响因素可能面临的风险因素主要风险因素识别风险影响程度及规避措施风险影响程度评价风险规避措施第十七章结论与建议汉麻产业化加工项目结论汉麻产业化加工项目建议。
汉麻产业的春天正在到来纺织之光“汉麻产业化关键技术及应用”成果推广活动在湖北嘉鱼举行
20 /科教/SCIENCE成果推广 系列报道汉麻产业的春天正在到来纺织之光“汉麻产业化关键技术及应用”成果推广活动在湖北嘉鱼举行本刊记者_郭春花 文/摄六项汉麻产业化关键技术近年来,汉麻纤维制品的优良性能正被越来越多的消费者青睐,可以说,汉麻产业的春天正在到来。
目前,我国纺织行业已研发出一些先进的汉麻产业化关键技术,为促进科技成果转化,搭建行业新技术交流平台,12月14日,中国纺织工业联合会科技发展部、中国麻纺织行业协会、纺织之光科技教育基金会在湖北省嘉鱼县举办了纺织之光“汉麻产业化关键技术及应用”重点科技成果现场推广活动。
据了解,报名参加此次会议的代表远远超出了主办方的预期,会场内座无虚席。
中国纺织工业联合会党委书记兼秘书长、纺织之光科技教育基金会理事长高勇,中国麻纺织行业协会会长董春兴,嘉鱼县委副书记、县长胡春雷,中央军委后勤保障部军需装备研究所科技处处长绳以健,中纺联科技发展部技术推广处处长张放军等领导,以及来自全国各地的麻纺企业代表230余人参加会议。
会议由中国麻纺织行业协会副会长兼秘书长张承泽主持。
高勇指出,麻纺行业近年来不断研发出多个品种,为促进行业发展起到较大的推动作用,汉麻就是其中的代表。
毛、麻、丝在中国纺织工业中虽然属于小行业,三者总量大约六七十万吨,占整个纤维消费的比例不到2%。
“虽然占比不大,但是影响却大。
”高勇指出,在行业的供给侧改革中,提升天然纤维的竞争力是纺织行业的重要课题。
汉麻目前已成为我国麻类产品中种植面积最大的品种,虽然加工总量不及亚麻,但我国已掌握汉麻从种植到加工的独有技术,近年来逐步得到了国际认可,未来需作为重点培育品种。
高勇认为,苎麻也是我国特有的作物,但近年来种植加工都在减少,下一步也应加大推广力度。
他同时指出,麻纺与丝绸、毛纺一样,总量不大,未来的发展重心不应放在拼量上,而是要与其他纤维混纺,瞄准高端路线,把麻纺做成奢侈品,并创建中国的自主品牌。
企业对此次会议的热情让董春兴深受鼓舞,这说明企业对汉麻非常重视。
汉麻叶活性成分及其药理特性的研究概况
【 y wo d 】C n b ai evs a n bn i;N n c n a iod n n w cie ige i t;P amaoo c Ke r s a a i st a lae ;C a iod o - a n bn i;U k o n at n de s hr clg a n s v n v r n il
c a a trsis h eeite r
汉 麻 属 于 木 兰 纲 ( g oi sd ) 麻 目( rc l ) 麻 Man l p ia 荨 o U t ae 大 i s 科 ( a nbn c a ) 麻 属 ( a n b ) 麻 种 ( a n b aia C n a i ee 大 a C ai 大 n s C a i st n s v
B s esU i ri , e ig 1 0 4 , hn ui s nv sy B in 0 0 8 C ia n e t j
[ sr c】C n a i s 0lae otisa vr t cieige i t, n ldn a n bn i n o — a nbn i. Ab ta t a nbs ev sc nan ai yo at n rde s ic ig c aiod ad nn cn a iod e f v n u n
T eR sa hC n r f hn- e pM t i s fh ur rat ee c st e e ee oii D pr et h eer et iaH m a r eQ aem s r sa hI tu t nr Lg t eat n c e oC ea ot l t e R r n ito h G f l a sc m f h P A B i g 0 0 2 C i ; . yLbr o e o D vl m n l suc , e i eho g a o teC L , e i 10 8, h a 3 e ao t i ee p et nPat eor s B i gT cnl d j n n K a r sf o o nR e j n o n y
汉麻技术突破的产业新革命
技术突破的产业新革命--汉麻产业(2008-04-19 23:46:12)分类:股票资本市场中,参与者总是在试图寻找这样那样的财富神话,“乌鸡变凤凰”的重组吸引着高风险偏好者孜孜不倦的猜测和捕捉,而价值投资者则更倾向于投资标的内生性的可以预期的高成长。
很多种因素都可以带来高成长,但其中最具有爆发力的一定是替代性的颠覆性的产业革命。
汉麻产业作为一个在技术上实现突破、使用前景异常广阔的新兴产业,在消费升级的大背景下,正是具备了这样的颠覆性,我们非常看好其未来的发展前景。
汉麻,即大麻,属桑科,一年生草本植物。
原产黄河流域,公元前经中亚传到欧洲及世界各地,因此,国外称大麻为汉麻。
汉麻是我国最古老的栽培作物之一,我们的祖先至少在5千多年前就用汉麻纤维织“葛布”了。
汉麻产业是规模较大、具有较长产业链、能带动一批产业群发展和技术提升的特色生物资源加工产业,可加快我国可再生资源的利用与开发,拓展高科技纺织材料领域。
目前,产业链中较为核心的韧皮纤维、生物柴油、新型建材等项目技术的研发均已取得了突破性进展,初步具备了产业化投资的条件。
具体而言,汉麻不同部位用途的广泛适用性,决定了汉麻产业的超乎寻常的产业链长度,用一句通俗的话来讲,“汉麻浑身都是宝”,相关的产业链环节分当然,作为一个新的产业,上述的很多环节还未能达到产业投资阶段,目前比较成熟的,是最为核心的韧皮纤维的工业化生产环节。
麻纤维作为“棉、毛、丝、麻”四大天然纤维的一种,具有悠久的历史,它是世界上最古老的纺织纤维,可以说,它的使用与发展伴随并见证了人类的历史。
麻类纤维因普遍具有吸湿透气、防霉抗菌、抗紫外线、无静电等特性广泛应用于服装、家用纺织品和产业用纺织品等各个领域。
同时麻类纺织品在外观风格上也具有较强的时尚感。
在欧洲等发达国家和地区,麻纺织品是高贵和高档的象征,好的麻制服装和麻纺织品其售价远远高于其他纤维制品的价格。
另外值得一提的是,麻纺织业从作物种植、纤维加工到废弃物的处理,整个过程,需要很少的化学物质,明显具有生态产业的特征。
生物质能的开发与利用
农业生物环境与能源工程生物质能的开发与利用肖洋刘海峰李娜(武昌工学院机械工程学院,湖北 武汉430065)摘要:随着科技的发展,能源短缺问题也越来越 严重,我国作为人口大国,对资源的需求量也很大,近些年生物质能作为一种新型可再生能源走进了人们 的生活。
本文主要就生物质能的特,0、分类和转化进 行阐述,最后就生物质能的发展做总结。
关键词:生物质能;可再生资源;开发利用1 物质能的特点(1) 可再。
生物质能最大的特点就是可再生性,生物质能是通过转化而得来的,而太阳能不尽用之不竭的自然资源。
因此,生物质能是和潮汐能! 一样的可再 源,可实现长久、可持 发展。
(2) 资源丰富。
我国作为世界上的人口大国、农业大国,在开发 质能源方面有的资源可利用,据相关 ,我国每年 质可转化的 :当于5亿t 标准煤的 ,随着我国的不断发展,可转化量还在逐年递增。
而且质能源来源 ,迄止已有种原材料可用质能源的开发与利用。
(3) 对环境污染小。
生物质能中含硫、氮都比较少,在燃烧之后 的有害气体SO 2,NO x 等都比较 少,而且 质在利用 中的CO 2排 很少,对缓解温 应有 著的效果。
(4) 替代优势。
在现在研究的基础上,可以将生物质能源转化 质成 料、生物质、生质液体燃料等,来替代化石能源。
2 物质能资源的在 中的 质资源很多,依据不同的分类标准可以划分为不同种类的生物质资源,其中根抿 质资源的来源可以将质资源分为四大类:森林资源、农作、、%2.1森林资源森林资源是森林生长和林业生产过程提供的生 物质能源,,但是也包括一些工业 •残%森林资源在我国能源比重中有很大的占比,树木作者简介:肖洋(1997-),男,湖北宜昌人,本科,研究方向:机械设计制造及其自动化。
通过光合作用固定太阳能,再被进一步利用%薪材的 来源修 中的 ,将这些多余的 收再利用,变成 所需的能源%2.2农作物秸秆农作物秸秆主要包括农作物的茎、叶、根。
我国 是农业大国,有着丰富的农业资源,但是以往对于农业的利用都是直,这样不 用效率低,还污染 %技的发展,直 的形式逐渐被取消,取而代之的是将农作 加工后再进 I用,这样既可以 ,还可以避免浪费,农作也质能源的一个重要来源%23排泄物的总称,它是其他形态生物质( 粮食、农作 和牧草等)的转化形式,包排出的、尿及其与垫草的混%以往对于的利用是还田化肥和养 类,这样利用会导致资源 流失和水污染,给来很不好的 ,用集中 ,可以得到 地利用%2.4生活垃圾、 、的废弃物,其成分复杂,种类繁多%随着人水平的提高,生活产生的垃圾也越来越多,如果将这些垃集中掩埋,会对 有很 %现在将这些 分类进行,加工成质能源再利用,既保护,又解决 会问题%3 物质能的转化生物质能的利用生物质需要经过多次转化,其转化方式质 化、 质液 化、 质化3种方式% (见图1)生杨质EJ 化]--固体燃料植物油料生物质液化}热解液化生物发酵炭图1生物质转化图------------ I ~J 沼气发酵 生物质气化]—];------------} I —£ 热解气化{ 甲烷 ] { 燃料甲醇 ]《湖北农机化》2020年第9期农业生物环境与能源工程基于开展气象为农服务的几点思考丹增德庆1次仁旺久2索朗仓决1(1.西藏山南隆子县气象局,西藏山南856600&.西藏山南贡嘎县气象局,西藏山南856600)摘要:本文针对气象工作如何在新形势下为农业发展提供更多优质服务进行了详细分析,有效促进我国气象工作整体水平全面提升的同时,为我国农业发展水平的不断优化奠定坚实的基础。
黑龙江省汉麻产业情况概述
43经济研究黑龙江省汉麻产业情况概述刘翠翠1果实2(1.黑龙江省经济作物技术指导站2.哈尔滨南岗区农林水务畜牧兽医局)【摘要】 本文介绍了黑龙江省汉麻产业的基本情况,分析了汉麻产业较好的基础条件、适宜的生态环境、良好的技术支持和较高的经济效益等发展优势,并针对优良品种缺乏、机械化水平不高、深加工能力不足等问题,提出了加强科技创新,开展技术培训,加强综合利用,延长产业链条,加强行业监管,规范汉麻生产,加强政策引导,扶持产业发展等汉麻产业发展的对策。
【关键词】 汉麻;产业发展;黑龙江省【作者简介】刘翠翠(1985—),女,农艺师,硕士,黑龙江省经济作物技术指导站。
黑龙江省是国家重要的汉麻生产基地,发展麻类作物具有得天独厚的地理优势、产业基础和科研优势。
近年来,汉麻种植、加工、销售持续稳步增长,逐渐成为区域农业结构调整和农民致富增收的优势产业。
一、黑龙江省汉麻产业现状黑龙江省汉麻种植发展迅速,产业结构调整给汉麻生产提供了发展空间,2017年全省汉麻种植面积26.4万亩,原茎总产量13.9万吨,同比分别增长64%和121%。
全省汉麻种植区域主要分布在孙吴、肇州、讷河、克山、青冈、兰西等县(市),以公司、合作社和专业户种植为主。
截至目前,由黑龙江省种子管理局认定(登记)纤维用、籽纤兼用、籽用汉麻品种共17个,其中纤用型“火麻1号”“庆大麻1号”“龙大麻3号”为黑龙江省主栽品种,约占全省汉麻总面积的80%左右,分别由黑龙江省科学院大庆分院、黑龙江省农业科学院大庆分院、黑龙江省农业科学院经济作物研究所育成。
黑龙江省先后成立了天之草新材料生物科技有限公司(孙吴)、黑龙江金达麻业有限公司(青冈)、大庆云天麻业有限公司(肇州)等汉麻加工企业,按照“科研单位+公司+合作社”“公司+合作社+基地+农户”的运作模式,初步形成了品种繁育、原料种植、原茎加工、纺纱织布于一体的产业体系,产业发展链条进一步延长。
近两年来,黑龙江省积极推动汉麻产业发展。
生物质_燃烧技术
生物质与煤混烧
混烧发电
垃圾及污泥焚烧
固体成型
资源供给充足、符合目前农村用能 习惯、成型机械不能高效经济、持 续稳定运行,制约推广应用
生物质燃烧发电概况
国外: 欧美主要采用热电联产技术(CHP),锅炉设计基本全部采用 流化床技术。CHP工艺中发电效率在30%~40%,但是它有 80%的潜力可控 丹麦政府已明令电力行业必须每年焚烧140万吨生物质;美 国2010年生物质发电将达到13000MW装机容量;2002年日 本提出计划2010年生物质能发电达330MW 国内: 主要集中在有稳定生物质原料来源的制糖厂和林木加工企业 最近几年发展迅猛。截至2007年底,国家和各省发改委已核 准项目87个,总装机规模220万千瓦。全国已建成投产的生 物质直燃发电项目超过15个,在建项目30多个
数据来源:相关文献整理
* 指未进行初投资分摊的净收益
生物质与煤混烧技术
生物质的特点
不利于长距离运输 季节性、区域性
连续、稳定供应困难
生物质与煤混烧
效率 经济性 克服生物质原料供应波动影响,克服纯烧的缺点 能够利用大型电厂的规模经济,热效率高 低成本、低风险 ,污染物排放减少
国外对秸秆类高碱金属生物质的掺混比例一般 限制在10-20%(能量基)
压辊式
用于大型木材 加工厂木屑加 工或造纸厂秸 秆碎屑加工.密 度为1.0-1.4t/m3
直接燃燃技术 固体成型燃料
初投资不高,经 济收益较好
净现值(万元)
120,000 90,000 60,000 30,000 0 -30,000 -60,000 -90,000 -120,000 -150,000 0 2 4 6 8 10 12 14 16 年份 200-350 250-390 300-430
12-汉麻生物质综合利用-郝新敏
汉麻生物质综合开发与利用郝新敏1,高明斋2,杨元 2(1 总后勤部军需装备研究所,北京,100082;2 汉麻产业投资控股有限公司,云南,666200)摘要:汉麻是一种古老而又新兴的生物质资源,重新审视并合理开发利用汉麻生物质资源,将为农民开辟一个新的增收渠道,为我国新农村建设提供一个良好机遇。
同时对保障能源安全、保护环境、促进社会经济可持续发展也有着非常重要的意义。
本文介绍了汉麻生物质资源的低碳环保特性,重点介绍了汉麻纤维低碳环保加工技术和汉麻在低碳环保纺织品、原生态汉麻秆芯人造板材以及生物制药等领域的综合利用现状。
关键词:汉麻,生物质,低碳环保,综合利用1 汉麻的低碳环保性汉麻是一种生命力很旺盛的作物,除极地和热带雨林外,在世界各地几乎都可以生长。
我国是世界上最早栽培和使用汉麻的国家之一,距今已超过6000年。
通过深入研究表明,汉麻是一种具有突出“低碳品质”的高值生物质资源,并且是可以在多个行业利用的工业原材料,具有以下特点:1.1 生态性汉麻与其他植物有良好的可共性,不与粮、棉、油争地,对土质要求不高,山坡地、荒地和盐碱地等都能种植,根系使土壤中氧含量和肥力得到提高,土壤不板结。
汉麻是速生植物,其叶子更新快,对虫害的耐受力较强。
与其它农作物间作,汉麻田附近的害虫会被汉麻大量的绿叶吸引过来。
种植汉麻使适应并危害常见农作物的病原体及害虫的生物周期被打破,因此这些病/虫害由于汉麻的轮作被迫远离。
可减少农药、杀虫剂等易造成温室气体高排放的化学药剂的使用。
叶子回田后降解,养分被土壤吸收。
1.2 资源性汉麻生物产量高,特别适合于和其他作物轮作间作。
一季汉麻生长期仅为120天左右,但其生物产量高,一季杆芯的产量相当于一年速生林,每亩汉麻韧皮纤维常量可达100kg以上,最高可达200kg。
汉麻的韧皮、秆芯、花、叶和根均具有很高的利用价值,是一种高值特种生物资源。
1.3 低碳性(1)汉麻种植的碳汇效应汉麻种植具有显著的低碳性,从种植到收获,每吨汉麻排放的CO2仅为544kg,而棉花为1680kg,而合成纤维生产CO2排放量比天然纤维高10~20倍。
汉麻提取物的抗紫外功效筛选和安全性评价
汉麻提取物的抗紫外功效筛选和安全性评价何聪芬;李靖宇;王领;何锦风【摘要】通过紫外线光谱扫描、清除自由基试验和光溶血试验等方法对不同生长期、不同部位的汉麻提取物进行了抗紫外评价和比较,优选出的提取部位为:汉麻(160 d)叶的95%乙醇提取物,并进一步确定其最佳提取工艺条件为:料液比1:20,提取温度75℃,提取时间2h,提取1次.汉麻叶提取物的主要成分为黄酮类物质(0.571 g/g).在安全性评价中,红细胞溶血试验和鸡胚绒毛尿囊膜试验的结果均表明该汉麻叶提取物无明显刺激性.此外,该提取物还具有良好的的pH、冷、热和光稳定性,可作为一种抗紫外的植物功效原料应用于防晒化妆品的开发.【期刊名称】《天然产物研究与开发》【年(卷),期】2014(026)011【总页数】7页(P1872-1878)【关键词】汉麻;抗紫外功效;清除自由基;光溶血实验;安全性评价【作者】何聪芬;李靖宇;王领;何锦风【作者单位】北京工商大学北京市植物资源研究开发重点实验室;首都师范大学生命科学学院,北京100048;东北农业大学生命科学学院,哈尔滨150030;总后勤部军需装备研究所军用汉麻材料研究中心,北京100082【正文语种】中文【中图分类】Q949.97汉麻(China-hemp)是大麻科(Cannabinaceae)荨麻目(Urticales)大麻属(Cannabis)大麻种(Cannabis sativa L.)的1年生草本植物[1]。
汉麻的抗紫外辐射功能在所有麻类中是最好的,能有效减少紫外线对人体的危害[2-4]。
任汉阳[5]的研究表明汉麻籽油可以提高SOD、GSH-Px 等酶的活力,进而发挥抗氧化、延缓衰老的作用;曹俊岭[6]的研究证明汉麻籽油可通过抗氧化作用和对NO 的影响起到延缓衰老的作用,汉麻籽油中的多不饱和脂肪酸具有较强穿透皮肤的能力,可作为洗涤品和护肤用品的原料。
汉麻籽油消除DPPH·自由基的能力超过橄榄油[7],并在200~420 nm 有强吸收峰,能够吸收波长320~400 nm 的UV-A和波长275~320 nm 的UVB[8-10],适合用作抗氧化和抗紫外功效化妆品的原料。
汉麻应用产品及优势研究
黑龙江科学HEILONGJIANG SCIENCE第11卷第24期2020年12月Vol. 11Dec. 2020汉麻应用产品及优势研究潘宇涛1,常 存蔦赵金海2,王书瑞1(1.黑龙江省科学院,哈尔滨150001; 2.黑龙江省科学院高技术研究院,哈尔滨150010)摘要:为加强人们对汉麻的认识,从应用角度入手,分析了汉麻在医药行业、保健食品、生活用品、纺织服装、材料领域中的优势,列举了其主要的应用产品。
未来,汉麻在能源领域和生态环境保护方面也将发挥重要作用,发展前景广阔。
关键词:汉麻;产业;应用;优势中图分类号:TQ658. 2 文献标志码:A 文章编号:1674 -8646(2020)24 -0052 -04Research of China-hemp Application Products and AdvantagesPan Yutao 1, Chang Cun 1, Zhao Jinhai 2, Wang Shurui 1(1. Heilongjiang Academy of Sciences , Harbin 150001, China ;2. Institute of High Technology , Heilongjiang Academy of Sciences , Harbin 150010, China )Abstract : In order ta strengtien the cognition of China-hemp , tie paper starts from application perspective ; analyzesthe advantages of China-hemp ii pharmaceuticals , health food , articles of daily life and material fields ; lists iis mainapplication products. In the future , China-hemp will play importani role in enerey fielt and ecelooical environmentalprotection , and ii is promising.Key words : China-hemp ; Industro ; Application ; Advantage汉麻分为汉麻和毒品汉麻,现在国内外广泛应用 的即是汉麻,也称工业大麻。
汉麻纤维与汉麻产业发展
汉麻纤维与汉麻产业发展汉麻纤维与汉麻产业发展文/郝新敏(总后勤部军需装备研究所汉麻材料研究中心博士)汉麻(Hemp),桑科大麻属植物,是指经过人工选育,植株群体花期顶部叶片及花穗的四氢汉麻酚(THC)含量<0.3%(干物质百分比),已不具备提取毒品和直接作为毒品利用价值的工业用大麻品种类型。
汉麻综合利用与开发项目简介汉麻种植简单、省工省时;汉麻在我国各地都能种植,特别适合于山坡地、荒地和盐碱地等,不与粮、棉、油争地;汉麻病虫害少、抗自然灾害、抗杂草;汉麻生长周期短,特别适合于轮作间作。
此外,汉麻生物产量高,一季杆芯的产量相当于一年速生林;汉麻韧皮纤维产量可达100公斤/亩以上,比亚麻产量汉麻是高产高效经济作物。
高;具有优异的土壤改良作用研究表明,汉麻植物对重金属镉有很强的耐受力,当土壤中镉含量达到800mg/Kg时,对汉麻的生长没有明显的影响。
金属离子选择性地聚集于植物的根部,只有少部分被输送到茎、叶等部位。
汉麻对溶液中的铬离子、铜离子、银离子、镉离子的单层吸附能力分别为367mg/g、1157mg/g、89mg/g、140mg/g,因此,汉麻植物与汉麻纤维都是优秀的天然金属吸附剂,对水体和土壤起到了有效的自清洁作用。
发展汉麻符合低碳经济发展方向:汉麻对二氧化碳有很强的螯合作用,一公顷汉麻在100天的生长期内,可以在纤维素碳内隔离并储存20吨的二氧化碳,并在土壤中隔离并贮存500Kg二氧化碳,因此,采用汉麻制造的产品也称"碳汇产品"。
汉麻纤维具有独特的服用性能:优异的吸湿排汗性;天然的抗菌保健性;良好的柔软舒适性;卓越的抗紫外性;出色的耐高温性;独特的吸波吸附性。
联合国粮农组织在考察了解了我国汉麻种植及产业发展情况后认为,汉麻种植简单、对土壤要求低,长期种植有利于土壤改良,因此汉麻种植能够利用贫瘠土地,大大减少天然纤维生产中农田杀虫剂的使用量,为百万小型农户带来额外收入。
汉麻花和叶挥发性成分分析
核农学报2024,38(2):0308~0316Journal of Nuclear Agricultural Sciences汉麻花和叶挥发性成分分析练冬梅姚运法李洲吴松海洪建基 *(福建省农业科学院亚热带农业研究所,福建漳州363005)摘要:为明确汉麻不同花和叶的挥发性成分,以品种brosom为材料,利用顶空-气相色谱/质谱联用技术对其雌花、雄花、雌株老嫩叶、雄株老嫩叶的挥发性成分进行测定。
结果表明,相对含量在0.05%以上的挥发性成分中,雌花检测到36种、雄花23种、雌株老叶32种、雌株嫩叶35种、雄株老叶26种、雄株嫩叶30种;萜烯类是花、叶的主要挥发性成分,其中单萜类是雌/雄花的优势成分,雌花主要成分为β-蒎烯和D-柠檬烯,雄花为α-蒎烯、β-蒎烯和D-柠檬烯;倍半萜类是雌株老/嫩叶优势成分,单萜类是雄株老/嫩叶优势成分;雌株老叶主要成分为β-蒎烯、D-柠檬烯、石竹烯和叶醇,雌株嫩叶为D-柠檬烯、石竹烯和β-金合欢烯,雄株老叶为α-蒎烯、β-蒎烯、石竹烯和叶醇,雄株嫩叶为α-蒎烯和β-蒎烯。
挥发性成分相似率分析结果显示,雌花和雄花相似率较高,雌株老/嫩叶及雄株老/嫩叶相似率极高,而不同性别的花、叶间相似率较低。
雄株老嫩叶α-蒎烯含量(>44.84%)显著高于雌株老嫩叶(<2.65%),雌株老嫩叶的β-金合欢烯含量(>9.18%)显著高于雄株老嫩叶(<0.33%),故α-蒎烯和β-金合欢烯可作为区分brosom雌/雄株的挥发性成分标识物。
α-蒎烯、石竹烯、β-罗勒烯在雌/雄花中的差异表现丰富了汉麻雌/雄花在挥发性成分方面的基础知识。
本研究结果为汉麻育种及其综合开发利用提供了理论基础。
关键词:汉麻;花;叶片;挥发性成分;顶空-气相色谱/质谱联用DOI:10.11869/j.issn.1000‑8551.2024.02.0308汉麻(China-Hemp),别名工业大麻,为大麻科(Cannabinaceae)大麻属(Cannabis)一年生草本植物,其四氢大麻酚(tetrahydrocannabinol,THC)含量低于0.3%,属于无毒品利用价值大麻类型,被用于纺织、造纸、军需、生物能源、食品保健、医药、化妆品、饲料和油料等[1-5]。
工业大麻转录组学研究进展
㊀㊀㊀2023年第45卷第6期㊀㊀中国麻业科学㊀㊀PLANTFIBERSCIENCESINCHINA㊀㊀㊀㊀文章编号:1671-3532(2023)06-0295-09工业大麻转录组学研究进展李紫薇ꎬ李洪超ꎬ王晓楠∗ꎬ赵越ꎬ曹焜ꎬ王盼ꎬ朱浩ꎬ肖湘(黑龙江省科学院大庆分院ꎬ黑龙江大庆163316)摘㊀要:工业大麻作为多用途经济作物ꎬ其相关产业及创新性应用蓬勃发展ꎬ对其种质资源提出更高的要求ꎬ因此根据不同产业需求培育多功能㊁抗逆性强的品种至关重要ꎮ转录组测序技术发展迅速ꎬ已被广泛应用于农业㊁医学及生命科学等领域ꎮ利用转录组测序技术精准鉴定㊁深度发掘优异基因并解析分子机理ꎬ对工业大麻品种遗传改良及产业创新发展具有重要意义ꎮ因此ꎬ研究阐述了转录组测序技术在工业大麻的基因组组装㊁新基因挖掘㊁抗胁迫机制㊁分子育种及其纤维发育调控等领域的研究成果ꎬ以期为工业大麻分子育种研究提供参考ꎮ关键词:工业大麻ꎻ转录组ꎻ纤维产量ꎻ抗逆性ꎻ激素中图分类号:S563.3㊀文献标识码:A㊀开放科学(资源服务)标识码(OSID):㊀收稿日期:2023-05-17基金项目:黑龙江省属科研院所科研业务费重点项目(CZKYF2021-2-B011)ꎻ黑龙江省院所应用技术研究专项重点项目(ZNZD2019DQ01)ꎻ黑龙江省科学院重点研发计划项目(ZDYF2024DQ01)作者简介:李紫薇(1998 )ꎬ女ꎬ在读研究生ꎬ研究方向为麻类作物遗传育种及分子生物学ꎮE-mail:liziwei199805@163.com∗通信作者:王晓楠(1981 )ꎬ女ꎬ研究员ꎬ博士ꎬ研究方向为麻类作物遗传育种㊁栽培及分子生物学ꎮE-mail:wxn_fern@163.comAdvancesinTranscriptomicsofIndustrialHempLIZiweiꎬLIHongchaoꎬWANGXiaonan∗ꎬZHAOYueꎬCAOKunꎬWANGPanꎬZHUHaoꎬXIAOXiang(DaqingBranchofHeilongjiangAcademyofSciencesꎬDaqing163316ꎬHeilongjiangꎬChina)Abstract:Asamulti-purposeeconomiccropꎬindustrialhemphasdevelopedrapidlyinitsrelatedindustriesandinnovativeapplicationsꎬwhichputsforwardhigherrequirementsforitsgermplasmre ̄sources.Thereforeꎬitisveryimportanttocultivatevarietiesofmulti-functionsandstrongstress-resist ̄anceaccordingtodifferentindustrialdemands.Transcriptomesequencingtechnologyhasdevelopedrapid ̄lyandhasbeenwidelyusedinagricultureꎬmedicineandlifesciences.Itcanbeusedtoaccurateidenti ̄ficationꎬanddeeplyexplorationofexcellentgenesꎬandanalyzemolecularmechanism.Itisofgreatsig ̄nificanceforthegeneticimprovementofindustrialhempvarietiesandindustrialinnovationanddevelop ̄ment.Thereforeꎬtheresearchresultsoftranscriptomesequencingtechnologyinthefieldsofgenomeas ̄semblyꎬnewgeneminingꎬstressresistancemechanismꎬmolecularbreedingandfiberdevelopmentregu ̄lationofindustrialhempwerereviewedinthispaperꎬinordertoprovidereferencesformolecularbreed ̄ingofindustrialhemp.Keywords:industrialhemp(CannabissativaL.)ꎻtranscriptomeꎻfiberyieldꎻresistanceꎻhormone工业大麻(CannabissativaL.)是大麻科㊁大麻属(CannabisL.)一年生直立草本植物ꎬ其四氢大麻酚(TetrahydrocannabinolꎬTHC)含量小于0.3%ꎬ不具有毒品利用价值ꎬ可进行种植加工及利592692㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀中国麻业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第45卷用[1]ꎮ工业大麻作为最早种植的经济作物之一ꎬ在中国已有六千多年的栽种历史[2]ꎬ根据其用途ꎬ可将大麻分为纤用㊁籽用㊁药用㊁籽纤兼用和纤药兼用等类型[3]ꎮ据统计ꎬ世界上由大麻衍生出的产品达2万多种ꎬ涉及纺织㊁造纸㊁食品㊁医药及复合材料等领域ꎬ如:麻皮可制成服装㊁纸张㊁绳索等ꎬ其叶㊁花㊁根可以入药ꎬ也可以用作土壤肥料ꎻ茎秆可制成密度板等新型复合材料ꎬ具有极高的经济价值[4]ꎮ转录组测序技术(RNA-Seq)ꎬ是指将高通量测序方法应用到由mRNA逆转录生成的cDNA上ꎬ能够迅速准确获得特定物种组织或器官在特定生理状态下几乎所有转录本序列信息和表达信息[5]ꎬ该技术具有速度快㊁准确度高㊁操作成本低等优势[6]ꎮ随着测序技术的发展ꎬ转录组测序技术在工业大麻的基因转录组㊁新基因挖掘㊁抗胁迫机制㊁分子育种及其纤维发育调控等研究领域获得重大突破ꎬ在缺少参考基因组的条件下ꎬ转录组测序技术不仅能获得样本中的序列信息ꎬ还能对序列的表达量进行定量分析ꎬ研究差异基因的表达情况[7-8]ꎮ由于工业大麻产业的蓬勃发展以及创新性应用如火如荼ꎬ当下产业发展对种质资源提出更高的要求ꎬ同时工业大麻种植也逐步由耕地向条件恶劣的非种植地扩大转移ꎬ这使培育多功能㊁抗逆性强工业大麻品种迫在眉睫[9]ꎬ因此精准鉴定㊁深度发掘优异基因和特色品种资源并解析其分子机理ꎬ对工业大麻品种遗传改良及产业创新发展至关重要ꎮ伴随着转录组技术和生物信息的迅速发展以及测序成本的减少ꎬ转录组测序技术在工业大麻中广泛应用ꎮ因此ꎬ本文阐述了转录组测序技术在工业大麻上的研究现状ꎬ并展望了其在工业大麻中的应用前景ꎮ1㊀转录组测序分析相关概念转录组的概念最早于1995年由Velculescu提出ꎬ广义上指特定生理条件下ꎬ细胞内所有转录产物的集合ꎬ主要包括mRNA和非编码RNAꎬ狭义上指所有编码蛋白质的mRNA的总和[10]ꎮ转录组测序在有参考基因的条件下ꎬ可以进行序列可变剪切的调控[11-13]㊁转录图谱的绘制[14-15]㊁基因家族筛选及验证分析[16]ꎻ在没有参考基因组的条件下ꎬ转录组测序也可以进行新基因的深度挖掘[17-19]㊁代谢途径的确定[20]和低丰度转录本的发掘[21-22]ꎮ转录组学研究涉及的方法多样ꎬ如杂交技术㊁cDNA芯片㊁高通量测序等ꎮ现阶段转录组学研究主要使用高通量测序技术ꎬ通过高通量测序技术反映某一物种的mRNA特定情况和时间点下基因的表达情况[8]ꎮ高通量测序技术(High-throughputsequencing)又称为 下一代测序技术 ꎬ指能够一次同时对大量核酸分子进行平行序列测定的技术[23]ꎮ自1953年沃森㊁克里克通过双螺旋结构认识核酸的空间结构后ꎬ人们开始探究其序列信息ꎬ测序技术发展也由此拉开序幕ꎮ1977年生物化学家San ̄ger发明了链终止测序法ꎬ至今仍被人们认为是第一代测序技术ꎮ随着测序需求日益增多ꎬ第一代测序法费时费力㊁成本高ꎬ已不能满足人们的需求ꎬ因此开发出第二代测序技术ꎮ第二代测序技术以更低的成本实现了高通量和自动化ꎬ同时还提升了测序的分辨率ꎬ优化了RNA剪切修饰功能[24]ꎮ目前ꎬ在二代测序平台中ꎬ454测序技术平台最早实现商业化[25-26]ꎮ但存在的问题是ꎬ第二代测序技术需要从头组装并且拼接过程比较复杂ꎬ且只能对基因的局部结构进行检测ꎬ具有一定的局限性[27]ꎬ因此ꎬ第三代代表性测序技术中的单分子实时测序技术ꎬ其通量高且测序读数长ꎬ测序过程无须进行PCR扩增和打断ꎬ能直接获得完整的转录本ꎬ但正因为在测序时没有经过模板扩增ꎬ其测序信号的检测与边合成边测序的二代测序技术相比较弱ꎬ易在碱基识别时产生随机错误[28]ꎬ因此第三代测序准确度比前两代低ꎬ且测序成本较高ꎬ目前更多研究还是以二代测序技术为主[29]ꎮ现如今ꎬ转录组测序技术已发展成为重要的分子生物学分析方法ꎬ被广泛应用于各研究领域ꎮ近年ꎬ工业大麻转录组学测序是比较活跃的领域ꎬ了解其基因表达㊁分析其功能和调控机制㊁挖掘功能基因以及开展次生代谢产物途径等研究ꎬ有助于在其遗传育种理论与技术途径领域获得新突破ꎬ为育种研究提供有益指导ꎮ2㊀工业大麻转录组测序研究进展2.1㊀工业大麻基因组及关键活性成分研究从2011年工业大麻基因组草图发表到2020年5月公安部物证鉴定中心发表了一个高质量染色体水平的野生大麻参考基因组ꎬ标志着工业大麻逐步进入了基因组时代[30]ꎮVan等[31]利用转录组和基因测序技术对高含量四氢大麻酚酸(TetrahydrocannabidiolacidTHCA)的大麻品种PurpleKush(PK)及低含量THCA品种 Finola 和 USO-31 进行对比分析ꎬ得到一个534Mb的PK基因组草图ꎬ同时也发现THCA合成酶(TetrahydrocannabinolsynthaseTHCAS)在大麻素合成通路显著上调ꎬ且在PK中表达远高于Finola品种ꎬ该研究不仅进一步明确了大麻转录组的特征ꎬ同时也为后续培育具有大麻素特征的品种及揭示工业大麻基因型和化学型的遗传关系奠定了基础ꎮ大麻素类化合物作为工业大麻活性成分具有多种功效ꎬ目前已从大麻中分离鉴定150余种ꎬ其中大麻酚(CannabinolꎬCBN)㊁大麻二酚(CannabidiolꎬCBD)和THC在医药领域应用广泛[32]ꎮCBD具有抗菌㊁消炎以及抗肿瘤等多种价值ꎮ为了探究通过栽培手段合成CBD的环境影响机制ꎬ严江涛[33]利用RNA-Seq对室外和室内两种培育环境下工业大麻品系C4的CBD合成分子机制进行分析ꎬ发现在室外培育条件下ꎬBDAS㊁CYP86B1和ALDH2C4这些基因表达量比室内条件明显增加ꎬ也发现苯丙酸生物合成途径主要调控CBD的合成ꎬ该研究明确了调控CBD合成的主要代谢通路ꎬ并推测BDAS㊁CYP86B1和ALDH2C4这些基因参与CBD的合成ꎬ同时除了培养环境对工业大麻CBD合成有影响ꎬ施加外源激素对CBD合成机制也有一定作用ꎮ吴珊[34]利用20mg/L激动素(KT)对工业大麻材料DMG227喷施处理30d并进行转录组测序ꎬ与无外源激素处理比较分析ꎬ发现KT喷施处理可调控大麻植物体内的次生代谢途径ꎬ从而使植株的CBD与THC含量明显升高ꎬ同时倍半萜和三萜生物合成次生代谢途径富集到许多萜烯合酶基因家族ꎬ且这些萜烯合酶基因显著表达ꎮ因此猜测ꎬCBD和THC含量增加与KT处理调控萜烯合酶的表达有关ꎮ为进一步探究大麻素生物合成途径中基因的表达水平ꎬBraich等[35]利用雌性工业大麻的根㊁茎㊁花等组织构建和注释了基因表达的转录组图谱ꎬ并与雄性工业大麻营养组织和生殖组织进行基因差异比较分析ꎬ挖掘出大量与大麻素合成相关的候选基因CsTPS5FN㊁CsTPS9FN和CsTPS12PKꎮ在继利用转录组测序技术挖掘工业大麻活性成分合成酶及关键基因后ꎬVaraerg等[36]基于来自不同谱系的69个大麻品种的全基因组序列ꎬ通过对数据进行组装及从头测序分析ꎬ发现大麻素合成途径编码CBDA/THCA合成酶基因在基因拷贝数(CN)上存在差异ꎬ并获得多个CBDA/THCA合成酶基因家族的同源基因ꎬ该研究验证了转录组研究结果ꎬ并从基因组水平上解释了大麻素含量变化的调控机理ꎮ同时ꎬZager等[37]通过对9个不同品种工业大麻的腺毛进行转录组和代谢组分析ꎬ利用加权基因共表达网络分析方法揭示了一个与大麻素和萜类化合物生物合成相关基因的共表达网络ꎬ鉴定出之前未曾报道过的基因:编码橙花醇的TPS18VF㊁编码芳樟醇合成酶的TPS19BL㊁编码大根香叶烯B合酶的TPS16CC和编码四甲基环癸二烯甲醇合酶的TPS20CT(表2)[38]ꎮ这些研究为进一步利用转录组测序技术挖掘工业大麻活性成分关键基因ꎬ提取次级代谢产物以及联合多组学数据阐述大麻素合成机制提供了参考ꎮ2.2㊀工业大麻纤维相关转录组研究2.2.1㊀工业大麻纤维发育转录组研究国纺源头ꎬ万年衣祖 ꎬ工业大麻纤维强度高ꎬ耐磨性好ꎬ具有天然抑菌和防紫外线等特性ꎬ因此以工业大麻韧皮纤维为原材料的食药㊁日化㊁纺织㊁新材料等产业蓬勃发展ꎬ其产品广受人们追捧[39]ꎮ工业大麻下胚轴韧皮纤维存在由伸长到增厚的过渡阶段ꎬ因此工业大麻是研究二次生长过程的最佳模型[40]ꎮ在纤维发育方面ꎬGuerriero等[41]对雌雄同株工业大麻的3个不同韧皮部位进行RNA-Seq分析ꎬ通过对不同纤维发育时期基因富集转录本的分析ꎬ发现每个茎区的纤维具有特定的转录组特征ꎬ细胞壁沉积等相关过程主要发生在茎折断点的节间ꎬ还发现了调控细胞周期和光792第6期李紫薇等:工业大麻转录组学研究进展892㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀中国麻业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第45卷合反应的相关基因如CAB1(叶绿素结合蛋白1)㊁LHCB4和LHCA5(光合复合物)ꎬ以及与次生代谢物即萜类化合物㊁类黄酮生物合成相关的基因ꎬ如CYP76C1(编码细胞色素P450s)和C2(参与花芳樟醇代谢)ꎬ这些基因对韧皮纤维发育发挥重要作用ꎬ同时在较老的茎节部发现植物激素生物合成的相关基因(如GA20OX2和GA3OX1编码赤霉素合成酶)㊁次级细胞壁沉积和与木质素生物合成相关的基因(如PAL1㊁CesA8㊁EXPA8㊁EXPA10㊁EXPA11㊁EXPA12)表达量均较高ꎮ该研究应用转录组测序技术不仅确定了细胞壁沉积发生的部位ꎬ还挖掘出参与纤维发育和激素合成的基因ꎬ更深入地探究了工业大麻纤维发育分子机制ꎮ植物激素作为重要的信号分子ꎬ对调节植物的生长发育和环境应答具有十分重要的作用ꎮ通过对植物进行外源激素处理ꎬ可调节植物的次生代谢物合成ꎬ不同浓度外源激素对工业大麻组织发育皆有一定程度的影响ꎮGuerriero等[42]对播种后16㊁17㊁18㊁20d的幼苗喷洒茉莉酸(JA)ꎬ利用RT-qPCR对其下胚轴进行基因表达分析ꎬ结果发现ꎬJA对下胚轴的木质素含量具有积极作用ꎬ可通过JA对下胚轴直径的影响程度来反映其对次生生长的影响ꎬ下胚轴直径的增加会导致次生韧皮部纤维数量增多ꎮ同时ꎬ内源激素的积累对植物的生长发育也发挥着重要作用ꎬMarc等[40]选择工业大麻4个具有代表性的发育阶段进行了植物激素的转录组学和定量分析ꎬ结果显示ꎬ次生生长开始有植物激素(生长素㊁JA及细胞分裂素等)参与调控ꎬ尤其是JAꎬ其含量在发育的15d达到峰值ꎬ而细胞分裂素则起到调节次生组织中木质素沉积的作用ꎬ这些植物激素对细胞壁生物合成都至关重要ꎮ该研究结合生理与转录组测序结果探究了大麻下胚轴从初级生长向次级生长过渡的分子机制ꎬ最终不仅证明了内源激素密切参与次生生长和细胞壁沉积ꎬ也证明了JA和生长素调节节间部分次级细胞壁相关基因表达ꎮ在此研究基础上ꎬBehr等[43]通过对工业大麻茎节点3个不同部位进行RT-PCR分析ꎬ发现工业大麻节点处存在从纤维伸长到纤维增厚的转变ꎬ还发现了与细胞壁沉积相关的基因(如CesA6㊁FLA2和FLA6)ꎬ同时在节点内㊁外部存在差异表达如:NST1调节纤维分化因子ꎬMYB46-1作为参与细胞壁生物合成和木聚糖生物合成的转录因子在节点内部高表达ꎬ调控细胞壁沉积的FLA3和WAT1在外部组织中高表达ꎬ因此ꎬ可推测工业大麻不同部位在纤维发育过程中存在生理和分子水平上的差异ꎮ同时ꎬVan等[44]利用转录组测序技术对两个不同品种的工业大麻Chameleon和Felina34在不同发育阶段的不同组织进行比较研究ꎬ发现其差异基因木质素生物合成基因(THF)和甲基化循环编码酶(CCoAOMT㊁COMT)在秆芯组织中高表达ꎬ并调控木质素的合成ꎬ同时在工业大麻伸长期的茎韧皮组织中ꎬ也发现了与苯丙素生物合成和次级细胞壁纤维素合成酶相关的基因显著表达[39]ꎮ这些研究为逐步揭示工业大麻纤维发育的转录组学机理㊁挖掘功能性基因以及生物合成代谢途径提供了重要信息ꎮ2.2.2㊀工业大麻纤维产量品质转录组研究工业大麻纤维产量的差异是内因(基因型㊁生理)和外因(环境㊁农艺措施)共同作用的结果ꎮ品种的产量和品质差异是不同环境和栽培手段的最终体现[45-46]ꎮ关于不同品种纤维产量和品质差异ꎬMusio等[47]将传统的绿茎品种与黄茎品种在两个收获时期(花期和工艺成熟期)进行比较ꎬ发现黄茎品种的纤维提取效率均比绿茎品种的高ꎬ该研究为挑选高纤维工业大麻品种提供了思路ꎮ即使在相同生长环境下ꎬ品种间的产量也被证实存在明显差异[48-49]ꎮ因此提高纤维产量ꎬ选育高产㊁优质的品种ꎬ并探索和规范高效配套种植技术至关重要ꎮ工业大麻纤维发育可分为3个阶段:发育起始阶段㊁伸长阶段㊁细胞壁增厚阶段ꎬ经过这3个阶段逐步过渡可实现工业大麻从产量到品质的转变[39]ꎮKoziel等[50]利用RNA-Seq对工业大麻韧皮纤维木质化及次生壁发育进行遗传分析ꎬ发现大麻纤维转变的最佳靶基因是咖啡酸甲基转移酶Ⅱ(COMT2)㊁阿魏酸5羟基化酶(F5H)和β-D半乳糖苷酶(BGAL)ꎮ也有研究者利用RNA-Seq和全基因组关联分析协同对123份大麻材料的纤维品质相关性状进行遗传分析ꎬ对不同纤维品质性状的16个QTL进行定位(葡萄糖㊁木质素㊁韧皮纤维含量等)ꎬ推测这些物质对纤维品质起着重要作用[51]ꎮ上述研究挖掘出纤维产量及品质相关基因及生物代谢途径ꎬ除遗传因素外ꎬ有研究表明ꎬ工业大麻性别可影响其纤维产量和品质[52]ꎬ工业大麻多为雌雄异株ꎬ而雄麻纤维品质优于雌麻ꎬ因此ꎬPrentout等[53]采用概率性方法SEX-DETector对工业大麻所有基因进行分离和分析ꎬ鉴定出约500多个与性别连锁的基因ꎬ再通过RNA-Seq技术将这些基因映射ꎬ组装获得了大麻性染色体ꎬ从而了解了工业大麻性染色体系统ꎮ作为迄今为止记载最为久远的植物性染色体系统ꎬ推测其具有很大及高度分散的非重组区域ꎬ该研究通过了解工业大麻性染色体系统ꎬ相当于了解了其基因组信息ꎮ通过上述转录组测序对工业大麻纤维发育及产量品质进行研究ꎬ挖掘出许多相关基因(表1)ꎮ在工业大麻下胚轴次生生长过程中ꎬ也有研究者利用转录组测序技术陆续发现了与韧皮纤维伸长相关的XTH基因(如XTH5和XTH8)[54-58]和转录因子NST1㊁MYB46和WLIM1ꎬ参与纤维素生物合成的COBRA家族[7](COB和COBL4基因)ꎬ以及次生细胞壁纤维素合成酶基因(CesA4㊁CesA7和CesA8)[42-45]ꎮ表1㊀转录组测序筛选出的部分已知工业大麻基因Table1㊀SomeCannabisstivaLgenesscreenedbytranscriptomesequencing基因功能或表型参考文献TPS18VF编码橙花醇/芳樟醇合成酶[7]TPS19BL编码橙花醇/芳樟醇合成酶[7]TPS16CC编码大根香叶烯B合酶[7]TPS20T编码四甲基环癸二烯甲醇合酶[37]COB次生生长的下胚轴中较高表达[40]COBL4次生生长的下胚轴中较高表达[40]FLA11调节细胞壁组分的含量[54]FLA12调节细胞壁组分的含量[54]MYB46调节次生细胞壁生物发生和木聚糖生物合成[55]NST1纤维分化的主要调节因子[33]TOUCH4调节木葡聚糖作用次生细胞壁S1层的初生-次生细胞壁交界[40]WLIMI间接促进纤维伸长㊁木质素生物合成基因的木质化[46]XTH5影响韧皮纤维伸长[57]XTH8影响韧皮纤维伸长[57]XTH15参与下胚轴的次生生长[40]XTH22参与下胚轴的次生生长[40]CesA4参与次生细胞壁中纤维素沉积[58]CesA7调节木聚糖型S层的沉积[58]CesA8参与次生细胞壁中纤维素沉积[45]3㊀工业大麻非生物胁迫转录组研究3.1㊀盐胁迫盐害是一种常见的非生物胁迫ꎬ土壤盐分过多会破坏土壤溶液渗透压平衡ꎬ抑制植株细胞呼吸等生命活动ꎬ从而影响植物的生长发育ꎬ严重时可导致植株死亡ꎮ我国盐碱地逐年增长且分布范围逐渐扩大ꎬ随着我国人口增加和耕地不足矛盾日益凸显ꎬ筛选抗性品种㊁加强盐碱地利用以及开展边际土壤改良是今后农业可持续发展的重要方向ꎬ开展工业大麻耐盐碱性研究㊁培育耐盐品种具有重要应用价值ꎮ工业大麻不同品种和不同生育期对盐的敏感程度不同ꎬ在重度盐环境下不992第6期李紫薇等:工业大麻转录组学研究进展003㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀中国麻业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第45卷能生长[59]ꎮ苏文君等[60]首次利用7个工业大麻品种通过水培法对其萌发期和幼苗期进行NaCl胁迫研究ꎬ筛选不同条件下大麻幼苗期耐盐性评价指标ꎬ综合比较品种的耐盐性发现:皖麻1号耐盐性最强ꎬ巴马火麻耐盐性最弱ꎬ并且筛选出株高㊁茎粗㊁鲜重和干重等6个衡量耐盐性指标ꎮ在此基础上ꎬ另有研究者[61]以不同浓度NaCl水溶液模拟盐胁迫ꎬ对上述7个工业大麻品种在萌发期和苗期的耐盐性进行对比研究:140mmol/LNaCl是大麻品种进行耐盐性鉴定的适宜浓度ꎬ且不同大麻品种在不同发育时期的耐盐性存在较大差异ꎬ如在萌发期ꎬ晋麻1号是耐盐品种ꎬ巴马火麻是不耐盐品种ꎬ而在苗期ꎬ晋麻1号是不耐盐品种ꎬ巴马火麻是耐盐品种ꎬ研究者推测可能是大麻品种在不同时期具有不同耐盐机理ꎬ萌发阶段更多是通过抵抗渗透胁迫来维持生长发育ꎬ而苗期则是启动抵抗离子毒害程序ꎮ为了解工业大麻不同品种耐盐性相关基因ꎬ刘家佳等[62]利用500mmol/LNaCl对2个工业大麻品种植株叶片分别处理0㊁2㊁4㊁6dꎬ结合生理指标测定及转录组测序结果ꎬ发现2种大麻生理反应在胁迫2d时最激烈ꎬ并在2个大麻品种中鉴定出都显著上调的与耐盐相关的转录因子(MYB㊁NAC㊁GATA和HSF)ꎮ目前ꎬNAC转录因子已被大量证实响应植物盐胁迫ꎬ胡华冉等[63]基于刘家佳的研究基础ꎬ筛选出4个盐胁迫应答基因(CsNAC1㊁CsNAC2㊁CsG ̄DH2和CsNAC3)ꎮ植株根部会采取不同的耐盐策略响应盐碱胁迫ꎬCao等[64]以耐受型品种火麻一号根部组织为材料ꎬ利用RNA-Seq开展了NaHCO3胁迫下根部基因表达机制研究ꎬ发现在NaHCO3胁迫下植物可能通过调控激素信号转导与合成㊁苯丙素生物合成㊁淀粉㊁蔗糖㊁氮㊁氨基酸等代谢途径响应胁迫ꎬ并发现关键通路的枢纽基因与GTP结合蛋白㊁谷氨酸合成酶㊁海藻糖磷酸㊁糖基转移酶和木质素合成相关ꎮ该研究利用转录组测序技术与共表达网络分析联合阐明了工业大麻对NaHCO3胁迫的分子响应机制ꎮ此外也有研究者从蛋白质组学角度ꎬ利用相对和绝对定量同位素标记技术(iTRAO)开展耐盐性品种的盐胁迫蛋白应激机制研究ꎬ结果表明ꎬ耐盐型工业大麻能够通过提高能量代谢㊁调节光合代谢来促进有机物的渗透及合成ꎬ并通过调节细胞物质的进出稳定细胞内外物质平衡来适应胁迫[58ꎬ65]ꎮ上述研究ꎬ转录组学与蛋白质组学结果相互呼应ꎬ为下一步综合解析组学数据进行工业大麻盐碱适应机制研究提供了基础参考ꎮ3.2㊀干旱胁迫水分作为植物的生命之源ꎬ也会对植物造成胁迫ꎬ可分为两种情况ꎬ第一种是干旱胁迫ꎬ是指植物在缺水的环境中生长ꎬ本质是因缺水抑制植物光合作用等生长发育活动ꎻ第二种是淹水胁迫ꎬ则是由于水分过多从而抑制植物根部的细胞呼吸ꎬ降低光合速率ꎬ进而干扰植物正常生长ꎮ工业大麻干旱胁迫的研究更多采用不同生理指标参数进行抗旱性评价ꎬ从而筛选抗旱能力强的品种[66-69]ꎮ另外也有研究者通过转录组测序技术研究外源物质对干旱胁迫下工业大麻胁迫的应答机制ꎬ如杨志晶等[70]采用盆栽称重控水法模拟干旱胁迫(50%基质含水量)对 云麻1号 进行不同浓度的维生素C㊁甜菜碱㊁CaCl2和赤霉素处理ꎬ结合转录组测序结果分析其抗旱生理响应结果ꎬ发现外源物质可通过调节大麻的叶绿素㊁脯氨酸和可溶性糖的含量来缓解干旱损伤ꎮ烯效唑(S3307)作为一种高效低毒的三唑类植物生长延缓剂ꎬ在植物抗逆和增产方面效果显著ꎬ通过外源喷施S3307及干旱胁迫协同处理ꎬ姜颖等[67]通过对工业大麻品种汉麻2号进行RNA-Seq分析发现ꎬS3307通过调控植物激素信号转导㊁光合作用㊁卟啉与叶绿素代谢等代谢通路中DEGs的表达来缓解干旱胁迫对工业大麻生长发育的损害ꎬ同时鉴定出S3307诱导调控干旱胁迫的差异基因IINV㊁TREH㊁PYG(3)㊁GBE1(2)㊁TPS(7)和β-淀粉酶ꎮ此外ꎬGao等[71]通过RNA-Seq分析筛选出与工业大麻抗旱性有关的过氧化物酶㊁扩展蛋白㊁肌醇加氧酶㊁NAC和B3的转录因子ꎮ上述研究通过转录组测序技术ꎬ发现工业大麻外施S3307等外源生长调节剂可调控光合作用㊁叶绿素等代谢途径ꎬ以此来提高工业大麻的干旱适应能力ꎮ3.3㊀重金属胁迫重金属主要指汞㊁镉㊁铅㊁铬㊁铜和锌类金属砷等ꎬ重金属对作物的影响从种子萌发阶段开始ꎬ而种子能否萌发和是否正常萌发是决定作物产量和品质的关键[72]ꎮ李增强等[73]研究发现ꎬ红麻幼苗通过调节自身生命活动过程及代谢物来应对铅胁迫ꎬ该结果为研究分析麻类作物应对重金属胁迫提供了重要参考信息ꎮ为了明确工业大麻在重金属胁迫下的研究机理ꎬ黄玉敏[74]对镉胁迫处理12h下的工业大麻 Yuma1 (Ym)和 Neimengguxiaoli (Nx)的根部组织进行RNA-Seq分析ꎬ发现在镉胁迫处理下ꎬYm品种比Nx品种耐镉能力强ꎬ还发现在镉胁迫时ꎬ工业大麻会启动光合作用系统ꎬ并通过加快谷胱甘肽代谢等生物合成途径来抵抗镉毒害ꎮ在该研究基础上ꎬ研究者在镉处理条件下对两个镉耐受性不同的工业大麻进行差异基因表达分析ꎬ发现Ym耐受品种比Nx敏感品种具有更强的运输和累积能力ꎬYm显示了更强的解毒能力ꎬ同时通过RNA-Seq分析也在两个品种间鉴定出调控重金属运输和氧化还原过程的且与镉耐受相关的基因(WRKY㊁Myb和NAC转录因子)[75]ꎮ通过上述两个研究可知ꎬYm品种抗镉性强ꎬ从基因水平揭示分子机制ꎬ挖掘抗镉相关基因ꎮ同时ꎬ在探讨缓解镉胁迫对工业大麻影响技术方法方面ꎬ尹明[76]在有无原花青素的不同处理下协同镉胁迫进行转录组测序ꎬ发现外源原花青素与镉离子会同时作用于EDS1基因ꎮ因此推测该基因具有降低大部分植物激素相关基因表达量的功能ꎬ从而使植株利用原花青素与水杨酸ꎬ并通过光合作用㊁次级代谢物合成和抗氧化物质合成等相关途径来缓解镉胁迫带来的影响ꎮ4㊀问题与展望工业大麻用途广泛ꎬ而国内工业大麻产业主要围绕纤维和籽实开展相关产品开发ꎬ且采用的原料几乎不含有THCꎬ医药用途目前也仅利用CBD成分[77]ꎮ随着转录组测序技术的发展ꎬ研究者通过工业大麻的基因组序列和表达信息开展调控关键性状基因位点及代谢物合成途径挖掘研究ꎬ将为解析调控优异性状分子机理奠定重要基础[7]ꎮ然而相对其他麻类作物ꎬ工业大麻转录组研究大多集中于纤维发育基因表达调控及活性成分合成途径ꎬ对于影响纤维和籽实等产量性状关键调控因子㊁抗逆作用机制的研究还有很大的空间ꎬ同时ꎬ随着工业大麻药用价值日益提升ꎬ围绕CBN和大麻萜酚(CannabigerolꎬCBG)等稀有成分的生物合成途径研究也将成为重点ꎮ近两年ꎬ单细胞转录组测序技术和空间转录组技术发展快速[78]ꎬ并已开始应用到不同作物的研究中ꎬ接下来可以结合上述技术ꎬ弥补常规转录组技术方法研究的不足ꎬ并通过多组学联合㊁生物工程等不同分子生物学方法共同阐明工业大麻重要性状的表达调控策略ꎬ挖掘功能基因及揭示其遗传多样性ꎮ参考文献:[1]刘文科.工业大麻植物工厂栽培优势与技术需求分析[J].农业工程技术ꎬ2021ꎬ13(41):19-22.[2]韩承伟ꎬ孙延波.黑龙江省发展工业大麻产业前景广阔[J].黑龙江科技信息ꎬ2012(34):1.[3]解国庆ꎬ董清山ꎬ范书华ꎬ等.八个不同基因型工业大麻(药用)在黑龙江省东南部的适应性评价[J].黑龙江农业科学ꎬ2021(6):4.[4]张晓艳ꎬ孙宇峰ꎬ韩承伟ꎬ等.我国工业大麻产业发展现状及策略分析[J].特种经济动植物ꎬ2019ꎬ8:26-28[5]WhiteNMꎬCabanskiCRꎬSilva-FisherJMꎬetal.Transcriptomesequencingrevealsalteredlongintergenicnon-codingRNAsinlungcancer[J].GenomeBiologyꎬ2014ꎬ15(8):429.[6]BräutigamAꎬGowikU.Whatcannextgenerationsequencingdoforyou?[J].PlantBiologyꎬ2010ꎬ12(6):831-841.[7]徐益ꎬ张力岚ꎬ祁建民ꎬ等.主要麻类作物基因组学与遗传改良:现状与展望[J].作物学报ꎬ2021ꎬ47(6):997-1019.[8]韦秀叶ꎬ赵信林ꎬ郭媛ꎬ等.麻类作物转录组测序分析研究进展[J].中国麻业科学ꎬ2020ꎬ42(3):128-134.[9]粟建光ꎬ戴志刚ꎬ杨泽茂ꎬ等.麻类作物特色资源的创新与利用[J].植物遗传资源学报ꎬ2019ꎬ20(1):11-19.[10]纪岭ꎬ李小金.转录组测序(RNA-seq)技术及其应用[J].农技服务ꎬ2015ꎬ32(7):2.[11]LaiKꎬDuranCꎬBerkmanPJꎬetal.Singlenucleotidepolymorphismdiscoveryfromwheatnextgenerationsequencedata[J].PlantBiotechnologyJournalꎬ2012ꎬ10(6):743-749.[12]ZHOUYꎬYANGPꎬXIESꎬetal.Comparativetranscriptomeanalysisrevealssex-baseddifferencesduringthedevelopmentofthea ̄dultparasiticwaspcotesiavestalis(hymenoptera:braconidae)[J].Genesꎬ2021ꎬ12(6):896.[13]GritHꎬThomasSꎬMichaelSꎬetal.FromRNA-seqtolarge-scalegenotyping-genomicsresourcesforrye(SecalecerealeL.)[J].BMCPlantBiologyꎬ2011ꎬ11(1):131-143.[14]MassaANꎬChildsKLꎬLinHꎬetal.ThetranscriptomeofthereferencepotatogenomeSolanumtuberosumgroupPhurejacloneDM1-3516R44[J].PlosOneꎬ2011ꎬ6(10):e26801.[15]LIXꎬWUJꎬXIAOXꎬetal.Characterizationandcomplexityoftranscriptomeingymnocyprisprzewalskiiusingsingle-moleculelong103第6期李紫薇等:工业大麻转录组学研究进展。
黑龙江省工业大麻种质资源收集保存鉴定评价与利用
文章编号:1673-887X(2023)07-0108-02黑龙江省工业大麻种质资源收集保存鉴定评价与利用董晓慧1,单大鹏1,姜辉3,王翠玲2,李贺4,孙宇5,孙浩5,孙德禄5(1.黑龙江省农业科学院绥化分院,黑龙江绥化152052;2.黑龙江省农业科学院克山分院,黑龙江齐齐哈尔161000;3.黑龙江省农业科学院农产品质量安全所,黑龙江哈尔滨150000;4.绥化学院,黑龙江绥化152052;5.绥化职业技术教育中心黑龙江绥化151431)摘要文章综述了黑龙江省工业大麻种质资源的收集、保存与评价利用等方面的研究进展,以期为工业大麻种质资源的收集、保存、评价利用以及更好地服务于工业大麻产业发展提供参考。
关键词工业大麻;种质资源;黑龙江中图分类号S339.3文献标志码Adoi:10.3969/j.issn.1673-887X.2023.07.039Collection Preservation Identification Evaluation and Utilizationof Industrial Cannabis sativa Germplasm Resources in Heilongjiang ProvinceDong Xiaohui 1,Shan Dapeng 1,Jiang Hui 3,Wang Cuiling 2,Li He 4,Sun Yu 5,Sun Hao 5,Sun Delu 5(1.Suihua Branch of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences,Suihua 152052,Heilongjiang,China;2.Keshan Branch of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences,Qiqihar 161000,Heilongjiang,China;3.Institute of Agricultural Product Quality Safety,Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences,Harbin 150000,Heilongjiang,China;4.Suihua University,Suihua 152052,Heilongjiang,China;5.Suihua Vocational and Technical Education Center Suihua,Suihua 151431,Heilongjiang,China)Abstract :The development and utilization of industrial Cannabis sativa germplasm resources have a profound influence on the breeding of new varieties of industrial Cannabis sativa and the continuous development and utilization of its germplasm characteris ‐tics.This study reviewed the research progress in the collection,preservation,evaluation and utilization of industrial Cannabis sativa germplasm resources in Heilongjiang Province,in order to provide reference for the collection,preservation,evaluation and utiliza ‐tion of industrial Cannabis sativa germplasm resources and better serve the development of industrial Cannabis sativa industry.Key words :industrial Cannabis sativa ,germplasm resources,Heilongjiang工业大麻是一年生草本植物,多为雌雄异株异花授粉,少数为雌雄同株。
一种汉麻THCSAS2基因及其编码产物萜烯酚酸氧化环化酶与应用[发明专利]
专利名称:一种汉麻THCSAS2基因及其编码产物萜烯酚酸氧化环化酶与应用
专利类型:发明专利
发明人:刘圆圆,白旭,李珉轩,欧阳雨锃,吴琴琴
申请号:CN202111492764.3
申请日:20211208
公开号:CN114214339A
公开日:
20220322
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开了一种汉麻THCSAS2基因及其编码产物萜烯酚酸氧化环化酶与应用,属于基因工程技术领域。
本发明在8个品种的汉麻基因组和9个品种的转录组数据基础上,通过基因组学和转录组学手段,筛选出潜在的萜烯酚酸衍生物合酶候选基因THCSAS2及其编码产物。
汉麻THCSAS2基因的cDNA全长为1641bp,核苷酸序列如SEQIDNO.1所示;其编码产物萜烯酚酸氧化环化酶THCSAS2,由546个氨基酸残基组成,具有催化CBGA底物活性;具体氨基酸序列如SEQIDNO.2所示。
汉麻THCSAS2基因及其编码产物对于萜烯酚酸衍生物生物合成的分子机理和汉麻育种研究具有重要的意义。
申请人:福建农林大学
地址:350002 福建省福州市仓山区上下店路15号
国籍:CN
代理机构:福州元创专利商标代理有限公司
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。
9
汉麻的功能性: 优异的吸湿排汗性; 天然的抗菌保健性; 良好的柔软舒适性; 卓越的抗紫外性; 出色的耐高温性; 独特的吸波吸附性。
10
为什么汉麻几乎从地球上消失?
棉花 (轧棉设备) 合成纤维 毒性问题( hashishi, marijuana, cannabis ) THC(tetrahydrocannabinoid)<0.3%
20
不同部位汉麻纤维的化学组分及含量
部位 根部 中部 顶部 果胶/% 16.34 17.70 22.07 半纤维素/% 11.85 13.42 14.54 纤维素/% 62.85 63.59 58.59 木质素/% 8.96 5.29 4.80
汉麻纤维切割机
21
2. 汉麻纤维的结构与性能
汉麻纤维中的微量金属含量
46
51
三、产业化进展情况
52
“汉麻特种生物资源综合利用”研究,以农业规模化种植为 基础,以工业综合应用为目的,得到了各级领导的高度重视,国 家发改委、科技部、工信部、农业部等国家机关,对汉麻的产业 化给予了极大的关注。
53
2009中国天然纤维论坛
联合国粮农组织在考察了解了我国汉麻种植及产业发展 情况后认为,汉麻种植简单、对土壤要求低,长期种植有利于
14.51
6.64
7.05
11.99
11.98
15
收割机
16
小型鲜茎皮秆分离机
17
联合收割机
18
鲜茎皮秆分离
纤维损伤小,长度长,强度高 没有后成熟问题,木质素含量低 可在田间地头加工,工艺简单 没有污染,加工废弃物直接回田 加工成本低,工艺流程短
19
手剥和鲜茎皮秆分离的纤维组分对比
67
(4)对汉麻纤维进行卷曲处理,与化学纤维卷曲热定形相似, 不同点是汉麻纤维为纤维素纤维,对其超分子结构的拆分和重 建需要有水分子或化学试剂的存在,以便在较低的温度条件下,
使大分子之间的结合破坏,并在新的位置上固定下来。结合填
箱法和机械挤压法并对卷曲设备进行改造,采用湿热处理配合 化学定形剂的作用可以实现汉麻纤维的卷曲形态。
11
二、主要研究内容
12
汉麻综合利用技术
13
1. 汉麻种植及初加工技术
14
汉麻纤维的化学组成随生长期的变化
生长期/天 55 65 75 85 91 纤维素/% 49.50 51.15 52.79 56.58 56.74 半纤维素/% 16.47 15.00 14.14 15.63 14.24 果胶/% 14.99 14.40 15.07 13.12 12.34 木质素/% 2.59 3.39 3.60 3.84 4.24 其它/% 16.89 16.09 14.40 12.73 12.44
牵切梳理机
液氨处理设备
26
热胀染色
27
5000吨/年汉麻韧皮纤维生产线
以汉麻纤维结构与性能研究为指导,结合汉麻纤维木质素 含量高、各部位成份不尽相同的特点,以采用物理方法解决化 学问题为原则,研制了18台套新型加工设备和一整套汉麻纤维
新型加工工艺,解决了传统加工工艺难以将汉麻纤维做细做匀
做软的难题,并实现节能、减排的目标。研究成果申报国家发 明专利11项。
60
汉麻纤维捻断时的捻回数
干态(捻/10mm) 16
湿态(捻/10mm) 35
61
汉麻纤维脱胶前后的卷曲形态照片
汉麻原麻
原麻脱胶处理后
62
汉麻麻条卷曲处理前后的形态
63
汉麻纤维卷曲后的单纤维卷曲形态
64
(1)研制新型智能增湿保湿油剂,研究该油剂对汉麻纤维性能 的影响,并在汉麻纤维纺纱前处理阶段对汉麻纤维进行养生处 理,解决汉麻纤维由于常态温湿度环境中刚度太大而引起的梳
55
与安徽省六安市签订战略合作协议
57
产业发展目标
按照百万亩汉麻产业规划,将年产麻皮20万吨,麻秆100万吨,配套建设 由9个工厂组成的“汉麻产业园”。
1、 汉麻纤维加工厂,年加工生产汉麻纤维7.5万吨,产值30亿。 2、 汉麻秆芯浆粕厂,年产30万吨,产值90亿。 3、 汉麻秆芯超细粉体加工厂,2万吨,产值7亿。 4、 汉麻秆芯木质陶瓷厂,1万吨,产值10亿。 5、 汉麻秆芯复合材料厂,1万吨,产值0.3亿。 6、 汉麻秆芯活性炭厂,1万吨,产值0.8亿。 7、 汉麻籽加工厂,主要生产高档食品油1万吨,产值3亿,保健品产值1亿元,化妆品产值1亿,合计5亿。 8、 汉麻生物燃料加工厂,5万吨,产值0.15亿。 9、 汉麻叶活性物质制药厂,产值10亿。
95
100 108 122
57.25
58.79 59.40 58.47
13.38
12.74 12.60 13.22
12.26
11.71 11.52 11.89
4.80
4.54 4.44 5.30
12.91
12.25 12.04 12.01
131
142
55.55
54.15
12.32
12.28
13.50
产业总投资40亿,建成后,合计总产值153.25亿,其中农民收入麻皮 12.7亿,麻秆10亿,合计约22.7亿元。可解决10万农民就业,另外有2万农民 转为工人。
58
四、汉麻纤维潮态纺纱及其在 军需装备上的应用
59
1. 潮态纺纱
汉麻纤维动态弹性模量
纤维品种
汉麻纤维 苎麻纤维
动态弹性模量/cN· dtex-1 湿态 标准状态 绝干态 244.9 407.0 492.7 133.5 364.1 421.3
超细粉体改性树脂的特点
高防水 高透湿 抗老化 防水解 耐低温 不发硬 消极光 防粘连 吸异味 易爽干 高性能 低成本
☆可吸收
☆可水洗 ☆气垫
☆快干
☆抗菌
35
聚氨酯+有机硅=耐寒涂层
有机硅与聚氨酯的溶解度参数和表面张力相差较大,是 典型的热力学不稳定体系,容易产生微相分离,汉麻秆芯超 细粉体正好可以在二者之间起到相容架桥作用。
851.2
Ti 1.48
191.5
V 0.08
265.2
Zn 0.84
0.05
Na 16.22
77.37
22
3. 汉麻纤维加工技术
在保证汉麻纤维细度的前提下应尽量去除木质素, 但仍需保留少部分木质素作为纤维间的粘结点,以保
证束纤维的长度。
机械脱胶
生物脱胶
闪爆脱胶
化学脱胶
分纤漂洗机
精梳分理机
快速养生机
理脆断难题,提高分梳效率、质量及纤维得率。
65
(2)研制新型松式粗纱蒸纱设备,掌握相关高温蒸纱控制条件 工艺参数,研究汉麻纤维与其它不同纤维品种的混纺粗纱经高 温蒸纱后的工艺与性能;解决汉麻粗纱喂入细纱机和牵伸过程
中对汉麻纤维刚度的要求。
66
(3)研制新型雾化加湿专用装置,并结合赛络集聚细纱生产工 艺特征,研究纱线的结构变化特征和纤维性能,大幅度减少纱 线毛羽。
28
汉麻纤维加工厂
29
年产5000吨韧皮纤维加工厂
30
4. 汉麻秆芯加工技术
黏胶纤维
超细粉体
活性炭
纤维增强复合材料
木质陶瓷
31
1) 黏胶纤维
干强(cN/dtex) 2.53 湿强(cN/dtex) 1.36 抑菌值 5.30 杀菌值 1.40
抗菌防紫外黏胶纤维
高强阻燃黏胶纤维 香烟过滤嘴黏胶丝束
2
报告内容
一、研究目的与意义
二、主要研究内容
三、产业化进展情况
四、汉麻纤维潮态纺纱及其在军需装备上的应用
3
一、研究目的与意义
4
3000年前的中国汉麻布
世界上最早的汉麻灞桥纸
汉麻早在8,000年前起源于中国,它是世
界上最早应用的纺织纤维之一。
5
汉麻的生态性
汉麻在我国各地都能种植,特别适合于山坡地、荒 地和盐碱地等,不与粮、棉、油争地。汉麻种植简单, 省工省时,病虫害少,抗自然灾害,抗杂草。
土壤改良,因此汉麻种植能够利用贫瘠土地,大大减少天然纤
维生产中农田杀虫剂的使用量,为百万小型农户带来额外收入。
53
54
2020年汉麻种植规划
到 2020 年 , 预 计在全国建立七个 种植基地,种植汉 麻 1000 万 亩 以 上 ,
解决100万农民就地
就 业 , 20 万 农 民 转 为工人,300万老少 边穷地区人口脱贫。
元素 含量(ppm) 元素 Ag 0.02 Cr Al 43.18 Cu As 0.003 Fe B 1.21 K Ba 0.78 Mg Ca 693.6 P Cd 0.01 Pb Co 0.05 S
含量(ppm)
元素 含量(ppm)
0.89
Si 15.78
0.80
Sn 0.48
31.41
Sr 3.70
5
6
汉麻的资源性
汉麻生物产量高,特别适合于轮作间作,一季汉麻 秆芯的产量相当于一年速生林。汉麻韧皮纤维产量可达 100公斤/亩以上,比棉花高50%。
6
7
汉麻的环保性
汉麻植物对重金属镉有很强的耐受力,当土壤中镉含量达 到800mg/Kg时,对汉麻的生长没有明显的影响。 汉麻对溶液中的铬离子、铜离子、银离子、镉离子的单层
方法 部位 果胶/% 半纤维素/% 木质素 /% 纤维素/%
梢部
手剥 中部 根部 梢部 皮秆分离 中部 根部
19.55
17.13 16.66 24.9 26.1 21.9
27.64
27.55 25.06 22.9 21.1 16.5