ABSTRACT | 第4-5页 |
摘要 | 第6-12页 |
ABBREVIATIONS | 第12-13页 |
Chapter 1 General introuction | 第13-18页 |
Chapter 2 Literature review | 第18-46页 |
2.1 Signicance of the development of biofuels Production | 第18-19页 |
2.2 Lignocellulosic feedstocks for fuel ethanol Production | 第19-25页 |
2.2.1 Agricultural residues | 第19-20页 |
2.2.1.1 Rice straw | 第19-20页 |
2.2.1.2 Corn stover | 第20页 |
2.2.2 Woody biomass | 第20-21页 |
2.2.3 Dedicated energy crops | 第21-25页 |
2.2.3.1 Jerusalem Artichoke | 第21-24页 |
2.2.3.2 Other common dedicated energy crops | 第24-25页 |
2.3 Pretreatment methods of lignocellulosic biomass | 第25-29页 |
2.3.1 Physical/mechanical pretreatment | 第27页 |
2.3.2 Thermal Pretreatment | 第27-28页 |
2.3.3 Chemical Pretreatment | 第28-29页 |
2.4 Ethanol fermentation technologies using lignocellulosic biomass | 第29-32页 |
2.4.1 Separate hydrolysis and fermentation(SHF) | 第29-30页 |
2.4.2 Simultaneous saccharification and fermentation(SSF) | 第30页 |
2.4.3 Consolidated bioprocessing(CBP) | 第30-32页 |
2.5 Microorganisms involved in production of bioethanol | 第32-33页 |
2.6 Major obstacles an development of stress tolerant yeast strains | 第33-45页 |
2.6.1 Stress associated with hydrolysate-derived inhibitors | 第34-35页 |
2.6.2 Oxidative stress | 第35-36页 |
2.6.3 Osmotic stress | 第36-37页 |
2.6.4 High temperature stress | 第37-40页 |
2.6.4.1 Cellular response of S. cerevisiae to high temperatures | 第38-39页 |
2.6.4.2 Effects of elevated temperature on fermentation performance | 第39-40页 |
2.6.5 Mechanism of common stress tolerance | 第40-41页 |
2.6.6 Mechanism of yeast thermal tolerance | 第41-42页 |
2.6.7 Development of thermotolerant yeast strains | 第42-45页 |
2.6.7.1 Random mutagenesis and genome shuffling | 第43页 |
2.6.7.2 Evolutionary engineering | 第43-44页 |
2.6.7.3 Metabolic engincering | 第44-45页 |
2.7 Research objectives | 第45-46页 |
Chapter 3 Ethanol fermentation using Jerusalem artichoke stalk by CBP yeast | 第46-58页 |
3.1 Introduction | 第46-47页 |
3.2 Materials and methods | 第47-51页 |
3.2.1 Pretreatment | 第47-48页 |
3.2.2 Feeding strategies of the Pretreated JAS and cellulases | 第48页 |
3.2.3 CBP strain development and enzyme activity determination | 第48-50页 |
3.2.4 Simulated medium | 第50-51页 |
3.2.5 Analysis | 第51页 |
3.3 R esults and discussion | 第51-57页 |
3.3.1 Pretreatment of Jerusalem artichoke stalk with acid or alkali | 第51-53页 |
3.3.2 Saccharification of the pretreated Jerusalem artichoke stalk | 第53-54页 |
3.3.3 Evaluation of yeast strains | 第54-55页 |
3.3.4 Ethanol fermentation from Jerusalem artichoke stalk | 第55-57页 |
3.4 Summary | 第57-58页 |
Chapter 4 Consolidated ethanol production from JA tubers using the CBP yeast | 第58-67页 |
4.1 Introduction | 第58-59页 |
4.2 Materials and methods | 第59-60页 |
4.2.1 Strains and media | 第59页 |
4.2.2 Yeast growth and inulinase activity | 第59页 |
4.2.3 Ethanol fermentation | 第59-60页 |
4.2.4 Analysis | 第60页 |
4.3 Results and discussion | 第60-66页 |
4.3.1 Yeast growth and inulinase activity | 第60-62页 |
4.3.2 Ethanol production from inulin | 第62-64页 |
4.3.3 Ethanol production from Jerusalem artichoke tuber | 第64-66页 |
4.4 Summary | 第66-67页 |
Chapter 5 Development of thermotolerant CBP yeast | 第67-94页 |
5.1 Introduction | 第67-68页 |
5.2 Materials and methods | 第68-73页 |
5.2.1 Strains and media | 第68页 |
5.2.2 Transformation of S. cerevisiae and validation of thermotolerance | 第68-70页 |
5.2.3 Determination of phosphoric acid swollen cellulose degradation | 第70页 |
5.2.4 Evaluation of growth and fermentation at different temperatures | 第70页 |
5.2.5 Defense ability evaluation at elevated temperature | 第70-71页 |
5.2.6 mRNA preparation and real time quantitative PCR analysis | 第71页 |
5.2.7 Investigation of alanine addition in the ethanol fermentation medium | 第71-72页 |
5.2.8 Construction of the ADE17 and YHB1 overexpressed strains | 第72页 |
5.2.9 Analysis | 第72-73页 |
5.3 Results and discussion | 第73-93页 |
5.3.1 Selection of the thermal tolerant mutant and PCR verification | 第73-75页 |
5.3.2 Evaluation of strains to degrade phosphoric acid swollen cellulose | 第75-76页 |
5.3.3 Investigation of ethanol production from cellulose or JAS | 第76-79页 |
5.3.4 Analysis the AZFP sequence and prediction of putative target gene | 第79-80页 |
5.3.5 Comparison of growth and fermentation performance of the strains | 第80-83页 |
5.3.6 Analysis of the antioxidant and defense ability of strains | 第83-84页 |
5.3.7 Transcriptomic analysis of the CBP yeast | 第84-86页 |
5.3.8 Effect of alanine supplementation in fermentation medium | 第86-87页 |
5.3.9 Thermal tolerance of ADE17 and YHB1 over expressed strains | 第87-88页 |
5.3.10 Further analysis of the transcriptomic data | 第88-93页 |
5.4 Summary | 第93-94页 |
Chapter 6 Conclusions,novelties and prospects | 第94-96页 |
6.1 Conclusions | 第94-95页 |
6.2 Novelties | 第95页 |
6.3 Rrospects | 第95-96页 |
References | 第96-114页 |
Appendix Tables | 第114-121页 |
Publications | 第121页 |
Conference abstrct | 第121-122页 |
Acknowledgements | 第122-124页 |
Curriculum vitae | 第124页 |