發(fā)布時(shí)間：2018-04-28 15:43

  本文選題：毛竹 + 細(xì)胞壁��； 參考：《中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院》2016年博士論文

【摘要】：竹子種類(lèi)多,分布廣,具有生長(zhǎng)快、強(qiáng)度高、韌性好、一次種植永續(xù)利用等優(yōu)點(diǎn),是最具發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕�性生物資源之一。竹材細(xì)胞壁獨(dú)特的多壁層結(jié)構(gòu)和精巧的化學(xué)組分分布是其優(yōu)良特性的決定因素,也是難以攻克的基礎(chǔ)問(wèn)題。深入研究竹子細(xì)胞壁獨(dú)特多層結(jié)構(gòu)中的化學(xué)組分分布,不僅有助于從物質(zhì)積累的角度理解竹子的生長(zhǎng)機(jī)制,開(kāi)展竹類(lèi)植物遺傳改良和定向培育,而且對(duì)于開(kāi)展生物能源轉(zhuǎn)化研究以及開(kāi)發(fā)仿竹材細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的仿生材料同樣具有重要的指導(dǎo)意義。本研究以我國(guó)種植最多、最具經(jīng)濟(jì)價(jià)值和利用價(jià)值的毛竹(Phyllostachys edulis(Carr.)J.Houz)為研究對(duì)象,緊緊圍繞細(xì)胞壁化學(xué)組分分布這一主題,利用現(xiàn)代光譜技術(shù)手段,從多細(xì)胞、雙細(xì)胞和單細(xì)胞三個(gè)不同的層次,對(duì)毛竹細(xì)胞壁主要化學(xué)組分的分布展開(kāi)研究。重點(diǎn)研究了毛竹纖維細(xì)胞多層結(jié)構(gòu)中重要組成物質(zhì)的分布規(guī)律,獲得了不同壁層中主要化學(xué)組分濃度的半定量數(shù)值,并首次將納米紅外光譜技術(shù)應(yīng)用于竹材細(xì)胞壁多層結(jié)構(gòu)的研究中,獲得了毛竹細(xì)胞壁納米級(jí)的紅外光譜,為竹材細(xì)胞壁研究提供了新的技術(shù)手段,也進(jìn)一步加深了對(duì)竹材獨(dú)特多層結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。本研究的主要成果如下:(1)纖維鞘最外圍的幾層細(xì)胞之間,細(xì)胞壁主要化學(xué)組分分布具有明顯的梯度變化。(2)纖維鞘中木質(zhì)素結(jié)構(gòu)單元具有不同的分布,其中S型木質(zhì)素的分布較穩(wěn)定,G型木質(zhì)素呈小幅波動(dòng)變化,而H型木質(zhì)素的變化最大,分布很不均勻。羥基肉桂酸的分布與H型木質(zhì)素相似。纖維素在纖維鞘內(nèi)不同方向上的分布不同,其中徑向方向?yàn)閮?nèi)部濃度高,兩端濃度低,而弦向方向則正好相反,為兩端濃度高,內(nèi)部濃度低。(3)毛竹竹壁不同徑向位置的纖維鞘,其主要化學(xué)組分的分布不同。纖維素的濃度為竹壁中部竹青側(cè)和竹黃側(cè),竹青側(cè)和竹黃側(cè)的濃度相當(dāng),大約為竹壁中部的0.88倍;羥基肉桂酸和H型木質(zhì)素的濃度均為竹黃側(cè)竹青側(cè)竹壁中部,比值分別為1.79:1.28:1和1.88:1.31:1;G型木質(zhì)素在竹黃側(cè)的濃度最高,在竹青側(cè)和竹壁中部的濃度大致相當(dāng);總木質(zhì)素、S型木質(zhì)素在竹壁中的分布差別不大;(4)毛竹不同類(lèi)型細(xì)胞的細(xì)胞壁,其化學(xué)組分的組成比例不同。以纖維細(xì)胞為參照,纖維細(xì)胞、薄壁細(xì)胞、原生木質(zhì)部導(dǎo)管細(xì)胞和后生木質(zhì)部導(dǎo)管細(xì)胞主要化學(xué)組分濃度的比值分別為:纖維素1:0.42:0.51:0.43;H型木質(zhì)素1:1.3:0.53:1.22;G型木質(zhì)素1:0.95:0.58:1.14;S型木質(zhì)素1:0.63:0.53:0.76;羥基肉桂酸1:1.61:0.71:1.42;總木質(zhì)素1:1.06:0.51:1.13。(5)纖維素、S型木質(zhì)素、H型木質(zhì)素和羥基肉桂酸在纖維細(xì)胞、薄壁細(xì)胞和導(dǎo)管細(xì)胞中具有不同的分布模式。纖維細(xì)胞胞間層中的纖維素和S型木質(zhì)素濃度最低,而薄壁細(xì)胞和導(dǎo)管胞間層中的纖維素和S型木質(zhì)素濃度都比較高,相對(duì)較低的地方出現(xiàn)在細(xì)胞腔附近的次生壁中。羥基肉桂酸和H型木質(zhì)素在纖維細(xì)胞次生壁中的某些區(qū)域中分布很少,甚至沒(méi)有分布,但是在薄壁細(xì)胞和導(dǎo)管細(xì)胞次生壁中卻是廣泛存在。(6)拉曼成像結(jié)果表明,在毛竹纖維細(xì)胞的多層結(jié)構(gòu)中,不僅化學(xué)組分的含量存在變化,并且化學(xué)組分的組成結(jié)構(gòu)也有區(qū)別。從濃度的變化來(lái)看,纖維素均勻分布于次生壁中的寬壁層內(nèi),在胞間層和次生壁寬壁層之間的壁層(窄層)中分布密度較小;木質(zhì)素則主要分布在上述纖維素濃度低的區(qū)域中,其中在胞間層中的分布密度最大,從細(xì)胞外圍向細(xì)胞內(nèi)部分布密度呈階梯狀降低;在細(xì)胞腔周?chē)�的壁層里也有相�?duì)較高的木質(zhì)素分布密度。(7)毛竹納米紅外光譜與傳統(tǒng)顯微紅外光譜主要譜峰的峰位一致,納米紅外技術(shù)能正確反映竹材細(xì)胞壁中的化學(xué)物質(zhì)信息。納米紅外原位成像顯示,木質(zhì)素和木聚糖在毛竹細(xì)胞壁中的分布具有很好的協(xié)同性,反映了兩者之間的密切關(guān)系。在納米尺度下觀察,木聚糖和木質(zhì)素在毛竹細(xì)胞壁中的分布并不均勻,在橫切面上成塊狀團(tuán)聚分布,在弦切面上則呈條狀分布。
[Abstract]:In this paper , the distribution of the major chemical components in the cell wall of bamboo is studied . The distribution of the major chemical components in the cell wall of bamboo is studied . ( 3 ) The concentration of cellulose was 1 : 0.42 : 0.51 : 0.43 ; H - type lignin was 1 : 0 . 52 : 0 . 53 : 1 . 22 ; H - type lignin 1 : 0 . 53 : 0 . 43 ; G - type lignin 1 : 0 . 53 : 0 . 76 ; S - type lignin 1 : 0.63 : 0.53 : 0.76 ; hydroxycinnamic acid 1 : 1 . 61 : 0.71 : 1.42 ; total lignin 1 : 1.06 : 0.51 : 1.13 . ( 6 ) Raman imaging shows that the distribution of cellulose and S - type lignin in the cell wall of the fibroblasts is relatively high , and the distribution density of the chemical components is relatively low in the wall layer between the extracellular wall and the secondary wall .

【學(xué)位授予單位】：中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：S795.7
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本文編號(hào)：1815895