發(fā)布時間：2018-04-28 15:43

  本文選題：毛竹 + 細胞壁��； 參考：《中國林業(yè)科學研究院》2016年博士論文

【摘要】：竹子種類多,分布廣,具有生長快、強度高、韌性好、一次種植永續(xù)利用等優(yōu)點,是最具發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕�性生物資源之一。竹材細胞壁獨特的多壁層結構和精巧的化學組分分布是其優(yōu)良特性的決定因素,也是難以攻克的基礎問題。深入研究竹子細胞壁獨特多層結構中的化學組分分布,不僅有助于從物質積累的角度理解竹子的生長機制,開展竹類植物遺傳改良和定向培育,而且對于開展生物能源轉化研究以及開發(fā)仿竹材細胞壁結構的仿生材料同樣具有重要的指導意義。本研究以我國種植最多、最具經(jīng)濟價值和利用價值的毛竹(Phyllostachys edulis(Carr.)J.Houz)為研究對象,緊緊圍繞細胞壁化學組分分布這一主題,利用現(xiàn)代光譜技術手段,從多細胞、雙細胞和單細胞三個不同的層次,對毛竹細胞壁主要化學組分的分布展開研究。重點研究了毛竹纖維細胞多層結構中重要組成物質的分布規(guī)律,獲得了不同壁層中主要化學組分濃度的半定量數(shù)值,并首次將納米紅外光譜技術應用于竹材細胞壁多層結構的研究中,獲得了毛竹細胞壁納米級的紅外光譜,為竹材細胞壁研究提供了新的技術手段,也進一步加深了對竹材獨特多層結構的認識。本研究的主要成果如下:(1)纖維鞘最外圍的幾層細胞之間,細胞壁主要化學組分分布具有明顯的梯度變化。(2)纖維鞘中木質素結構單元具有不同的分布,其中S型木質素的分布較穩(wěn)定,G型木質素呈小幅波動變化,而H型木質素的變化最大,分布很不均勻。羥基肉桂酸的分布與H型木質素相似。纖維素在纖維鞘內不同方向上的分布不同,其中徑向方向為內部濃度高,兩端濃度低,而弦向方向則正好相反,為兩端濃度高,內部濃度低。(3)毛竹竹壁不同徑向位置的纖維鞘,其主要化學組分的分布不同。纖維素的濃度為竹壁中部竹青側和竹黃側,竹青側和竹黃側的濃度相當,大約為竹壁中部的0.88倍;羥基肉桂酸和H型木質素的濃度均為竹黃側竹青側竹壁中部,比值分別為1.79:1.28:1和1.88:1.31:1;G型木質素在竹黃側的濃度最高,在竹青側和竹壁中部的濃度大致相當;總木質素、S型木質素在竹壁中的分布差別不大;(4)毛竹不同類型細胞的細胞壁,其化學組分的組成比例不同。以纖維細胞為參照,纖維細胞、薄壁細胞、原生木質部導管細胞和后生木質部導管細胞主要化學組分濃度的比值分別為:纖維素1:0.42:0.51:0.43;H型木質素1:1.3:0.53:1.22;G型木質素1:0.95:0.58:1.14;S型木質素1:0.63:0.53:0.76;羥基肉桂酸1:1.61:0.71:1.42;總木質素1:1.06:0.51:1.13。(5)纖維素、S型木質素、H型木質素和羥基肉桂酸在纖維細胞、薄壁細胞和導管細胞中具有不同的分布模式。纖維細胞胞間層中的纖維素和S型木質素濃度最低,而薄壁細胞和導管胞間層中的纖維素和S型木質素濃度都比較高,相對較低的地方出現(xiàn)在細胞腔附近的次生壁中。羥基肉桂酸和H型木質素在纖維細胞次生壁中的某些區(qū)域中分布很少,甚至沒有分布,但是在薄壁細胞和導管細胞次生壁中卻是廣泛存在。(6)拉曼成像結果表明,在毛竹纖維細胞的多層結構中,不僅化學組分的含量存在變化,并且化學組分的組成結構也有區(qū)別。從濃度的變化來看,纖維素均勻分布于次生壁中的寬壁層內,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,從細胞外圍向細胞內部分布密度呈階梯狀降低;在細胞腔周圍的壁層里也有相對較高的木質素分布密度。(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,納米紅外技術能正確反映竹材細胞壁中的化學物質信息。納米紅外原位成像顯示,木質素和木聚糖在毛竹細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系。在納米尺度下觀察,木聚糖和木質素在毛竹細胞壁中的分布并不均勻,在橫切面上成塊狀團聚分布,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 .

【學位授予單位】：中國林業(yè)科學研究院
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S795.7
，

本文編號：1815895