通过木质素基因工程能够有效降低杨木细胞壁木质素含量,从而改善人工林杨树作为木质纤维材料的利用现状。细胞壁关键组分木质素含量的变化对转基因杨木组织细胞微观构造以及对细胞壁其它重要化学成分的影响则具有重要研究意义。因此本论文选取转C3H基因银腺杨84K(Populus alba×P.glandulosa cv`84k')和非转基因银腺杨84K为实验材料,利用光学显微镜和电子显微镜观测了两类杨木组织细胞形态特征和木纤维形态参数的差异;利用乙酰溴法、热解-气相色谱/质谱联用和傅里叶变换红外光谱法测定和分析了转基因

木质素是木材细胞壁的第2大化学组分,对树木新陈代谢和生长发育具有重要作用,但木质素的存在阻碍了木材资源作为木质纤维材料的利用。文章分别详细阐述了木质素基因调控对木材细胞壁组分和组织细胞微观结构两方面影响的研究进展,以期为优质速生人工林的选育和培育提供科学理论依据,并在前人研究成果的基础上进行了展望。

对12个月的茶秆竹进行细胞壁解剖特性和木质素微区分布的研究,运用光学显微镜、激光共聚焦扫描显微镜以及颜色反应鉴定木质素的存在,利用组织化学染色方法及其可见光显微分光光度计半定量测定竹材纤维、薄壁组织和导管细胞壁各微区的木质素含量。12个月时细胞壁全部木质化,木质素在各组织中均有分布,其含量因组织类型及其细胞壁微区不同而有差异。从组织化学染色及可见光吸收光谱图的吸收峰值,说明细胞壁各微区中存在愈创木基(G)和紫丁香基(S)2种木质素组成单元。竹壁径向和纤维帽不同位置的木质素含量未有明显的规律性变化。纤维次生壁具有薄厚层交替的多层结构,薄层木质素含量大于厚层。

细胞壁是木材的实体物质,细胞壁超微构造因纤维素大分子链复杂的排列方式而具有多样性。微纤丝和结晶区均属木材细胞壁的超微构造,其形成、表征及变化规律的研究取得了很多进展。从微纤丝和结晶区的生物形成、微纤丝角和结晶度的表征方法、微纤丝角和结晶度在木材径向及轴向上的变化规律和少数树种中微晶形态变化特点,以及细胞壁超微构造与细胞形态的相关关系进行了综述,提出微纤丝取向形成机制的研究,细胞壁各层厚度累积的过程,以及纤维素微晶形态在木材生长过程中的变化规律研究将成为新的研究热点,以期为基于细胞壁微纤丝角、结晶度和微晶形态来进行多性状的综合遗传改良和早期良种选育等提供重要的科学依据。

目的苯并噻二唑(BTH)对黄瓜幼苗霜霉病的诱导抗性与苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性、过氧化物酶(POD)活性、木质素和富含羟脯氨酸糖蛋白(HRGP)含量的关系。方法用比色法对BTH诱导或接种霜霉菌的植株进行PAL和POD活性以及木质素和HRGP含量的测定。结果BTH不仅能提高黄瓜幼苗对霜霉病的抗性,而且明显提高了PAL和POD的活性以及木质素和HRGP的含量。BTH诱导处理和霜霉菌侵染黄瓜叶片,细胞壁中HRGP的积累与木质素的沉积在时间进程中表现出明显的同步性。结论HRGP的积累和细胞壁的木质化与黄瓜对霜霉病的抗性反应有关,是寄主抗病反应的生化机制之一。

【目的】探讨干腐病菌(Fusarium sulphureum Schlechlendahl)侵染过程中马铃薯切片组织主要细胞壁降解酶(cell wall degrading enzymes,CWDEs)活性的动态变化。【方法】陇薯3号马铃薯块茎组织切片接种F.sulphureum后,不同培养天数取样测定并比较分析主要CWDEs活性变化。【结果】F.sulphureum侵染的组织均能产生多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶甲基半乳糖醛酸酶(PMG)、纤维素酶(Cx)、β-葡萄糖苷酶、多聚半乳糖醛酸反式消除酶(PGTE)、果胶甲基反式消除酶(PMTE)、果胶甲基酯酶(PME)、果胶裂解酶(PML),但P...

细胞壁纹孔是植物组织细胞间至关重要的结构通道。竹子茎杆节间细胞均呈纵向排列,纹孔是物质在细胞间横向输导和渗透的核心途径。系统深入地开展竹材细胞壁纹孔特征研究,对促进细胞壁结构和功能的深度诠释,竹资源的高附加值利用,以及仿生结构和材料设计等都具有重要的科学意义。然而,至今竹材纹孔相关研究成果积累十分稀少。本文系统研究竹材细胞壁纹孔的基本特征,为纹孔结构与功能相适性的相关探讨奠定理论基础,研究成果填补目前对竹材纹孔认识的空白。本文以常见经济竹种毛竹(Phyllostachys edulis(Carr.)J.H

利用多种方法和技术,从壁厚、腔径、壁腔比、结晶度和细胞壁层次等方面对毛竹茎秆纤维细胞壁的变化规律进行了研究。结果表明,一年之中纤维细胞壁的积累主要集中在3-6月份;随着年龄的增加,纤维细胞壁将逐渐加厚,在前3年其加厚趋势明显,以后细胞壁的厚度逐渐趋于稳定;纤维细胞壁多层结构的形成具有类似于树木年轮的生长规律;而结晶度的变化反映了纤维细胞次生壁形成过程中各种成分的沉积规律。

木质纤维细胞壁主要是由纤维素、半纤维素以及具网络结构的木质素交联形成的高度有序的三维立体结构，是植物最基本的力学承载单元。本文首先概述了国内外有关木质纤维细胞壁中纤维素、半纤维素和木质素3种结构大分子的模量、强度等微力学特性，其次就纤维素-半纤维素、纤维素-木质素以及半纤维素-木质素大分子间的交联结构、分子间的有序组装规律进行了总结。在此基础上对比分析了光学显微成像、电子显微成像、原子力显微成像、显微红外光谱、线偏振显微拉曼光谱和频振动光谱以及同步辐射X射线衍射技术在细胞壁大分子取向研究过程中的异同点。重点讨论通过分子光谱化学成像技术揭示的木质纤维原料不同类型细胞以及同一类型细胞不同亚层中3种结构大分子取向排列规律。最后，展望了木质纤维原料大分子取向研究可能的发展趋势：系统表征木质纤维细胞壁纤维素超分子结构、三大组分间连接键类型、纤维素构象对半纤维素糖苷键及木质素芳香环有序组装的影响机制；在纳米尺度揭示木质纤维发育过程中，各类细胞壁中纤维素纤丝聚集体结构、取向及微力学变化规律；在细胞壁水平非破坏性的对木质纤维大分子取向进行三维立体成像和定量研究；基于分子结构表征、分子模拟和三维成像研究结果实现针、阔叶及禾本科植物纤维细胞壁骨架模型构建。

【目的】为探究金佛山方竹细胞构成、形态及其细胞壁层构造特征，揭示其随竹龄、竹秆轴向部位的变化规律以及与环境气候因素的相关性，从而丰富其基础解剖数据，促进金佛山方竹秆材资源的高值化利用。【方法】以1～5年生金佛山方竹天然植株为研究对象，采用传统切片法和富兰克林离析法制得永久横纵切片和离析单根纤维，通过光学显微镜和场发射扫描电镜观察并测量其组织比量、维管束、纤维细胞、基本组织薄壁细胞以及细胞壁壁层结构等特征。【结果】金佛山方竹基本组织占比（体积比）最大，为56.16%～65.92%；纤维组织占比次之，为27.69%～34.18%；输导组织占比最小，为6.40%～9.85%。维管束类型为开放型和半开放型，维管束密度、径向宽度和弦向宽度随竹龄、竹秆轴向变化差异均显著，宽度径弦比几乎一致，介于1.2～1.3之间。纤维细胞长度在1.7～2.1 mm之间，长宽比为110～133，属于长纤维等级。薄壁细胞形态多样，存在显著的竹壁径向差异。纤维细胞次生壁层数为奇数层，最高达9层，呈现出宽窄交替的特征；薄壁细胞次生壁层数也为奇数层，最高达9层，每层厚度近似相等，呈现出松紧相间的特征。竹壁不同位置的细胞壁层数存在差异性，但细胞壁最高层数随竹龄与竹秆轴向部位变化差异不显著。年平均降水量显著影响金佛山方竹的输导组织比量，呈负相关关系；气温显著影响维管束尺寸和薄壁细胞次生壁厚，前者呈负相关关系，后者呈正相关关系。【结论】金佛山方竹显微构造特征在竹龄和竹秆轴向部位两个变化模式下存在一定的构造差异性，但没有明显变化规律，3～4年生金佛山方竹显微构造特征相对趋于稳定。此外，环境气候因素与金佛山方竹解剖构造特征均存在一定的相关性，且与输导组织比量、维管束尺寸和薄壁细胞次生壁厚等存在显著相关性。

【目的】氮素（N）是调控蔬菜作物生长的重要因子，探究氮形态对小白菜根系生长及细胞壁组分的影响，明确根区pH变化与质膜（PM）H~+-ATPase的关系，为进一步研究氮素调控植物根系生长发育提供理论基础。【方法】以小白菜（‘华王’）为试材，设置3个N素形态（硝态氮（NO_3~--N）、铵态氮（NH_4~+-N）、甘氨酸态氮（Gly-N）），采用营养液水培法，探究无机氮和有机氮调控小白菜根区pH和根细胞壁组分对根系生长的影响，同时探讨氮营养对小白菜根系生长素（IAA）和PM H~+-ATPase酶的影响。用根系扫描法和生理试验等方法，测定小白菜的总根长、总根体积、总根表面积和根尖数等根系形态指标以及介质pH、PM H~+-ATPase酶活性、IAA含量、细胞壁及其主要组分含量、果胶甲酯酶（PME）、扩张素（EXP）含量等生理指标，并分析根系形态和各生理指标之间的相关性。【结果】Gly-N和NO_3~--N均碱化介质pH，且Gly-N碱化介质pH的能力高于NO_3~--N处理，NH_4~+-N酸化介质pH。与NO_3~--N处理相比，Gly-N处理显著降低小白菜地上部（40.23%）和根系干物质含量（21.74%）、主根长（55.15%）、总根长（58.63%）、总根表面积（53.12%）、总根尖数（73.07%）、根分叉数（65.39%）、内部链接数（40.91%）和外部链接数（73.94%），提高了根系细胞壁提取率（22.00%）、果胶（47.74%）、纤维素（25.30%）、EXP(109.53%)、PM H~+-ATPase酶活性（15.42%）、根冠比（30.33%）、拓扑指数（11.43%）和分形维数（4.32%）;NH_4~+-N处理植株地上部干物质含量、主根长、根分叉数、内部链接数、外部链接数、根系PME活性和IAA含量分别显著降低22.98%、34.30%、35.32%、26.22%、29.02%、36.38%和8.74%，根系PM H~+-ATPase酶活性、细胞壁提取率、果胶和半纤维素分别显著提高14.60%、19.38%、22.98%、74.33%。根系形态指标与生理指标之间的相关分析结果表明，总根表面积与总根长、总根尖数、外部链接数、根分叉数呈极显著正相关（P<0.01），与主根长、内部链接数、叶干重呈显著正相关（P<0.05）；总根表面积与根直径、扩张素、拓扑指数呈极显著负相关（P<0.01），与果胶、纤维素和分形维数呈显著负相关（P<0.05）。根直径与扩张素、纤维素、分形维数、拓扑指数呈极显著正相关（P<0.01），与果胶呈显著正相关（P<0.05）。【结论】Gly-N和NH_4~+-N均增加了小白菜根系细胞壁含量，抑制了小白菜根系的伸长生长；Gly-N更有利于果胶和纤维素的积累，NH_4~+-N有利于半纤维素的积累。

【目的】研究毛竹材细胞壁纹孔的形态、结构和分布排列等特征,揭示维管束组织细胞间的纹孔通道,为竹子生长发育机制的深入研究和竹材高效利用提供理论依据。【方法】毛竹竹条经树脂渗透、树脂固化、组织消化和清洗干燥等处理后,获得单个细胞铸型和空间范围内多个细胞连接的立体铸型网络。结合毛竹切片扫描电镜图像,研究导管、薄壁细胞和纤维细胞的纹孔特征以及细胞间纹孔对的连接和分布特点。【结果】毛竹后生木质导管纹孔具明显的纹孔缘结构,并呈较高的选择性分布,即靠近维管束几何中心位置一侧的导管壁上往往密集分布大量纹孔,而另一侧纹孔则十分稀少或基本没有。导管铸型上,纹孔口和纹孔膜分别为0. 9～2. 7μm和1. 1～3. 8μm;维管束内存在小导管且相互间以具缘纹孔对连接;维管束内薄壁细胞纹孔比基本组织中的数量多、孔径大,紧邻木质部导管的薄壁细胞,其纹孔分布尤为密集;纤维细胞上纹孔稀疏分布,纹孔小、纹孔道狭长,纤维状管胞上分布有具缘纹孔;维管束内细胞间由纹孔对进行横向和纵向连接,并进一步形成流体移动的空间网络。【结论】树脂铸型法可直接展现纹孔立体结构,客观反映特定流体在竹材内部的扩散或渗透路径,适用于毛竹材细胞壁纹孔特征的研究。

为进行经济海藻枝管藻细胞壁多糖和胞外多糖的超微定位,本文以钌红电镜细胞化学方法制备枝管藻透射电镜样品。结果表明,钌红染色方法不仅比常规电镜制样方法能够更完整地显示海藻细胞壁的超微结构,而且使枝管藻多糖在细胞壁内、外的分布在透射电镜下直观可见:细胞壁内的多糖物质主要呈多层紧密排列的微纤维状,细胞表面的多糖物质则呈松散的网状。本结果为研究海藻细胞壁的超微结构和海藻吸附重金属的作用部位提供了技术支持。

采用血细胞常规染色和细胞化学染色对厚颌鲂(Megalobrama pellegrini)外周血细胞形态及细胞化学特征进行观察。结果显示:厚颌鲂外周血细胞可分为红细胞、血栓细胞、单核细胞、淋巴细胞和三种类型粒细胞。红细胞有幼稚、成熟和衰老三种形态,其中幼稚和衰老红细胞较少见;血栓细胞数量最多,其次是淋巴细胞。粒细胞中Ⅰ型和Ⅱ型较常见,Ⅲ型粒细胞少有。细胞化学染色显示幼红细胞、血栓细胞和淋巴细胞均呈ACP弱阳性;单核细胞呈ACP和ANAE阳性;Ⅰ型粒细胞是嗜中性粒细胞,POX、ACP和ANAE阳性;Ⅱ型粒细胞是PAS-GL,PAS强阳性和ACP阳性;Ⅲ型粒细胞是Ⅰ型粒细胞的晚期形态。厚颌鲂的PAS...

【目的】阐明核黄素对烟草悬浮细胞苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia-lyase,PAL)、过氧化物酶(peroxidase,POD)活性以及抗病相关的酚类物质、木质素等次生代谢产物含量的影响。【方法】1mmol·L-1的核黄素处理烟草悬浮细胞,用生物化学、细胞化学和高效液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)等方法测定苯丙烷代谢有关的生理和生化指标。【结果】核黄素处理后,PAL和POD活性明显升高,处理12h和24h后酶活性分别达到峰值;荧光观察细胞壁积累了更多的酚类物质,胞内和胞外scopoletin(7-羟基...