杜仲次生木质部分化过程中木质素与半纤维素组分在细胞壁中分布的动态变化

利用紫外光显微镜、透射电子显微镜结合免疫胶体金标记,研究了杜仲（Eucommia ulmoides Oliv.)次生木质部分化过程中木质素与半纤维素组分（木葡聚糖和木聚糖）在细胞壁分布的动态变化。在形成层及细胞伸展区域,细胞壁具有木葡聚糖的分布,而没有木聚糖和木质素沉积,随着次生壁S1层的形成,木质素出现在细胞角隅和胞间层,木聚糖开始出现在S1层中,此时木葡聚糖则分布在初生壁和胞间层;随着次生,壁S2层及S3层的形成和加厚,木质逐逐步由细胞角隅和胞间层扩展到S1、S2和S3层,其沉积呈现出不均匀的块状或片状沉积模式,在次生壁各层形成与其木质化的同时,木聚糖逐渐分布于整个次生壁中,而木糖聚糖仍局限分布于初生壁和胞间层。结果表明,随着细胞次生壁的形成与木质化,细胞壁结构发生较大变化。细胞壁的不同区域,如细胞角隅、胞间层、初生壁和次生壁各层,具有不同的半纤维素组成,其与木质等细胞壁组分结构构成不同的细胞壁分子结构。     

毛白杨CCoAOMT cDNA片段的克隆与转基因杨木质素含量的调控

用RT_PCR方法从毛白杨 (PopulustomentosaCarr.)中克隆了CCoAOMT基因的cDNA片段 ,并对其序列进行了分析。Northern杂交表明该基因在毛白杨正在木质化的次生木质部高水平表达 ,且与木质化进程同步。构建了该基因反义表达载体 ,根癌土壤杆菌 (Agrobacteriumtumefaciens (SmithetTownsend)Conn)介导转化杂交杨 (欧洲山杨×银白杨 ,P .tremula×P .alba)。采用PCR、PCR_Southern及Southern杂交对获得的转基因植株进行分子检测 ,并测定移栽 5～ 6个月的转基因植株的Klason木质素含量 ,其中一个转基因株系的Klason木质素含量比未转基因对照杨树下降 17.9%。结果表明利用反义RNA技术对杨树CCoAOMT基因的表达可以降低转基因植株的木质素含量 ,达到改善其造纸性能的目的     

树轮木质素甲氧基稳定氢同位素比率测定方法研究进展

在森林树木合成的有机化合物中,氢元素(H)主要源于大汽水,经植物光合与生理代谢参与生物地球化学循环。近年来,树轮木质素甲氧基稳定氢同位素比率(δ²H_LM)作为新的古气候和古环境研究的代用指标,重建了多个地区的降水稳定同位素比率及气候变化信息,展现了其特有的优势。本文综述了现有树轮δ²H_LM测定的详细分析方法和基本原理,从树轮木质素含量、单体组成等方面对树轮δ²H_LM测定方法的稳定性和有效性进行评价,阐述了树轮木质素甲氧基稳定同位素指标现有研究成果。中纬度地区森林树轮δ²H_LM在记录气温变化和降水稳定同位素变化等方面有着巨大的潜力。但是树轮δ²H_LM的研究尚处于起步阶段,主要表现为: 1) 研究区局限于北半球中纬度地区,研究对象局限于针叶树种;2) 高分辨率树轮δ²H_LM研究有待开展,以弥补硝化纤维稳定氢同位素记录的局限;3) 树轮δ²H_LM在植物生理和森林生态研究方面的潜力有待开发。     

亚高山森林林窗大小对凋落叶木质素降解的影响

木质素降解是认识高寒森林凋落物分解过程的关键环节,可能受到林窗大小及其在不同季节水热环境的影响。采用分解袋法,研究了川西亚高山森林不同面积大小林窗下红桦(Betula albo-sinensis)和岷江冷杉(Abies faxoniana)凋落叶在初冻期、深冻期、融化期、生长季节初期、生长季节中期和生长季节后期的木质素分解动态特征。研究结果表明,采样时间和林窗面积大小对两种凋落叶的木质素降解均有显著影响。经历1a分解,红桦凋落叶的木质素降解了21.53%—27.65%,而岷江冷杉凋落叶的木质素富集了7.95%—19.40%。较大林窗促进了冬季岷江冷杉凋落叶和生长季节红桦凋落叶木质素的降解,抑制了冬季红桦凋落叶木质素的降解;而生长季节岷江冷杉凋落叶木质素富集速率则为林下大林窗中林窗小林窗。逐步回归分析表明,凋落叶木质素的降解过程在冬季主要受到负积温和土壤冻融循环次数的影响(木质素结构的物理破碎),而在生长季节则主要受到平均温度和正积温的影响(木质素的生物降解)。可见,川西亚高山森林木质素降解受林窗格局变化的显著影响,且林窗大小对凋落叶木质素降解的影响与物种和分解时期有关。     

不同小麦品种茎秆特性及其与抗倒性的关系

以黄淮麦区优良品种矮抗58、周麦18、豫麦49、百农418为研究对象,采用田间试验与实验室分析相结合的方法,对不同小麦品种在不同生育时期的抗倒伏性状进行研究.结果表明: 茎秆机械强度在开花期至花后20 d处于较高水平,在花后30 d明显下降;倒伏指数在开花期最小,花后30 d最大,其余两个时期处于中间水平.相关分析表明,开花期机械强度与重心高度呈显著负相关,与纤维素、木质素含量呈显著正相关,倒伏指数与节长、株高、重心高度呈显著正相关,与纤维素、木质素含量呈显著负相关;花后10 d和花后20 d机械强度与节长、株高、重心高度呈显著负相关,与茎粗、纤维素、半纤维素、木质素含量呈显著正相关,倒伏指数这段时期正好与之相反;花后30 d机械强度与株高、重心高度呈显著负相关,倒伏指数与株高、重心高度呈显著正相关,与木质素含量呈显著负相关.因此,明确各个生育时期与抗倒性相关的茎秆特性,可为黄淮麦区高产抗倒性品种的选育提供依据.     

基于转录组测序的慈竹笋木质素基因筛选及其表达分析

慈竹（Bambusa emeiensis）纤维素含量丰富,是较好的造纸原料,但竹茎中木质素影响着制浆生产及纸浆质量。目前,对慈竹木质素生物合成机制所知甚少,这限制了遗传调控竹木质素的研究。本文以拟南芥、水稻等植物的已知木质素基因作为查询序列,通过BLASTp和系统进化分析,从10、50、100和150 cm慈竹笋转录组数据中筛选到351个木质素生物合成相关Unigenes,包括51个LAC,37个4CL、26个PAL、34个CCR和25个CAD相关转录子,其数量高于其他已报道的竹类植物。转录丰度和定量基因表达分析发现16个木质素基因,包括2个PAL、5个CCR、3个4CL、2个CADH2和4个LAC,随着笋发育而表达上调,表明其可能与发育性木质素积累相关。     

植物凯氏带形成分子机制及功能特点的研究进展

凯氏带位于被子植物初生根内皮层细胞,环绕细胞1周,是与质膜紧密结合的非极性带状增厚结构。凯氏带作为植物根中离子径向运输障碍,调节离子的质外体吸收途径,迫使土壤中的离子通过内皮层细胞膜,选择性地进入中柱。凯氏带发现于1865年,但直至拟南芥凯氏带蛋白的发现和凯氏带阻滞作用物质基础被揭示,凯氏带的形成机理和功能才逐渐为人们所认知。凯氏带的物质基础为木质素,其形成需要由凯氏带蛋白和受体激酶组成的合成平台。细胞内部的木质素单体经ABCG载体运输到凯氏带的形成区,经ESB1dirigent蛋白、RBOHF氧化酶和PER64过氧化物酶等催化,合成木质素。该文对近年来国内外有关凯氏带形成的分子机制和功能特点方面的研究进展进行综述,为进一步理解和解析凯氏带的形成机理和功能提供参考。     

废次烟叶提取液源木质素降解菌Bacillus subtilis SM降解特性

【目的】目前造纸法再造烟叶工艺已经成为我国重要的废烟叶处理和利用方式,该工艺中烟梗中高木质素的降解是个挑战性的需解决问题。从废次烟叶提取液(Tobacco waste extract,TWE)中筛选木质素的降解微生物用来直接处理烟梗或烟末提取液,可实现对木质素含量的调控。【方法】将废次烟叶提取液(TWE)浓缩液中分离出的Bacillus subtilis SM接种到以Kraft木质素为唯一碳源的无机盐培养基中,在pH 7.0、30°C培养基中培养4 d来检测菌株对木质素的降解效果。通过HPLC、TOC、GPC和色度来表征SM对木质素的降解,并采用烟梗无机盐培养基在pH 7.0、30°C培养4 d检测SM对烟梗木质素的降解。【结果】HPLC结果显示SM在以木质素磺酸钠为唯一碳源的无机盐培养基中可全部降解分子质量为534.5的木质素磺酸钠,而对Kraft木质素降解不明显,仅观察到组分的变化。脱色结果显示脱色率达到40.7%,但在对Kraft木质素矿化方面矿化率只能达到5.4%。SM在烟梗无机盐培养基中可使烟梗失重率分别达到50%以上(对照组为18.9%),烟梗中木质素含量减少了70%左右。【结论】来源于废次烟叶提取液(TWE)的Bacillus subtilis SM能够以Kraft木质素为唯一碳源生长,也能够有效降解烟梗中的木质素,可应用于烟草废弃物原料中木质素的降解。     

采自武夷山高温木质素降解菌优良菌株筛选及其木质素降解效果测定

本文旨在筛选能够高效降解秸秆木质素的高温真菌。对来自福建武夷山的农田土壤进行富集,采用苯胺蓝、愈创木酚和α-萘酚3种筛选平板结合木质素磺酸钙降解试验筛选木质素高温降解菌,采用范氏洗涤剂法测定一株高效降解菌对秸秆木质素的降解效果;最后以经典形态学和多基因分子系统学相结合的方法对该菌株进行鉴定。结果表明：经钓饵法,分离获得8株高温菌;通过初筛和复筛,获得了1株较好的木质素高温降解菌A12638H;将其用于降解水稻秸秆和玉米秸秆,发现木质素降解率分别达到41.7%和48.3%;该菌株经鉴定为大孢戴氏霉Taifanglania major。菌株A12638H具有很好的应用价值,值得在秸秆资源的开发利用中开展更深入的研究。     

木质素柴油制备工艺优化与理化性质评价

介绍了一种新型木质素柴油的制备工艺优化方法及其理化性质评价。根据添加木质素的比例、乳化剂的添加量和等影响因素进行正交试验设计,分别选择添加木质素的量为总质量2%、3%和4%的比例,以乳化剂的用量为4%、5%和6%,HLB为8.3、8.8和9.3以及0.2、0.3和0.4 g的助乳化剂用量的不同等条件为水平标准,配制了多种不同比例的乳化油,最终筛选乳化条件为：HLB值为9.3,乳化剂的用量为6.0%,助乳化剂的加入量为1.2%,乳化温度为室温,乳化时间2 min。同时还针对氧化安定性、含硫量、酸度、10%蒸余物残炭、铜片腐蚀、机械杂质、运动粘度、凝点、闪点（闭合）、十六烷值、馏程、密度十二项指标进行了国家标准检测均高于GB 252-2000轻柴油的国家标准。其中木质素柴油的十六烷值均到了46.1和48.8,远远超过了45的国家标准;这对开发柴油的替代燃料,缓解燃料供需紧张矛盾,降低燃料消耗率等都有重大意义。