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杂交鹅掌楸应力木解剖特征及光谱分析

南京林业大学学报（自然科学版） 2015年第3期39卷 125-129页

作者：石江涛王丰骆嘉言南京林业大学材料科学与工程学院江苏南京210037

通过显微观察及傅里叶红外光谱和X-射线衍射光谱分析,对杂交鹅掌楸弯曲树干和倾斜树干的应力木特征进行了研究。结果表明:在弯曲树干中,应拉区的胶质木纤维含量极少,导管数、导管平均直径及组织比量与对应区和过渡区有明显差异;应拉区... 详细信息

通过显微观察及傅里叶红外光谱和X-射线衍射光谱分析,对杂交鹅掌楸弯曲树干和倾斜树干的应力木特征进行了研究。结果表明:在弯曲树干中,应拉区的胶质木纤维含量极少,导管数、导管平均直径及组织比量与对应区和过渡区有明显差异;应拉区木材红外光谱特征与对应区和过渡区相似;应拉区中吸收强度比值(I1 505/I1 739)大于对应区和过渡区,说明其木质素含量较高;应拉区和过渡区纤维素结晶度显著低于对应区。倾斜树干中表现出相反规律,应拉区富含胶质木纤维(26.1%),应拉区导管数、导管平均直径均小于过渡区木材;应拉区木材在波数1 739 cm-1和1 505 cm-1的吸收峰强度均低于对应区和过渡区木材;应拉区和过渡区纤维素结晶度明显高于对应区。据此认为杂交鹅掌楸应力木特征产生于倾斜生长的树干。

关键词：杂交鹅掌楸应力木解剖特征 FTIR XRD

不同倾斜角度对应力木生长应力、木材密度和干缩性质的影响

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安徽农业大学学报 2009年第2期36卷 184-188页

作者：刘倩刘盛全刘亚梅安徽农业大学林学与园林学院合肥230036

通过在安徽农业大学人工林场选取3年生马尾松实生苗和1年生杨树扦插苗进行栽培(其中马尾松杨树各60株,每12株为1组,共5组,每组对应1个角度,共5个角度0°、15°、30°、45°和60°),跟踪测定其生长应力指示值(growth stress indicator,简... 详细信息

通过在安徽农业大学人工林场选取3年生马尾松实生苗和1年生杨树扦插苗进行栽培(其中马尾松杨树各60株,每12株为1组,共5组,每组对应1个角度,共5个角度0°、15°、30°、45°和60°),跟踪测定其生长应力指示值(growth stress indicator,简称GSI)、基本密度、干缩性质,并对它们的关系进行研究。结果表明:(1)杨树、马尾松GSI绝对值大小和倾斜角度呈显著正相关关系;(2)杨树、马尾松的基本密度和倾斜角度都呈显著正相关关系;(3)杨树、马尾松径向干缩率和倾斜角度关系不显著,杨树、马尾松轴向干缩和倾斜角度呈正相关关系,杨树弦向干缩和倾斜角度呈正相关关系,马尾松弦向干缩和倾斜角度呈负相关关系;(4)杨树应拉木区的弦向干缩大于对应拉木区,径向干缩变化不大;马尾松应压木区的弦向和径向干缩均小于对应压木区,应力木区的轴向干缩远大于对应力木区。

关键词：倾斜角度应力木生长应力基本密度干缩性质

白桦BpCCR基因的功能研究和应力木转录组分析

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白桦BpCCR基因的功能研究和应力木转录组分析

作者：张岩东北林业大学

学位级别：硕士

木质素是植物体中仅次于纤维素的一类复杂的酚类物质聚合体,它填充于纤维素构架中增强植物体的机械强度,是以木材作为纤维原料用于造纸工业的一大障碍,利用基因工程手段调整木质素的含量和组成已成为解决上述问题的有效手段之一。为此,... 详细信息

木质素是植物体中仅次于纤维素的一类复杂的酚类物质聚合体,它填充于纤维素构架中增强植物体的机械强度,是以木材作为纤维原料用于造纸工业的一大障碍,利用基因工程手段调整木质素的含量和组成已成为解决上述问题的有效手段之一。为此,发掘木质素生物合成途径的关键基因和鉴定其功能成为木质素基因工程研究的关键步骤。本论文从利用转基因技术鉴定已获得的BpCCR基因的功能和利用转录组测序技术发掘木质素生物合成关键酶基因两方面开展了研究。肉桂酰辅酶A还原酶（Cinnamoyl-CoA reductase, CCR）基因是木质素生物合成特异途径中的一个关键酶基因,本研究前期工作已从我国东北地区重要纸浆材树种白桦（Betula platyphylla Suks.）的形成层cDNA文库中克隆得到一条CCR基因,命名为BpCCR,提交至GeneBank获得序列号为JQ783349,该基因开放阅读框全长972bp,编码由323个氨基酸残基组成的多肽,蛋白分子量为35.4kD,理论等电点为5.35,从属于NADB-Rossmann超家族,蛋白序列与其他各物种相似性较高,系统进化分析结果显示BpCCR基因与同为高大乔木的相思树（Acacia confusa.）的一条CCR基因同源性较高。接着本论文开展了以下研究：首先利用实时荧光定量PCR技术研究了BpCCR基因在白桦不同组织、应拉木形成过程和一个生长季内形成层不同发育时期的表达模式,结果表明：BpCCR基因在白桦根、当年新生茎、叶、叶柄和分生木质部均有表达,其中茎、叶柄、分生木质部的表达量较高;在对应木（Opposite Wood） OW分生木质部中的表达量高于直立木（Up-right Wood） UW,应拉木（Tension Wood） TW分生木质部中表达量最低;在形成层中的表达量分别于4月26日到6月11日和8月16日到9月18日这两个时期出现高峰。以上结论显示BpCCR基因参与白桦形成层活动和木质部发育,推测其是白桦木质素生物合成相关基因。为了进一步研究BpCCR基因的表达特性,本研究利用农杆菌介导的瞬时转化技术使BpCCR-GFP融合蛋白在洋葱表皮细胞内瞬时表达,将BpCCR蛋白定位于细胞质中;利用染色体步移技术克隆了BpCCR基因1156bp的启动子序列,生物信息学分析显示该启动子含有与类黄酮合成相关蛋白、参与碳代谢的Dof蛋白,响应脱水的erd1蛋白结合的顺式作用元件;构建了BpCCR基因启动子驱动GUS基因的表达载体;建立并优化了农杆菌介导的白桦瞬时转化体系,并运用该体系分析了BpCCR基因启动子的表达情况,主要在白桦茎、叶柄和叶片主脉中表达。利用农杆菌介导的叶盘转化法将BpCCR基因的过表达载体转入白桦,经过PCR检测、定量RT-PCR分析和Northern杂交验证,获得了三个过表达转基因株系,BpCCR基因已整合到三个转基因株系的基因组中,且成功得到了过量表达。对转基因株系和非转基因对照株系进行了木质素含量测定,结果显示：三个转基因株系的木质素含量较野生型都有了不同程度的增加,统计分析结果表明,其中CP3株系木质素含量显著高于对照（0.05水平）,比野生型株系提高了11.85%。应力木系统是研究细胞壁发育和木材形成过程相关基因的有效工具,为研究白桦木质部响应重力刺激的基因表达模式,进一步发掘白桦木质素生物合成相关基因,本论文对2年生的白桦进行了人工模拟重力压弯处理,2week时分别于弯曲面上方、下方及直立木相同位置处的分生木质部取材,建立了白桦TW、OW和UW三个转录组,Denovo转录组测序分析结果显示：三个转录组分别产生了52139846、54878244和54696478次读数,经组装分别获得77783、66909和74068条Unigenes,所有Unigenes最终组装为80909条非冗余Unigenes,平均长度为768nt;利用Nr数据库和Swissport数据库对所获得基因进行BLASTX比对和功能注释,结果显示：其中的43245条序列与Nr数据库中的已知蛋白有显著相似性,29977条序列与Swiss-Prot数据库中的已知蛋白有显著相似性。对非冗余基因进行了GO功能分类,结果表明：细胞组成类的Unigenes最多,占总数的47.07%,然后是生物过程类（41.9%）和分子功能类（26.33%）;三个转录组差异表达基因的分析显示：TW和UW中有6264条差异表达基因,OW与UW中4533条差异表达基因,OW和YW中差异表达基因有4025条,鉴定了部分差异表达的木质素生物合成相关酶基因,包括PAL基因8条,COMT基因6条,C3H基因4条,4CL基因9条,CCR基因7条和CAD基因11条等;纤维素合成相关酶基因SUSY、XTH、CseA等;

关键词：白桦 BpCCR 转基因应力木转录组

红松正常木与应力木木材形成组织中极性代谢物对比分析

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北京林业大学学报 2011年第6期33卷 196-200页

作者：石江涛李坚东北林业大学材料科学与工程学院

为了鉴定木材形成组织中的主要代谢物及其功能,并更深层次地认识木材形成的生物学过程,采用甲醇/氯仿有机溶剂体系抽提正常木、应压木、对应木木材形成组织中的极性代谢产物。通过气相色谱质谱联用仪(GC-MS)在线分析,鉴定其成分和相对... 详细信息

为了鉴定木材形成组织中的主要代谢物及其功能,并更深层次地认识木材形成的生物学过程,采用甲醇/氯仿有机溶剂体系抽提正常木、应压木、对应木木材形成组织中的极性代谢产物。通过气相色谱质谱联用仪(GC-MS)在线分析,鉴定其成分和相对表达丰度。结果表明:木材中检测出31个极性代谢物;应压木主要代谢产物相对表达丰度低于或接近正常木,而糖类物质明显降低;对应木主要代谢物质相对表达丰度高于或接近正常木,而含氮化合物和脂类明显升高;应压木主要代谢产物相对表达丰度低于对应木的。

关键词：红松代谢物木材形成组织应力木气相色谱质谱联用仪

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红松应力木木材形成组织的化学组成特征分析

植物研究 2012年第2期32卷 232-236页

作者：朱莉石江涛东北林业大学生物质材料与科学教育部重点实验室哈尔滨150040

检测分析了天然红松应力木木材形成组织的乙酰溴木质素含量,傅里叶变换红外光谱和X射线衍射图谱。结果表明:木材形成组织木质素含量小于成熟木材,应压木中木质素含量高于正常材;木材形成组织中羟基特征峰的位置有异于成熟木材,在波数1 ... 详细信息

检测分析了天然红松应力木木材形成组织的乙酰溴木质素含量,傅里叶变换红外光谱和X射线衍射图谱。结果表明:木材形成组织木质素含量小于成熟木材,应压木中木质素含量高于正常材;木材形成组织中羟基特征峰的位置有异于成熟木材,在波数1 034～1 510 cm-1处的吸收峰有明显差异,化学官能团的相对吸收强度低于成熟木材;应压木木材形成组织红外光谱特征峰的位置和峰形与对应木、正常木的基本相同;应压木全谱图各化学官能团的相对吸收强度大于正常木。木材形成组织X射线衍射强度低于成熟木材,应压木低于正常材和对应木;木材形成组织纤维素相对结晶度小于成熟木材,应压木低于正常材和对应木。说明木材形成过程中组织的化学特征是动态变化的。应力木形成中木材组织化学特征就与正常木有差异。

关键词：未成熟木质部应力木傅里叶变换红外光谱 X射线衍射

木材形成的分子生物学研究——“多组学”在应力木系统中的应用

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东北林业大学学报 2011年第8期39卷 101-105页

作者：李坚石江涛生物质材料科学与技术教育部重点实验室(东北林业大学) 哈尔滨150040

为了满足人们对木材的需求和缓解对森林的压力、培育品质与产量兼优的树木品种,以及在分子整体水平上认知木材形成的生物学过程,在阐述分子生物学基础知识和木材形成的生物学过程的基础上,以应力木系统为例,从基因组学、转录组学、蛋白... 详细信息

为了满足人们对木材的需求和缓解对森林的压力、培育品质与产量兼优的树木品种,以及在分子整体水平上认知木材形成的生物学过程,在阐述分子生物学基础知识和木材形成的生物学过程的基础上,以应力木系统为例,从基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学和生物信息学数据处理5个方面,阐述了多组学技术在木材形成的分子生物学研究中的应用。根据目前这一领域的研究存在的不足,提出了该领域未来的研究方向。

关键词：多组学应力木木材形成分子生物学

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西南桦次生天然林应力木纤维形态分析

西南林学院学报 2011年第3期31卷 57-60页

作者：聂梅凤邱坚王敏西南林业大学木材科学与装饰工程学院云南昆明650224 中南林业科技大学材料科学与工程学院湖南长沙410004

对西南桦次生天然林中应力木拉应力区和压应力区的纤维长度、纤维宽度、纤维壁厚和壁腔比等纤维形态特征进行测试。结果表明,拉应力区纤维长度大于压应力区,纤维宽度、壁厚、腔径比均小于压应力区,纤维形态差异较大;但拉应力区、压应力... 详细信息

对西南桦次生天然林中应力木拉应力区和压应力区的纤维长度、纤维宽度、纤维壁厚和壁腔比等纤维形态特征进行测试。结果表明,拉应力区纤维长度大于压应力区,纤维宽度、壁厚、腔径比均小于压应力区,纤维形态差异较大;但拉应力区、压应力区纤维长度均较长,长宽比大于35,腔径比小于1,均属于造纸优等原料。

关键词：西南桦应力木纤维长度纤维宽度腔径比

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树木生长应力形成机理

林业科学 2024年第10期60卷 154-163页

作者：栾玉江梦虹杨雨婷刘焕荣马欣欣张秀标孙丰波费本华方长华国际竹藤中心竹藤科学与技术国家林业和草原局重点实验室北京100102

作为一种自然资源,树木具有重要的环境、社会和经济价值。树木生长成熟过程中,细胞间及细胞壁各层相互作用会产生生长应力,生长应力是木材组织正常发育的结果,是树干和树枝维持其垂直生长或特定角度生长的重要动力。此外,树木在抵御自... 详细信息

作为一种自然资源,树木具有重要的环境、社会和经济价值。树木生长成熟过程中,细胞间及细胞壁各层相互作用会产生生长应力,生长应力是木材组织正常发育的结果,是树干和树枝维持其垂直生长或特定角度生长的重要动力。此外,树木在抵御自身重力或光照、风雪、地势等环境刺激时,会形成具有更高水平生长应力的应力组织——应力木,从而达到调整或维持生长形态的目的。树木中的生长应力是影响木材成材和加工质量的重要力学问题,且生长应力水平与细胞结构、化学组分密切相关,开展树木生长应力研究、厘清树木生长应力分布和形成机理,对树木的定向培育、生物学结构与功能研究、木材加工与利用以及仿生新材料的开发具有重要意义。已有研究通过树木生长应力水平测试,结合其解剖结构、基因、化学组分、激素分布、力学材性等方面特征,对树木生长应力形成机理进行了深入分析,探索生长应力的产生来源;但由于生物材料结构复杂、变异性大,且研究者对生长应力形成机理的认识也在不断更新,树木生长应力形成机理尚未达成共识。本研究简述树木生长应力的生物力学作用及常用表征方法,综述主流的树木生长应力形成理论,对生长应力形成机理的一般性假说和特殊应力组织(应拉木和应压木)的生长应力形成假说进行重点分类阐述,并对各假说存在的争议性问题进行分析,以期全面认识树木生长应力,并为推动其进一步研究、为树木细胞结构和性质变异研究以及木材精细化利用提供参考,为探寻有效的降低树木生长应力的措施提供基础,为人工林的生物改良和栽培提供理论和实践支持。

关键词：生长应力形成机理应力木应拉木应压木

马尾松、杨木应力区与对应区制浆性能的比较研究

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马尾松、杨木应力区与对应区制浆性能的比较研究

作者：牛敏安徽农业大学

学位级别：硕士

应力木在物理加工过程中不可避免地存在缺陷,对加工产品的质量产生较大的影响,本文从制浆角度来全面深入地探索应力木与对应木以及侧木的制浆性能和纸张性能能否达到造纸的要求。从而实现对木材的合理、高效利用,同时为制浆工艺的制定... 详细信息

应力木在物理加工过程中不可避免地存在缺陷,对加工产品的质量产生较大的影响,本文从制浆角度来全面深入地探索应力木与对应木以及侧木的制浆性能和纸张性能能否达到造纸的要求。从而实现对木材的合理、高效利用,同时为制浆工艺的制定提供科学的理论依据。马尾松和杨木是我国最常用的工业原料,本文采用马尾松和杨木作为研究对象,重点研究应力区与对应区各性能之间的差异。其研究结果如下:1、纤维形态与化学组成马尾松应压区、对应区、侧区的纤维平均长度分别为3924μm、4025μm、4220μm。从三区的纤维长度值来看,应压区的制浆性能比对应区和侧区差。但从文中长宽比和壁腔比来看,应压区比对应区和侧区的制浆性能好。杨木应拉区、对应区和侧区的纤维平均长度分别为:1321μm、1227μm、1171μm,比一些阔叶木以及其他品种杨木都高。从纤维长度和长宽比来看,应拉区的制浆性能最好,对应区最差。马尾松应压区的木素含量最高,综纤维素和纤维素含量都最低。杨木应拉区的木素含量最低,综纤维素和纤维素含量都最高。从文中的方差分析和多重比较结果来看,马尾松三区对木素含量的影响较显著,应压区与对应区的差异也较显著;对纤维素的影响极显著,应压区与对应区的差异也极显著;对综纤维素的影响不显著。杨木三区对木素、综纤维素和纤维素的影响都是极显著的,应拉区和对应区的差异也是极显著的。总之,从纤维形态和化学组成来看,马尾松、杨木三区都适宜制浆,都是较好的制浆原料。2、制浆性能通过对三区的摸索性试验,制定出应压区和应拉区的正交试验的工艺条件。根据应力区正交试验的结果制定出马尾松三区制浆的最可行的工艺条件,其结果如下:用碱量20%,硫化度26%,保温时间120min。杨木对应区制浆的最可行的工艺条件为:用碱量16%,硫化度24%,保温时间60min。制定应拉区和侧区的最可行的工艺条件为:用碱量14%,硫化度24%,保温时间30min。三区在最可行条件下制浆,马尾松应压区的卡伯值和得率分别为23.13和45.18%,较对应区和侧区都高;杨木应拉区的卡伯值和得率分别为9.70和61.03%,其卡伯值最低,得率最高。3、纸张的物理性能马尾松、杨木的对应区和侧区随着用碱量增大,纸张的物理性能下降。在20%用碱量条件下制浆后,马尾松应压区纸张的各项性能都最差,侧区的各项性能都最好。在14%用碱量条件下制浆,杨木应拉区纸张的抗张指数、耐破指数和综合强度指数在三区中都最小,仅撕裂指数最大。因此,应压区和应拉区在造纸上还存在一定缺陷;而对应区和侧区的纸张性能比应力区较好,是制浆造纸的好原料,可以被充分利用。

关键词：应力木纤维形态化学组成制浆性能物理性能