毛白杨枝条木质部细胞分化的动态变化及其与形成层活动的相互关系

应用定量解剖学和显微图像分析技术 ,得到了毛白杨枝条形成层细胞与其衍生木质部细胞解剖特征在形成层活动期内的变化情况 ,并探讨了两者之间的关系。采用X射线微密度测定技术 ,了解了同一生长轮内木材密度沿径向方向上的变异 ,讨论了其与木质部细胞解剖特征之间的关系。结果表明 ,形成层纺锤形细胞的径向和弦向宽度在活动期不同阶段差异不显著 ,而纤维长度、纤维宽度、壁腔比、微纤丝角、导管分布频率和胞壁率差异极显著 ;导管组织比量差异显著 ;导管分子长度、纤维比量和射线比量差异不显著。同一生长轮内木材密度的径向变异与活动期不同阶段形成的木质部细胞数量及其解剖特征直接相关。形成层带细胞层数与纤维长度、纤维长宽比和壁腔比呈极显著负相关 ,与纤维宽度呈显著正相关 ;形成层纺锤形细胞的径向宽度与纤维长度、纤维长宽比和射线比量呈显著负相关 ;形成层纺锤形细胞的弦向宽度与纤维宽度呈显著正相关。总体看来 ,在整个形成层活动期 ,形成层纺锤形细胞与木纤维的解剖特征之间随时间变化的相关性较好 ,而与导管分子的相关关系则不明显     

气候变化对树木木质部生长影响的研究进展

【目的】树木生长受多种气候因子的影响,与年轮宽度相比,树木木质部细胞的生长变化记录了更为详尽的气候信息,可以丰富当前从传统树轮气候学或树轮生态学研究中所得到的认识。本研究以期为利用树轮木质部细胞特征研究全球变化提供参考。【方法】综述了树木木质部形成过程、研究木质部细胞生长变化对气候因子响应的常用方法以及气候变化(温度、降水、光照强度、光周期和CO2浓度等)对形成层活动及木质部细胞生长变化的影响。【结果】目前,在细胞水平上研究树木木质部生长变化对气候因子响应过程的主要方法为：钉针法和微芯取样法,钉针法主要适用于研究形成层对损伤的响应或是记录热带树木木质部生长的增量,而微芯取样法可以清楚地观察到生长季各阶段形成层细胞数量的变化及木质部形成过程;树木木质部的生长过程一般从形成层恢复活动开始,经过细胞的伸展、次生细胞壁的加厚和木质化后,形成成熟的次生木质部细胞,其中的每一个阶段都会受到气候因子变化的影响;树木木质部细胞生长的变化与温度、降水、光照强度、光周期和 CO2浓度等气候因子有着复杂的相关关系;温度主要影响树木生长季前期形成层的活动,改变形成层恢复活动的时间、细胞的分裂速率及活动周期,但并不会改变木质部细胞分化的序列和季节生长模式;降水主要影响形成层细胞分裂的速率、在生长季的持续时间以及管胞的直径等,降水不足会降低树木细胞分裂的速率,缩短细胞分化的时间,导致生长季的持续时间减少,同时抑制细胞伸展,管腔直径较小;光照强度主要影响树木的光合速率来间接影响形成层细胞的活动;光周期主要控制木质部细胞的最大生长速率和生长结束期;有关 CO2浓度升高对树木木质部细胞的影响,研究结果并不一致,一些研究认为,CO2浓度升高影响细胞的分裂速率和细胞的扩张而不是次生细胞壁的加厚,从而造成早材生长轮宽度明显增加,但也有研究表明,CO2浓度升高并没有引起早材细胞结构较大的变化,相反晚材生长环的宽度却明显增加。【结论】随着研究理论和技术手段的不断成熟,极端灾害下树木木质部细胞的生长特征、不同树种木质部细胞的生长对气候变化的响应以及多种气候因子对树木木质部生长的综合影响将成为今后研究的主要方向。     

木质部细胞分化的研究简述

本文主要从木质部细胞分化常用的实验系统、木质部细胞分化的诱导、木质部细胞的编程性死亡以及次生壁的构建4个方面阐述了木质部细胞分化的研究。     

白桦次生木质部的解剖学研究

对白桦的树根、树干和树枝3个部位的次生木质部进行了解剖学研究。结果表明,白桦射线类型为同形射线,但是单管孔和复管孔并存,导管分子壁上具梯状穿孔板,说明白桦次生木质部的解剖结构进化不同步。白桦树干和树枝内多数为复管孔,星散分布;树枝内管孔的分布更加分散,管孔直径也比树干内的小得多;树根内的导管在生长轮内局部呈环状分布,多数为单管孔。解剖结构在白桦不同部位存在差异是对生长环境响应的结果。     

毛梾次生木质部的解剖学研究

该文以毛株的树根、树干和树枝次生木质部为研究对象,采用石蜡切片法对其解剖学特性进行研究,结果表明:毛株是散孔材,单管孔和复管孔并存,呈径列星散状分布,射线类型为异型射线;薄壁组织傍管型和离管型均有;树干和树枝导管具梯状穿孔板,管壁有具缘纹孔,多呈纺锤形;树根导管多呈圆柱形或鼓形,单穿孔,部分导管含有侵填体.毛株解剖结构...     

基于具缘纹孔膜特征的木质部栓塞机制研究进展

木质部栓塞指外界气泡进入木质部充水管道导致的植物水分传导功能受阻。木质部输水管道间具缘纹孔膜是木质部栓塞形成、扩散和疲劳产生的关键部位,近年来,具缘纹孔膜特征在木质部栓塞机制研究中日益受到关注。为更全面和清晰理解木质部栓塞形成、扩散和疲劳过程中具缘纹孔膜的作用,本研究在整理分析国内外木质部栓塞相关研究的基础上,首先探讨被子植物、裸子植物木质部栓塞的形成机制和扩散规律,阐释栓塞形成和扩散的“气种假说”,明确具缘纹孔膜的核心作用;然后分别针对具缘纹孔膜的构造、化学、物理和微力学性质与微液流行为等主要特征以及不同特征间的相互关系,归纳具缘纹孔膜在木质部栓塞形成、扩散和疲劳等不同阶段的重要作用,概述三维结构模型构建、化学成分原位检测、力学行为模拟和单个纹孔膜微液流量化分析等具缘纹孔膜特征关键表征方法的发展现状和问题;最后提出木质部栓塞应优先开展的3方面研究：1)不同水分条件下具缘纹孔膜化学成分、物理和力学性质的变化;2)气泡在水分与具缘纹孔膜三维孔隙结构间水-固耦合界面的形成与扩散方式;3)不同水分条件下具缘纹孔膜结构变化及其对微液流效率的影响。同时,亟待突破具缘纹孔膜三维空间结构的原位精准表...     

木质部内负压传递方式的研究

利用杨树、法桐1年生枝条作试验材料,通过施加不同的负压进行传递实验,结果证明木质部内的负压是靠压力平衡方式传递的。水分的移动方式是从上到下分段依次进行的,负压的大小与移动速度呈显著的正相关关系。     

三倍体毛白杨无性系木材两个切面密度的可视化

This study uses two different mathematical models and gets two dimensional graphs of longitudinal and tangential section wood density at the same time by the radial wood density data measured by X-ray. The graph is direct and clear. It can be used to analyze the distribution and difference of wood density. It can also be done various kinds of transformation, including different angle, different colors, space and plane, part and entirety. This develops the visible analysis of wood density. Next the distribution of wood density of veneer will be simulated by new mathematical model and radial wood density data.     

日本落叶松木质部发育相关基因筛选及其共表达网络构建

【目的】鉴定日本落叶松木质部发育相关基因,构建核心基因与木质部发育相关基因的共表达网络,为后期开展日本落叶松木材形成相关研究提供参考。【方法】对日本落叶松木质部、韧皮部和针叶3个组织进行二代和三代转录组测序,利用R软件的DEseq2包筛选木质部相对韧皮部和木质部相对针叶的差异表达基因,通过整合2组差异基因获得木质部特异表达基因,借助GO、KEGG及BLASTN等生物信息学分析手段探索基因功能,利用WGCNA分析构建木质部特异表达基因共表达网络。【结果】共获得2 596个木质部特异的高表达和低表达基因;GO分析结果显示这些基因在代谢过程、细胞过程、定位膜、细胞、细胞组件、催化活性、位点结合和转运活性等分类中显著富集; KEGG分析结果显示这些基因在淀粉和蔗糖代谢、类黄酮生物合成和代谢途径通路中显著富集,在苯丙烷代谢途径及淀粉和蔗糖代谢途径中分别富集到38个和196个基因;鉴定出木材形成相关基因,包括木质素合成相关基因PAL4、CCR1、C4H、HCT、COMT1、PER12、PER52、CYP98A3、LAC12和LAC17等,纤维素和半纤维素合成相关基因DEC、CEL1、Csl、CTL2和SPS3等; 2 596个木质部特异的高表达和低表达基因经WGCNA分析后筛选出与木质部发育相关基因关联度较高的17个核心基因。【结论】筛选的日本落叶松木质部发育相关基因参与半乳甘露聚糖合成、木葡聚糖合成、纤维素微纤丝形成、细胞壁纤维素合成、次生细胞壁形成过程、纤维伸长过程、调控合成木质素的碳代谢流、木质素生物合成及降解、木质素单体聚合、木质素单体甲基化和细胞程序化死亡等木材形成相关生物学过程;在共表达网络中筛选出的17个核心基因可作为今后研究的重点来探索其在木材形成过程中的具体功能。     

杉木木材形成过程扩展蛋白基因的克隆与表达分析

扩展蛋白是一类细胞壁结合蛋白,在一定的pH值下无需任何激活蛋白就可诱导细胞壁的伸展。以杉木木材形成的特异表达基因文库中获得的扩展蛋白ESTs序列为基础,通过RLM-RACE技术成功克隆到3条全长扩展蛋白基因。其中ClEXPA1 cDNA全长1033 bp,包括247个氨基酸的开放阅读框(ORF)区;ClEXPA2cDNA全长1374bp,包括268个氨基酸的开放阅读框;ClEXLA1cDNA全长1023bp,包括272个氨基酸的开放阅读框。进化树重建结果表明:ClEXPA1和ClEXPA2属于α-expansin(EXPA);ClEXLA1属于γ-expansin(EXLA)。实时定量PCR显示:ClEXPA1和ClEXPA2具有较为相同的表达模式,在形成层区域表达最高,在针叶及茎尖中度表达,成熟木质部表达较低,而根和花粉中几乎不表达;ClEXLA1在形成层及针叶中均有较高的表达,在木质部及茎尖中度表达,花粉中表达较低,而根中几乎检测不到。该组扩展蛋白的成功克隆,将为系统研究扩展蛋白在木材形成过程中的表达、功能及调控机制提供基因资源。     

国内树木三维可视化技术研究进展

由于树木形态的复杂性对模拟技术和系统开销的要求较高,树木生长的生理确定性和长势不确定性等特点,使树木三维可视化的研究至今仍未得到一个完备的具有林业研究意义的三维计算机树木模型.本文在广泛研究国内树木三维可视化软件开发的基础上,从分形理论、图像解析和GIS技术三个方面对现有研究进行分类阐述,简要叙述了现有研究的主要技术思路与最新研究成果,并指出了现有研究中存在的主要不足.     

植物性别分化研究进展

综述了植物性别分化分子水平上 3个层次的研究进展 ,包括 :分化程序 ,即特定大分子标记物主要是特异蛋白质和同工酶的分析 ;诱导信号 ,即激素和多胺二者的代谢及诱导作用 ;性决定基因的鉴定与表达。     

被子植物性别分化的研究进展（英文）

被子植物的性别分化对遗传多样性、子代和环境适应有着巨大的贡献。在自然界中广泛存在单性花物种,单性花形成是避免自交、促进异交、保持遗传多样性和避免雌雄功能干扰的重要途径。单性花物种分布于不同的进化分支上表明被子植物性别分化可能存在性别多样性的进化途径和复杂的调控网络机制。因此,性别分化机制研究具有重要的理论意义和实际应用价值。性别分化和表达研究涉及形态学、生物化学、细胞学和分子遗传学等研究领域,在查阅近年来国内外文献的基础上,本文主要从4个方面对性别分化相关研究进行系统总结:1)单性花形成源于两性花祖先,主要是通过两性花中性器官缺失或者退化2条系统进化途径形成。从花着生部位和结构来看,单性花分为雌雄异花同株和雌雄异花异株,而且单性花的外部形态结构具有多样性;以花发育过程中划分的发育阶段来看,单性花的表型特征形成于4个发育阶段,即阶段0(性器官原基出现之前)、阶段1(性器官原基发育早期)、阶段2(减数分裂之前)和阶段3(减数分裂之后),而且已有处于发育阶段0、1和3物种的性别调控机制被发现和证实。2)赤霉素、生长素和乙烯等六大类植物激素在性别分化调控过程扮演着重要的角色,赤霉素主要具有促进雄蕊发育,而生长素、细胞分裂素和乙烯主要是促进心皮的生长,同时,已有相关激素的调控机制被阐明,如乙烯合成途径调控性别分化。3)了解不同类型单性花性器官缺失或者败育的遗传分子基础,整合已经鉴定的各物种中与性别相关或者性别决定基因,阐述DNA甲基化和小分子RNA等表观遗传调控性别形成的机制以及XY系统、X[DK]∶A系统和ZW染色体系统调控性别分化的模式。4)环境因素如温度、光照以及矿质营养等对植物性别分化的影响。本文旨在对于现有基于性别分化的相关研究进行总结,对单性花发育的不同调控机制进行回顾和梳理,了解性别分化的最新研究现状和成果,促进对性别表达途径及其系统发育进化的理解,为性别分化的调控机制提供理论基础和依据,也为进一步探索植物性别分化新思路提供参考。     

木材细胞壁与木材力学性能及水分特性之间关系研究进展

阐述了木材细胞壁微纤丝角、结晶度、纹孔和化学组分等对木材力学性能的影响规律,针对木材的水分特性重点归纳了纹孔和抽提物对木材渗透性的影响机制,并对未来细胞壁微观研究发展趋势进行了总结,旨在为木材细胞壁相关研究提供借鉴。     

观赏树木组培愈伤组织分化研究进展

总结了近年来观赏树木组织培养中愈伤组织分化方面的研究成果,探讨了组培中观赏树木愈伤组织分化的决定因素,归纳了改善愈伤组织分化的方法,包括调节激素组合、添加化学物质、改善环境条件等,为解决观赏树木组培中愈伤组织分化难的问题提供参考。     

应力波木材无损检测技术应用及研究进展

文中概述了应力波传播机理及应力波木材无损检测技术的优缺点与工作过程,介绍了现阶段木材无损检测领域内常用的几种应力波木材检测设备,对其特点进行了分析,并从力学性能检测、内部缺陷检测和影响应力波传播速度的因素3个方面对应力波木材无损检测技术的研究进展进行总结分析,预测其发展前景,以期为该领域的进一步研究提供参考。