毛竹薄壁細胞組分分布及取向顯微成像研究

馮 龍， 孫存舉， 畢文思， 任珍珍， 劉杏娥， 江澤慧， 馬建鋒*

1. 國際竹藤中心竹藤科學與技術重點實驗室， 北京 100102 2. 四川省林業和草原調查規劃院， 四川 成都 610500 3. 國家林業和草原局管理干部學院， 北京 102600

引 言

拉曼光譜應用于植物細胞壁主要組分結構表征及分子取向的研究始于1986年， Atalla等用拉曼光譜闡明了針葉木管胞中纖維素及木質素的分子取向與拉曼光譜特征峰強度間的相關性[1]。 隨著激光器及共聚焦成像技術的進步， 直到2006年顯微拉曼光譜技術才成功應用于針葉木管胞細胞壁主要組分分布的研究[2]， 隨后這一技術在桉樹[3]、 竹材[4]、 黃瓜[5]、 黃藤[6]等植物細胞壁研究中廣泛應用。

竹材作為一種重要的天然梯度材料， 主要由維管束及圍繞維管束的基本薄壁組織構成， 其中維管束是由高度木質化的纖維細胞圍繞篩管和伴胞組成， 基本薄壁組織則由大量薄壁細胞排列構成。 竹材因其優良的抗拉強度、 抗拉模量、 抗壓強度、 抗壓模量等廣泛應用于建筑、 工程材料等領域[7]， 而竹材優良的力學特性取決于纖維和薄壁細胞的組織比量、 組分分布規律及微纖絲取向。 目前已開展的竹材分子光譜研究闡明了纖維細胞的組分分布規律及纖絲取向， 而薄壁細胞分子光譜成像的研究仍屬空白。 盡管偏光顯微鏡[8]、 透射電子顯微鏡[9]、 紫外顯微鏡[10]， 原子力顯微成像[11]等已經應用于薄壁細胞的研究， 但主要是針對細胞壁分層結構及木質素分布規律研究， 而對纖維素的分布和取向， 木質素相聯接的結構單元的研究鮮有報道。……