C3H和HCT的RNAi轉(zhuǎn)基因楊木細胞壁結(jié)構(gòu)特性及力學性質(zhì)研究.pdf

1、本論文以銀腺楊無性系84K(Populus alba×P.glandulosa cv'84k')非轉(zhuǎn)基因植株、C3H（3-羥基對香豆酸）RNAi轉(zhuǎn)基因植株和HCT（莽草酸/奎寧酸羥基肉桂酰轉(zhuǎn)移酶）RNAi轉(zhuǎn)基因植株為研究對象，利用單糖組分分析法、傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)法對楊木轉(zhuǎn)基因前后細胞壁主要化學成分進行定性定量分析，研究細胞壁化學成分和纖維素結(jié)晶度的變化。利用光學顯微鏡觀察轉(zhuǎn)基因木材細胞及纖維形態(tài)的變化。利用納米壓痕技術測

2、試木纖維細胞次生壁的縱向彈性模量和硬度，分析轉(zhuǎn)基因楊木細胞壁微觀力學性質(zhì)變化規(guī)律。
　　本論文主要得出以下結(jié)果:
　　(1)非轉(zhuǎn)基因楊木經(jīng)轉(zhuǎn)HCT基因后半纖維素含量增加8.07％，木質(zhì)素含量降低9.41％;轉(zhuǎn)C3H基因后半纖維素降低6.61％，纖維素含量增高10.64％。轉(zhuǎn)HCT基因楊木和轉(zhuǎn)C3H基因楊木的紅外光譜特征峰峰高比I1507/I1425、I1596/I1425、I1507/I895、I1596/I895、I150

3、7/I1745和I1596/I1745均略小于非轉(zhuǎn)基因型，但無顯著差異，幼齡轉(zhuǎn)HCT基因楊木和轉(zhuǎn)C3H基因楊木木質(zhì)素含量相對非轉(zhuǎn)基因楊木均稍有降低。非轉(zhuǎn)基因楊木經(jīng)轉(zhuǎn)HCT基因和轉(zhuǎn)C3H基因后纖維素結(jié)晶度指數(shù)降低。
　　(2)非轉(zhuǎn)基因楊木幼齡材的木纖維細胞直徑、木纖維細胞腔徑、木纖維細胞雙倍壁厚、導管細胞直徑、導管細胞腔徑和導管細胞雙倍壁厚分別為15.091μm，11.660μm，3.431μm，35.880μm，32.206μm和

4、3.674μm;轉(zhuǎn)HCT基因楊木幼齡材以上指標分別為13.690μm，10.857μm，2.834μm，29.740μm，26.745μm和2.995μm;轉(zhuǎn)C3H基因楊木幼齡材分別為14.104μm，10.504μm，3.600μm，29.433μm，25.873μm和3.559μm;HCT基因和C3H基因的下調(diào)使木纖維細胞和導管分子的細胞大小顯著降低;轉(zhuǎn)基因植株木纖維細胞弦向腔徑小于非轉(zhuǎn)基因植株，轉(zhuǎn)基因?qū)钅灸纠w維細胞弦向腔徑影響顯

5、著。轉(zhuǎn)HCT基因植株木纖維細胞壁厚小于非轉(zhuǎn)基因植株，而轉(zhuǎn)C3H基因植株木纖維細胞壁厚大于非轉(zhuǎn)基因植株。同一植株，靠近髓心處木纖維弦向腔徑普遍大于靠近樹皮處，而木纖維細胞壁厚小于靠近樹皮處。非轉(zhuǎn)基因組楊木導管細胞弦向腔徑明顯大于轉(zhuǎn)HCT基因組和轉(zhuǎn)C3H基因組，且與轉(zhuǎn)基因組楊木導管細胞腔徑值具有極顯著差異。轉(zhuǎn)HCT基因楊木導管壁厚比非轉(zhuǎn)基因楊木小18.5％，而轉(zhuǎn)C3H基因楊木導管徑向壁厚僅比非轉(zhuǎn)基因楊木小3.1％。轉(zhuǎn)基因?qū)Ч軓较虮诤裼袠O顯

6、著的影響。非轉(zhuǎn)基因楊木幼齡材的木纖維和導管細胞壁腔比分別為0.311和0.121;轉(zhuǎn)HCT基因楊木幼齡材分別為0.272和0.119;轉(zhuǎn)C3H基因楊木幼齡材分別為0.353和0.143;轉(zhuǎn)C3H基因楊木幼齡材的木纖維細胞和導管細胞壁腔比大于非轉(zhuǎn)基因楊木幼齡材，且與非轉(zhuǎn)基因楊木有極顯著差異;而轉(zhuǎn)HCT基因楊木幼齡材的木纖維細胞和導管細胞壁腔比小于非轉(zhuǎn)基因楊木幼齡材，木纖維細胞壁腔比與非轉(zhuǎn)基因楊木有顯著差異。
　　(3)非轉(zhuǎn)基因楊木、

7、轉(zhuǎn)HCT基因楊木和轉(zhuǎn)C3H基因楊木氣干密度分別為0.366g/cm3，0.411 g/cm3和0.384 g/cm3，轉(zhuǎn)基因型楊木相對非轉(zhuǎn)基因楊木氣干密度有所增加，但差異不顯著。非轉(zhuǎn)基因楊木、轉(zhuǎn)HCT基因楊木和轉(zhuǎn)C3H基因楊木木纖維次生壁縱向彈性模量分別為13.50 GPa，17.29 GPa和17.18 GPa;經(jīng)過轉(zhuǎn)HCT基因楊木和轉(zhuǎn)C3H基因后，楊木木纖維次生壁縱向彈性模量相對非轉(zhuǎn)基因楊木分別提高28.1％和27.3％，轉(zhuǎn)HCT基

8、因楊木和轉(zhuǎn)C3H基因組楊木木纖維次生壁縱向彈性模量與非轉(zhuǎn)基因楊木有極顯著的差異，而兩種轉(zhuǎn)基因楊木間無顯著差異。非轉(zhuǎn)基因楊木、轉(zhuǎn)HCT基因楊木和轉(zhuǎn)C3H基因楊木木纖維次生壁縱向硬度分別為0.513 GPa，0.518 GPa和0.496 GPa;轉(zhuǎn)HCT基因楊木木纖維次生壁縱向硬度相對于非轉(zhuǎn)基因楊木僅增大了0.1％，而轉(zhuǎn)C3H基因楊木則降低了3.3％。非轉(zhuǎn)基因楊木、轉(zhuǎn)HCT基因楊木和轉(zhuǎn)C3H基因楊木木纖維次生壁縱向硬度兩兩之間均無顯著差異