毛竹是中國(guó)主要的用材竹種,纖維素的合成是竹材形成的必要條件。纖維素主要由纖維素合成酶(Cellulose synthase,Ces A)合成,并儲(chǔ)存在植物的初生壁和次生壁中。因此,研究纖維素合成酶的結(jié)構(gòu)與功能對(duì)毛竹生長(zhǎng)發(fā)育以及纖維素的利用有重要指導(dǎo)意義。本研究以毛竹生長(zhǎng)過(guò)程中不同時(shí)期的5個(gè)高度(10cm、30cm、120cm、600cm、1400cm)的毛竹為研究材料,其中10cm和30cm時(shí)為毛竹生長(zhǎng)初期,120cm為毛竹生長(zhǎng)上升期,600cm左右為毛竹生長(zhǎng)盛期,1400cm時(shí)毛竹開(kāi)始抽枝展葉,為生長(zhǎng)末期,通過(guò)生物信息學(xué)方法、生物顯微鏡觀察、透射電鏡觀察、熒光定量PCR、RNA原位雜交、Western Blot、蛋白質(zhì)的體外表達(dá)等方法研究了毛竹纖維素合成酶基因的表達(dá)和功能。所得結(jié)論如下:(1)毛竹莖稈結(jié)構(gòu)顯微觀察表明毛竹生長(zhǎng)發(fā)育分為四個(gè)時(shí)期,第l個(gè)時(shí)期,細(xì)胞未分化期,沒(méi)有明顯的組織結(jié)構(gòu),此時(shí)的細(xì)胞主要以分裂產(chǎn)生更多的細(xì)胞為主。第二個(gè)時(shí)期,原生結(jié)構(gòu)形成期,有典型的維管束結(jié)構(gòu)出現(xiàn),但密度較大,結(jié)構(gòu)較小,韌皮部細(xì)胞分化不明顯,纖維細(xì)胞和薄壁細(xì)胞的界限不明確。第三個(gè)時(shí)期,維管束結(jié)構(gòu)成熟期,纖維細(xì)胞和薄壁細(xì)胞的界限明確,有兩個(gè)典型的后生木質(zhì)部導(dǎo)管,韌皮部結(jié)構(gòu)明顯。第四個(gè)時(shí)期,纖維細(xì)胞木質(zhì)化時(shí)期,可以看到纖維細(xì)胞周?chē)粚由钌镔|(zhì)。




為探討持續(xù)高溫干旱災(zāi)害天氣對(duì)毛竹林生長(zhǎng)的影響,為毛竹林抗災(zāi)減災(zāi)及災(zāi)后恢復(fù)提供參考,調(diào)查分析了毛竹林持續(xù)高溫干旱災(zāi)害特征及立地條件,經(jīng)營(yíng)水平等對(duì)立竹受損程度的影響.結(jié)果表明:持續(xù)高溫干旱天氣使毛竹葉片灼傷,枯黃,失綠變白,嚴(yán)重的全株葉片脫落;竹稈脫水,皺縮,枯黃,中下部位出現(xiàn)黑斑,局部表皮灼傷.竹齡越小受損程度越嚴(yán)重,1度竹死l亡率顯著高于2度及2度以上竹.海拔高度,坡向,坡位,土壤厚度,立竹密度,經(jīng)營(yíng)水平等對(duì)毛竹林立竹受損程度均有較明顯的影響,其中海拔較高毛竹林高于海拔較低毛竹林,陽(yáng)坡毛竹林顯著高于陰坡毛竹林,且上坡〉中坡〉下坡,土壤厚度〈50cm毛竹林明顯高于土壤厚度〉100cm毛竹林,立竹密度3750～4500株·hm^-2和2250～3000株·hm^-2毛竹林高于立竹密度3000～3750株·hm^-2毛竹林,集約經(jīng)營(yíng)毛竹林高于粗放經(jīng)營(yíng)毛竹林.典l范對(duì)應(yīng)分析(CCA)表明,持續(xù)高溫干旱災(zāi)害對(duì)毛竹林的影響因子主要為土壤厚度,坡位,其次為海拔高度,坡向和立竹密度.




利用細(xì)胞生物學(xué)研究方法,對(duì)厚壁毛竹(Phyllostachys edulis'pachyloen')和毛竹(Phyllostachys edulis(Carr.)H.De Lehaie)的葉片進(jìn)行了比較解剖研究.揭示了厚壁毛竹與毛竹葉的解剖結(jié)構(gòu)差異,并就解剖結(jié)構(gòu)對(duì)光合作用和生長(zhǎng)發(fā)育的影響進(jìn)行了探討.光學(xué)解剖觀察表明,厚壁毛竹與毛竹葉的解剖結(jié)構(gòu)基本相似,但各解剖因子間具有明顯差異.厚壁毛竹的角質(zhì)層厚度,泡狀細(xì)胞截面積均高于毛竹,反映出厚壁毛竹的抗逆性和適應(yīng)性可能高于毛竹.3至5年生竹的葉角質(zhì)層厚度大于1年生和2年生竹,說(shuō)明3至5年生竹的抗逆性可能高于1年生和2年生竹.厚壁毛竹的導(dǎo)管截面積和韌皮部截面積與毛竹基本相當(dāng),但輸水截面積略低于毛竹,說(shuō)明兩竹種同化物運(yùn)輸能力基本相當(dāng),毛竹葉維管束的導(dǎo)管密度和水分輸導(dǎo)能力高于厚壁毛竹.1年生竹葉的導(dǎo)管截面積,輸水截面積和韌皮部截面積均高于其它年份竹,體現(xiàn)了1年生新竹葉較其他年份竹擁有更強(qiáng)的水分輸導(dǎo)和同化物轉(zhuǎn)運(yùn)能力,解剖特征符合新竹為實(shí)現(xiàn)高生長(zhǎng),需要大量水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的生物學(xué)特性.掃描電鏡觀察表明,厚壁毛竹氣孔密度低于毛竹,可能導(dǎo)致厚壁毛竹蒸騰速率略低于毛竹.根據(jù)1年生竹氣孔密度顯著高于2年生竹的特點(diǎn),推測(cè)1年生竹的蒸騰速率可能會(huì)高于2年生竹.兩竹種梭形細(xì)胞的截面積和密度在年份間有著極顯著的差異.