基于拉曼技术的高地钩叶藤导管壁化学成分微区分布研究.pdf

西北林学院学报2 0 2 4,3 9(2):2 0 3-2 0 9J o u r n a l o f N o r t h w e s t F o r e s t r y U n i v e r s i t y d o i:1 0.3 9 6 9/j.i s s n.1 0 0 1-7 4 6 1.2 0 2 4.0 2.2 6基于拉曼技术的高地钩叶藤导管壁化学成分微区分布研究 收稿日期:2 0 2 3-0 3-2 9 修回日期:2 0 2 3-0 4-0 4 基金项目:“十四五”国家重点研发计划课题(2 0 2 2 Y F D 2 2 0 0 9 0 1);国家自然科学基金项目(3 1 8 0 0 4 7 6)。第一作者:汪佑宏,教授,博士(后)。研究方向:生物质材料构造、材性及改性。E-m a i l:w a n g y h a h a u.e d u.c n*通信作者:张菲菲,工程师,硕士。研究方向:生物质材料基础理论及材性。E-m a i l:2 4 3 4 1 7 9 1 6 2q q.c o m江泽慧,教授。研究方向:木材科学与技术。E-m a i l:j i a n g z e h u i i c b r.a c.c n汪佑宏1,余林鹏1,张菲菲2*,杨明亮1,江泽慧3*,马建锋3,田根林3(1.安徽农业大学 林学与园林学院,安徽 合肥 2 3 0 0 3 6;2.黄山华塑新材料科技有限公司,安徽 黄山 2 4 5 9 0 0;3.国际竹藤中心,北京 1 0 0 1 0 2)摘 要:为探寻棕榈藤材具有优良韧性的机理和棕榈藤材高值化利用,选择高地钩叶藤为研究对象,利用显微共聚焦拉曼技术,对导管壁化学成分的微区分布进行测试分析。结果表明,高地钩叶藤导管壁纤维素分子浓度为次生壁复合胞间层细胞角隅,而木质素分子浓度分布恰好相反。次生壁内、外层纤维素、木质素及半纤维素分子浓度差异较小。在藤茎径向上,藤芯处导管次生壁中层和细胞角隅处木质素的分子浓度最高,藤皮处导管的半纤维素分子浓度最高。藤皮处导管次生壁中层纤维素的分子浓度最低而细胞角隅处却最高,而藤中与藤芯处导管细胞角隅中半纤维的分子浓度均很小。在藤茎轴向上,随着高度增加藤皮导管次生壁中层木质素和半纤维素分子浓度变化趋势相同,而纤维素分子浓度在藤皮与藤芯间变化趋势完全相反。除导管各壁层的三大素分布呈一定规律性外,在藤茎径向和轴向上规律不明显。关键词:高地钩叶藤;导管;细胞壁成分;拉曼光谱;化学成分;微区分布中图分类号:S 7 8 1 文献标志码:A 文章编号:1 0 0 1-7 4 6 1(2 0 2 4)0 2-0 2 0 3-0 7M i c r o d i s t r i b u t i o n o f C h e m i c a l C o m p o n e n t s i n t h e V e s s e l W a l l o f P l e c t o c o m i a h i m a l a y a n a B a s e d o n R a m a n S p e c t r o s c o p yWA N G Y o u-h o n g1,Y U L i n-p e n g1,Z H A N G F e i-f e i2*,Y A N G M i n g-l i a n g1,J I A N G Z e-h u i3*,MA J i a n-f e n g3,T I A N G e n-l i n3(1.S c h o o l o f F o r e s t r y a n d L a n d s c a p e A r c h i t e c t u r e,A n h u i A g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y,H e f e i 2 3 0 0 3 6,A n h u i,C h i n a;2.H u a n g s h a n H u a s u N e w M a t e r i a l S c i e n c e&T e c h n o l o g y C o.,L t d.,H u a n g s h a n 2 4 5 9 0 0,A n h u i,C h i n a;3.I n t e r n a t i o n a l C e n t r e f o r B a m b o o a n d R a t t a n,B e i j i n g 1 0 0 1 0 2,C h i n a)A b s t r a c t:T h e o b j e c t i v e o f t h i s s t u d y w a s t o e x p l o r e t h e m e c h a n i s m o f t h e e x c e l l e n t t o u g h n e s s a n d t h e h i g h-v a l u e u t i l i z a t i o n o f t h e r a t t a n s.P l e c t o c o m i a h i m a l a y a n a w a s c h o s e n a s t h e r e s e a r c h o b j e c t.T h e m i c r o d i s-t r i b u t i o n o f c h e m i c a l c o m p o n e n t s i n v e s s e l w a l l w a s m e a s u r e d a n d a n a l y z e d b y u s i n g c o n f o c a l m i c r o-R a m a n s p e c t r o s c o p y.T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e m o l e c u l a r c o n c e n t r a t i o n o f c e l l u l o s e i n t h e v e s s e l w a l l w a s i n t h e o r d e r o f s e c o n d a r y w a l l c o m p o s i t e i n t e r c e l l u l a r l a y e r c e l l c o r n e r,a n d t h e m o l e c u l a r c o n c e n t r a t i o n o r d e r o f l i g n i n w a s j u s t t h e o p p o s i t e.T h e r e w a s l i t t l e d i f f e r e n c e i n t h e m o l e c u l a r c o n c e n t r a t i o n s o f c e l l u l o s e,l i g-n i n o r h e m i c e l l u l o s e b e t w e e n t h e i n n e r a n d o u t e r l a y e r s o f t h e s e c o n d a r y w a l l.I n t h e r a d i a l d i r e c t i o n o f r a t-t a n s t e m,w h i l e t h e m o l e c u l a r c o n c e n t r a t i o n s o f l i g n i n i n t h e m i d d l e l a y e r o f s e c o n d a r y w a l l o f v e s s e l a n d c e l l c o r n e r a t t h e c o r e w e r e t h e h i g h e s t,a n d t h e m o l e c u l a r c o n c e n t r a t i o n o f h e m i c e l l u l o s e i n t h e v e s s e l a t t h e c o r t e x w a s a l s o t h e h i g h e s t.T h e c e l l u l o s e m o l e c u l a r c o n c e n t r a t i o n i n m i d d l e l a y e r o f t h e s e c o n d a r y w a l l o f v e s s e l i n t h e c o r t e x w a s t h e l o w e s t,w h i l e i t w a s t h e h i g h e s t i n c e l l c o r n e r.T h e m o l e c u l a r c o n c e n t r a t i o n o f h e m i c e l l u l o s e i n t h e c e l l c o r n e r i n t h e m i d d l e l a y e r(i.e.t h e l a y e r b e t w e e n c o r e a n d c o r t e x)a n d c o r e w a s v e r y l o w.I n t h e a x i a l d i r e c t i o n o f r a t t a n s t e m,w i t h t h e i n c r e a s e o f h e i g h t,t h e v a r i a t i o n t r e n d o f l i g n i n a n d h e m i c e l l u l o s e m o l e c u l a r c o n c e n t r a t i o n i n t h e m i d d l e l a y e r o f t h e s e c o n d a r y w a l l i n c o r t e x w a s t h e s a m e,h o w e v e r,t h e v a r i a t i o n t r e n d o f c e l l u l o s e m o l e c u l a r c o n c e n t r a t i o n b e t w e e n c o r t e x a n d c o r e w a s c o m p l e t e l y o p p o s i t e.I t i s c o n c l u d e d t h a t t h e d i s t r i b u t i o n s o f c e l l u l o s e,h e m i c e l l u l o s e,a n d l i g n i n i n e a c h w a l l l a y e r o f v e s s e l s h o w a c e r t a i n r e g u l a r i t y,n o r e g u l a r i t y i s f o u n d i n t h e r a d i a l a n d a x i a l d i r e c t i o n s o f t h e r a t t a n s t e m.K e y w o r d s:P l e c t o c o m i a h i m a l a y a n a;v e s s e l;c e l l w a l l c o m p o n e n t;R a m a n s p e c t r a;c h e m i c a l c o m p o s i t i o n;m i c r o d i s t r i b u t i o n 棕榈藤(r a t t a n)属于热带和亚热带森林中的藤类植物资源,其藤茎为仅次于木竹材、具有多用途的林产品,具有一定的经济价值和开发前景。目前全世界共存棕榈藤1 3属6 6 0多种,其中我国自然分布有4属4 3种,但经济价值较高的商品藤不到全部藤种的5.0%1-2。目前,对棕榈藤材的研究主要集中在构造3-4、材性5-8、改性8-1 0等方面。对于细胞壁化学成分微区分布及变化的研究相对较少,例如利用可见光分光光度计对黄藤不同细胞壁木质素分布进行的相关研究1 1-1 3,结合运用显微共聚焦荧光和拉曼光谱成像技术,系统研究了黄藤材藤茎中不同类型细胞及同一细胞不同形态区域的木质素化学特点等1 4-1 5。相对而言,显微共聚焦拉曼技术的优势在于,当入射光波长等实验条件固定时,可实现对物质进行半定量分析。在与显微技术相结合的情况下,拉曼光谱的优势还表现在不仅样品需求量少、可在水分子上获得光谱1 6,而且通过采用时间分辨技术、选择合适激光频率、加入荧光淬灭剂或强光照射等方法来消除或降低样本的荧光干扰1 7。目前,对棕榈藤材细胞壁化学成分的研究主要集中在木质素微区分布上,由于细胞壁不同壁层上的化学组成往往不同,而这又与细胞壁机械强度有着密切的关系。作为曲木家具用材,对棕榈藤材柔韧性有着很高的要求,而导管直径大小对藤茎的坚韧程度又有很大影响1 8。从目前的研究来看,除导管直径外,导管壁层化学成分等对棕榈藤韧性是否也有影响,尚不得而知。因此,本研究拟采用显微共聚焦拉曼技术,通过对高地钩叶藤导管细胞壁的三大成分的微区分布进行研究分析,探讨其具有优良韧性的影响因素,为棕榈藤材高值化利用、扩大商品藤的种类提供理论基础。1 材料与方法1.1 材料高地钩叶藤(P l e c t o c o m i a h i m a l a y a n a)属棕榈科(P a l m a e)钩叶藤属(P l e c t o c o m i a),攀援、丛生,属于大径藤,一般用于编织较粗糙的藤器或栅栏,主要分布于我国云南西南部。取生长适中、健康的高地钩叶藤1根(不同藤株间,对应部位无法保证为相同年份),在基部、高2 m处、中部和梢部4个部位(藤径为1 33 0 mm,长1 62 0 m)分别截取1 c m长度试样,软化包埋处理后,用L e i c a RM 2 2 6 5全自动轮转式切片机(L e i c a b i o s y s t e m s n u s s l o c h Gm b H)切取厚1 0 m完好的横切面切片5片,室温下用0.2 m o lL-1 N a B H4溶液浸泡56 h,然后用蒸馏水洗净并浸泡在蒸馏水中备用1 9。1.2 方法分别对基部、高2 m处、中部和梢部4个部位各取出1片切片固定在载玻片上,置于拉曼显微镜下,依次在切片藤皮、藤中及藤芯处各选择1个完整的后生木质部大导管分子(以下简称导管)、每个细胞壁上至少选择3个点,总共不少于3 6个点,利用L a b R a m X p l o R A显微共聚焦拉曼光谱仪(H o r i b a J o b i n Y v o n C o m p a n y)采用逐点扫描显微探针成像方法获取光谱数据集 为获得较高的空间分辨率,物镜采用1 0 0倍油镜(MP l a n 1 0 0,o i l,NA=1.3 5)进行,再利用L a b S p e c 5软件进行处理。其中,扫描步长为0.8 m,激发波长为5 3 2 n m,功率8 mW,单点采集时间1 s,狭缝宽度1 0 0 m,孔隙大小为3 0 0 m,拉曼光谱测试范围为3 0 03 2 0 0 c m-11 9。2 结果与分析2.1 化学成分微区分布线谱图1为导管分子次生壁中层(S2)的平均拉曼光谱,其 中 纤 维 素 的 主 要 特 征 峰 为2 8 9 4、1 3 2 4、1 1 0 9、1 0 8 5、3 7 8 c m-1;木 质 素 的 主 要 特 征 峰 为1 6 8 0、1 5 9 8 c m-1。拉曼位移2 8 9 4 c m-1归属于纤维素CH和CH2的对称伸缩振动,1 0 8 5 c m-1是纤维 素COC糖 苷 键 的 非 对 称 伸 缩 振 动,3 7 8 c m-1归属于纤维素-D葡萄糖苷键。拉曼位移1 6 8 0 c m-1归属于松柏醇或紫丁香醇和松柏醛或紫丁香醛结构,1 5 9 8 c m-1归属于苯环的对称伸402西北林学院学报3 9卷 缩振动。拉曼位移1 0 8 5 c m-1是重原子(CC和CO)的伸缩振动1 9-2 3。图1 导管分子S2层平均拉曼光谱F i g.1 A v e r a g e r a m a n s p e c t r u m o f S2 l a y e r o f v e s s e l图2为导管分子5个不同形态区:细胞角隅(C C),复合胞间层(C M L),次生壁外层(S1)、中层(S2)及内层(S3)的平均光谱图,线谱范围为3 0 03 2 0 0 c m-1。图中在C C和CML中,特征峰2 9 3 7 c m-1主要是木质素中甲氧基的CH键的伸缩振动;而在S1、S2和S3层中,特征峰2 9 3 7 c m-1主要是纤维素中CH键和CH2的伸缩振动。图中可以看出C C图谱中2 9 3 7 c m-1特征峰的信号很强,几乎覆盖了2 8 9 4 c m-1处的信号;CML处2 9 3 7 c m-1特征峰的信号也比2 8 9 4 c m-1处的信号强;而S1、S2和S3处2 9 3 7 c m-1特征峰信号比2 8 9 4 c m-1处的要弱。另外C C图 谱 中1 5 9 8 c m-1的 峰 强 度 比2 8 9 4 c m-1高,而在次生壁(S)层中1 5 9 8 c m-1处的峰强度比2 8 9 4 c m-1处稍弱1 9。由图2中C C、CML和S2这3个形态区的拉曼光谱发现,2 8 9 4 c m-1特征峰处的拉曼强度为S2CMLC C,说明导管细胞壁中的纤维素分子浓度为S2CMLC C;另一特征峰1 5 9 8 c m-1处的拉曼强度为C CCMLS2,说明木质素分子浓度 为C CCMLS2。同时,从S1、S2和S3这3个形态区的拉曼光谱可以看出,2 8 9 4 c m-1特征峰处的拉曼强度在S1、S2和S33个形态区没有太大的区别,说明这3个形态区纤维素的分子浓度相差不大。1 5 9 8 c m-1特征峰处的拉曼强度在S1与S2间差别较小,但比S3处稍强,说明S1与S2层间木质素分子浓度差别较小且均略高于S3层1 9。2.2 拉曼成像分析显微镜下,在试材横切面上选择导管壁进行拉曼成像,并对该扫描区域进行逐点扫描获得拉曼光谱。由于纤维素的拉曼光谱信噪比在2 8 9 4 c m-1处最大,能够得到较清晰的分布图像,而木质素的主要特征峰在1 5 9 8 c m-1处具有较好的信噪比,因此本研究选择在2 7 8 03 0 6 0 c m-1(用CH以及CH2伸缩振动的空间分布规律来代表导管中纤维素的分布)、1 5 5 01 6 4 0 c m-1(用苯环的对称伸缩振动的空间分布规律来代表导管中木质素的分布)及1 0 2 61 1 9 5 c m-1(CC和COC伸缩振动的空间分布规律来代表导管中半纤维素的分布)3个振动区分别进行拉曼成像,结果与主要化学成分微区分布线谱分析相似,如图3所示1 9。图2 谱线分析后导管分子平均拉曼光谱F i g.2 A v e r a g e R a m a n s p e c t r a o f v e s s e l a f t e r l i n e a n a l y s i s图3(a)为显微镜下选择的导管区域,图3(b)、图3(c)、图3(d)分别为导管中纤维素、木质素、半纤维素的空间分布图。如图3(b)所示,在导管分子中可以明显看出纤维素在细胞壁的拉曼信号最强(对比度最亮),说明此处纤维素的分子浓度最高,导管与相邻薄壁细胞的胞间层的纤维素分子浓度次之,而导管与相邻薄壁细胞间角隅处的纤维素的拉曼信号非常弱(对比度很暗),说明角隅处纤维素的分子浓度很低。如图3(c)所示,细胞角隅处木质素拉曼信号最强(对比度最亮),复合胞间层木质素拉曼信号强度仅次于角隅处,而细胞壁层上的木质素拉曼信号强度比较弱,说明细胞角隅处的木质素分子浓度最高,复合胞间层次之,S壁层上的木质素分子浓度较低。图3(d)所示,细胞角隅与复合胞间层的拉曼信号对比度都非常暗,S层上拉曼的信号对比度较亮,但是和图3(b)相比较要暗很多,说明角隅和复合胞间层的半纤维素分子浓度很低,S层上的半纤维素分子浓度较高但低于纤维素的分子浓度1 9。虽然导管分子细胞壁较厚,但是与纤维细胞的拉曼成像图不同的是,导管的拉曼成像图中并没有看到细胞壁上有亮度差异的宽窄层,相反地,导管S层的化学成分分布较均匀。图3(b)的成像振动区主要特征峰是2 8 9 4 c m-1,为CH以及CH2伸缩振 动;图3(c)的 成 像 振 动 区 主 要 特 征 峰 是1 5 9 8 c m-1,为苯环的对称伸缩振动;而图3(d)的502第2期汪佑宏 等:基于拉曼技术的高地钩叶藤导管壁化学成分微区分布研究图3 导管(a)与导管中纤维素(b)、木质素(c)、半纤维素(d)的分布图像F i g.3 V e s s e l l(a),d i s t r i b u t i o n o f c e l l u l o s e(b),l i g n i n(c)a n d h e m i c e l l u l o s e(d)i n v e s s e l成像振动区主要特征峰是1 0 8 5 c m-1,为重原子(CC和CO)的伸缩振动,对应的主要组分是纤维素、木聚糖和葡甘露聚糖1 9。2.3 不同部位的拉曼线谱2.3.1 藤茎径向变异 在藤皮、藤中和藤芯3个部位的导管分子细胞壁上分别选取具有代表性的S2层与C C处的线谱进行线谱分析,得到结果如图4所示。由图4(a)可以看出,藤皮与藤芯处的拉曼光谱差异很小,在特征峰2 8 9 4、1 6 8 0 c m-1和1 5 9 8 c m-1处藤芯处的拉曼强度均略高于藤皮处,说明藤皮处导管S2层的纤维素和木质素的分子浓度略低于藤芯处,但差异不大;在特征峰1 0 8 5 c m-1处藤皮处的峰强度比藤芯处高,说明藤皮处导管S2层的半纤维素分子浓 度 高 于 藤 芯 处。图 中 可 以 看 出 藤 中 处 导 管S2层的拉曼光谱在1 5 9 8 c m-1和1 0 8 5 c m-1 2个特征峰处的峰强度均明显低于藤皮与藤芯处,而2 8 9 4 c m-1特征峰处的峰强度明显高于藤皮与藤芯处,说明导管S2层上的纤维素分子浓度在藤中处最高,木质素与半纤维素分子浓度在藤中位置最低。其中木质素分子浓度由藤中向藤皮、藤芯逐渐减小,与黄藤导管木质素浓度,以及纤维S2中紫丁香基木质素(即S基 木 质 素)浓 度 变 化 趋 势 完 全 相反1 2-1 3,1 9。由图4(b)可以看出,在特征峰2 8 9 4 c m-1处,藤皮导管C C处(即导管与相邻薄壁细胞角隅处)的峰强度最大,在藤芯处的峰强度最小,说明该藤材导管角隅处纤维素分子浓度在藤皮处最高,藤芯处最小。在特征峰1 5 9 8 c m-1处,藤芯处峰强度最高,其次是藤中,藤皮最低,其中藤皮与藤中相差很小,说明导管C C处的木质素分子浓度在藤芯处最高,在藤皮处最低,正好与纤维素分子浓度的变化相反。特征峰1 0 8 5 c m-1处,可以看出藤皮处的峰强度远远高于藤中与藤芯,且藤中与藤芯处该峰的峰强度较弱,说明藤中与藤芯位置导管C C处半纤维素分子浓度很低,而藤皮处导管C C处半纤维素分子浓度比藤中与藤芯高很多。高地钩叶藤导管C C处纤维素、半纤维素及木质素的径向变化趋势,与其纤维S2层的变化趋势完全一致1 9,2 4。通过上述分析发现,不管是S2还是C C处,藤芯处导管木质素的分子浓度最高,藤皮处导管的半纤维素分子浓度最高。藤皮处导管S2层纤维素的分子浓度最低而C C处却最高,而藤中与藤芯处导管C C中半纤维的分子浓度均很小1 9。2.3.2 藤茎轴向变异 选取基部、高2 m处、中部和梢部4个部位的藤皮和藤芯导管S2层的线谱进行线谱分析,结果如图5所示。图5(a)为不同高度藤皮导管的谱图,可以看出在特征峰2 8 9 4 c m-1处,该峰强度从大到小依次为基部、中部、高2 m处和梢部,说明该藤材藤皮导管S2层纤维素的分子浓度在基部处最大,中部的分子浓度大于高2 m处,梢部的分子浓度最小。在特征峰1 0 8 5 c m-1处可以明显地看出不同位置的差异,峰的强度从大到小依次为高2 m处、梢部、中部、基部,说明藤皮导管S2层半纤维素的分子浓度在高2 m处最高,其次是梢部,在基部位置的分子浓度最小。在特征峰1 5 9 8 c m-1处可以看出,高2 m处的峰强度最大,其次是梢部位置,基部最小,而基部与中部位置略低于梢部,且两者差异小,说明藤皮导管S2层木质素的分子浓度在高2 m处位置最大,梢部的分子浓度小于高2 m处但略高于中部和基部,基部位置的木质素分子浓度最小1 9,与其半纤维素分子浓度,以及黄藤薄壁细胞木质素浓度、黄藤藤皮处导管壁木602西北林学院学报3 9卷 质素浓度变化趋势完全一致1 1,1 3。图5(b)为不同高度藤芯导管的谱图,可以看出在特征峰2 8 9 4 c m-1处,峰强度从大到小依次为梢部、高2 m处、中部和基部,说明藤芯导管S2层纤维素的分子浓度在梢部位置最大,其次是高2 m处,然后是中部,基部最小,与藤皮处纤维素的分子浓度变化趋势恰好相反。在特征峰1 5 9 8 c m-1和1 6 8 0 c m-1处,峰强度由大到小依次为高2 m处、中部、梢部、基部,说明藤芯导管S2层木质素的分子浓度在高2 m处 最 大,其 次 是 中 部,基 部 最 小。在 特 征 峰1 0 8 5 c m-1处,同样是高2 m处的峰强度最大,其次是中部,与1 5 9 8 c m-1处不同的是该峰处梢部的峰强度低于基部,说明藤芯导管S2层半纤维素分子浓度在梢部最小,其次是基部,高2 m处最高1 9。图4 径向不同部位导管分子S2层(a)与C C处(b)拉曼线谱分析F i g.4 R a y-s p e c t r u m a n a l y s i s o f S2 l a y e r(a)a n d C C(b)o f v e s s e l i n d i f f e r e n t r a d i a l p o s i t i o n s图5 轴向同部位导管分子S2层拉曼线谱分析:藤皮(a)、藤芯(b)F i g.5 R a m a n l i n e s p e c t r a o f S2 l a y e r o f v e s s e l a t d i f f e r e n t a x i a l p o s i t i o n s:c o r t e x(a),c o r e(b)3 结论与讨论高地钩叶藤导管分子纤维素分子浓度最高在次生壁,最低在细胞角隅;相反的,木质素分子浓度最低在次生壁,最高在细胞角隅,复合胞间层处的纤维素和木质素分子浓度介于次生壁和细胞角隅处之间,与高地钩叶藤纤维细胞纤维素、木质素分子浓度变化趋势完全一致1 9。纤维素分子浓度的这种分布,可能缘自细胞次生壁需要承载主要的机械强度的缘故;而木质素分子浓度的上述分布与细胞分生分化过程中细胞的定型有关。此外,导管分子木质素分子浓度的这种分布规律,不仅与黄藤材纤维细胞壁中木质素分布规律一致1 2,1 4,而且与木材细胞壁层中木质素分布规律也相同2 5-2 6。次生壁内外层纤维素、木质素及半纤维素分子浓度差异较小,其中次生壁外层和中层木质素分子浓度略高于内层。与利用可见分光光度计对细胞壁木质素微区分布进行定性研究相比1 1-1 3,结合显微共聚焦荧光和拉曼光谱成像技术,不仅可以系统研究细胞不同形态区域的木质素微区分布1 4-1 5,而且还可以对纤维素、半纤维素的微区分布进行测试,但在进行物质的半定量化测试分析时,还是存在一定的难度。在藤茎径向上,藤芯处导管次生壁中层和细胞角隅处木质素的分子浓度最高,藤皮处导管的半纤维素分子浓度最高。藤皮处导管次生壁中层纤维素的分子浓度最低而细胞角隅处却最高,而藤中与藤芯处导管细胞角隅中半纤维的分子浓度均很小。在藤茎轴向上,随着高度增加藤皮导管次生壁702第2期汪佑宏 等:基于拉曼技术的高地钩叶藤导管壁化学成分微区分布研究中层木质素和半纤维素分子浓度变化趋势相同,而纤维素分子浓度在藤皮与藤芯间变化趋势完全相反。除导管各壁层的纤维素、半纤维素和木质素分布呈一定规律性外,在藤茎径向和轴向上规律不明显。造成这种结果的原因可能是高地钩叶藤为单子叶植物,只有高生长没有直径生长即只长长不长粗,藤茎是在前一年的基础上通过顶端生长继续向前延伸且每年形成的藤茎长短不一,前后2 a所形成的材质部分难以区分;同时,在同一个生长年份内从雨季到旱季,由于温度、降雨量等因素的不同,使导管直径、壁厚、分布密度等因子发生较大变化2 7。不仅导致基部等不同部位所取试样间相隔年份不同,而且也不能保证所取试样同为雨季或旱季形成的。总之,高地钩叶藤导管壁纤维素分子浓度为次生壁 复合胞间层 细胞角隅,而木质素分子浓度为次生壁 复合胞间层 细胞角隅。次生壁内层、次生壁外层纤维素、木质素及半纤维素分子浓度差异较小。在藤茎径向上,藤芯处导管次生壁中层和细胞角隅处木质素的分子浓度最高,藤皮处导管的半纤维素分子浓度最高。藤皮处导管次生壁中层纤维素的分子浓度最低而细胞角隅处却最高,而藤中与藤芯处导管细胞角隅中半纤维的分子浓度均很小。在藤茎轴向上随着高度增加,藤皮导管次生壁中层木质素和半纤维素分子浓度变化趋势相同,而纤维素分子浓度在藤皮与藤芯间变化趋势完全相反。除导管各壁层的纤维素、半纤维素和木质素分布呈一定规律性外,在藤茎径向和轴向上规律不明显。参考文献:1 J I ANG Z H,WAN G K L.H a n d b o o k o f R a t t a n i n C h i n aM.B e i j i n g:S c i e n c e P r e s s,2 0 1 8.2 王慷林.多鳞藤属(M y r i a l e p i s)中国新分布属J.植物科学学报,2 0 1 8,3 6(1):1 1-1 6.WAN G K L.M y r i a l e p i s,a n e w l y r e c o r d e d g e n u s i n C h i n aJ.P l a n t S c i e n c e J o u r n a l,2 0 1 8,3 6(1):1 1-1 6.(i n C h i n e s e)3 张菲菲,汪佑宏,李担,等.高地钩叶藤节间与节部纤维形态特征及组织比量变异分析J.西北林学院学报,2 0 2 1,3 6(5):1 7 9-1 8 2.Z HAN G F F,WAN G Y H,L I D,e t a l.V a r i a t i o n a n a l y s i s o f f i-b e r m o r p h o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c s a n d t i s s u e p r o p o r t i o n o f P l e c t o c o m i a h i m a l a y a n a b e t w e e n i n t e r n o d e a n d n o d eJ.J o u r n a l o f N o r t h w e s t F o r e s t r y U n i v e r s i t y,2 0 2 1,3 6(5):1 7 9-1 8 2.(i n C h i n e s e)4 王坤,刘杏娥,尚莉莉,等.单叶省藤发育过程中主要显微解剖特征的变异J.木材加工机械,2 0 1 9,3 0(1):1 7-2 0,5.WAN G K,L I U X E,S HAN G L L,e t a l.T h e v a r i a t i o n s o f a n a-t o m i c a l m i c r o s t r u c t u r e o f C a l a m u s s i m p l i c i f o l i u s d u r i n g d e-v e l o p m e n tJ.W o o d P r o c e s s i n g M a c h i n e r y,2 0 1 9,3 0(1)1 7-2 0,5.(i n C h i n e s e)5 YAN G S M,X I AN G E L,S HAN G L L,e t a l.C o m p a r i s o n o f p h y s i c a l a n d m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f f o u r r a t t a n s p e c i e s g r o w n i n C h i n aJ.J o u r n a l o f W o o d S c i e n c e,2 0 2 0,6 6(3):3 0 0 7-3 0 1 3.6 曹积微,袁哲,强明礼.云南3种棕榈藤材材性分析及开发利用价值评价J.西北林学院学报,2 0 1 6,3 1(4):2 6 5-2 6 8.C AO J W,YUAN Z,Q I ANG M L,e t a l.P r o p e r t i e s a n a l y s i s a n d u t i l i t y v a l u e e v a l u a t i o n f o r t h r e e r a t t a n s p e c i e s i n Y u n n a nJ.J o u r n a l o f N o r t h w e s t F o r e s t r y U n i v e r s i t y,2 0 1 6,3 1(4):2 6 5-2 6 8.(i n C h i n e s e)7 杨利梅,刘杏娥,江泽慧,等.单叶省藤材水分吸附特性J.林业科学.2 0 2 1,5 7(7):1 5 0-1 5 7.YAN G L M,L I U X E,J I AN G Z H,e t a l.W a t e r a d s o r p t i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f C a l a m u s s i m p l i c i f o l i u s c a n eJ.S c i e n t i a S i l-v a e S i n i c a e,2 0 2 1,5 7(7):1 5 0-1 5 7.(i n C h i n e s e)8 尚莉莉.钩叶藤材的基本性能及增强增韧改性研究D.北京:中国林业科学研究院,2 0 1 4.9 薛夏,任伟,汪佑宏,等.纳米二氧化硅及酚醛树脂对粉藤材主要物理 性 质 的 影 响 J.西 北 林 学 院 学 报,2 0 1 8,3 3(6):2 5 4-2 5 7.XU E X,R E N W,WAN G Y H,e t a l.E f f e c t s o f n a n o s i l i c a a n d p h e n o l i c r e s i n o n m a i n p h y s i c a l