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白木香结香过程中阻隔层的形成及其特性研究.docx

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白木香结香过程中阻隔层的形成及其特性研究.docx

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文档介绍:该【白木香结香过程中阻隔层的形成及其特性研究 】是由【科技星球】上传分享,文档一共【18】页,该文档可以免费在线阅读,需要了解更多关于【白木香结香过程中阻隔层的形成及其特性研究 】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。白木香结香过程中阻隔层的形成及其特性研究??刘培卫杨云张玉秀杨勇刘洋洋(,海口570311;,海口570311)白木香结香过程中阻隔层的形成及其特性研究刘培卫1,2杨云1,2张玉秀1,2杨勇1,2刘洋洋1,2(,海口570311;,海口570311)分别采用滑走切片、组织化学染色、石蜡切片技术、扫描电镜技术和分光光度法等,对白木香通体结香过程中阻隔层的形成过程、解剖结构等特性进行了研究。结果显示:木间韧皮部内的薄壁细胞在伤害刺激下脱分化、分裂产生阻隔层;阻隔层位于沉香层和过渡层之间,其厚度变化较大,由薄壁细胞群和阻隔层木质部组成;阻隔层中含有少量的淀粉和较多的可溶性总糖。上述研究结果为消除或延迟阻隔层的产生提供参考,为进一步优化通体结香技术提供帮助。白木香;木间韧皮部;阻隔层;通体结香技术沉香是瑞香科(Thymelaeaceae)沉香属(AquilariaLam)植物受到伤害后形成的含有树脂的木材[1],具行气止痛、温中止呕、纳气平喘的功效[2],是我国、日本、印度以及其他东南亚国家传统的名贵药材和天然香料[3],需求量巨大。目前全世界沉香及其直接加工产品的贸易额达200亿元以上[4]。受高效结香技术的困扰,沉香产量极低,使得沉香价格一直居高不下,优质沉香价格甚至比黄金还贵[5]。过度的伐树结香,使得沉香属野生资源日渐枯竭,2004年沉香属的所有种均被列入《濒危野生动植物种国际贸易公约》附录Ⅱ[6]。白木香((Lour.)Spreng)是生产国产沉香的正品植物资源[2],也是我国特有的珍贵药用植物。项目组前期发明了世界上领先的通体结香技术,该技术具有高效—高产—高质—稳定(三高一稳定)的优点,使沉香产业进入了规模化和规范化发展的道路[7]。在通体结香技术大面积推广和使用中,我们发现部分白木香树会在沉香层的外围形成一层宽约1~5mm的白色带状的结构,它的出现限制了沉香层的增厚,大大降低了沉香的产量和品质[5]。我们将其命名为阻隔层,并首次对其结构和组织化学特性进行详细的研究报道,旨在为消除或延迟阻隔层的产生提供参考,为进一步优化通体结香技术提供帮助。,树龄8年。选取通体结香处理30d,60d,180d,1年,2年的白木香树,将样木伐倒后,在每株样木的胸径处切取一个厚约5cm的圆盘,用于后续实验。,对试样进行横切,分别采用水合***醛透明,I2-KI染色和PAS染色等处理后,在光学显微镜下(Nikon,80i,日本)进行观察和拍照。—***法(Jeffery法)观察阻隔层细胞的形态将分离得到的阻隔层和白木层,分割成火柴棒粗细的小木条,加入20倍量的1∶1的10%***和10%铬酸的离析液,在真空泵中常温处理12h,至完全离析,放入蒸馏水中浸泡,直到水成无色为止,用50%的酒精保存。将样品用1%番红染色4min,做成临时装片,在光学显微镜下(Nikon,80i,日本),观察和统计分子形态。,FAA固定,系列酒精脱水,二甲苯透明,石蜡包埋,然后用轮转切片机(LeicaRM2155,德国)切片,厚10μm,PAS染色或番红固绿对染。,将横切面修成光滑的平面,立即放入FAA固定液中固定4h,在37℃恒温干燥箱中干燥7d至完全干燥,用导电胶将样品粘贴在样品台上,用离子溅射仪(JFC-1600,日本)喷金,然后在扫描电子显微镜(JSM6510LV,日本)下进行观察拍照。℃下烘干后,粉碎,保存于-20℃冰箱中备用;(),置于具塞50mL试管中,加入25mL80%乙醇—饱和***化钠溶液,室温下超声萃取25min后过滤,向滤渣中加入40%高***酸溶液14mL,室温下超声萃取30min,加入蒸馏水10mL继续室温超声5min,转入100mL容量瓶中,蒸馏水洗涤2次,合并,定容、摇匀后即成待测液(含14%的40%高***酸溶液),静置。然后取静置后的上清液10mL,加入1mL碘—碘化钾溶液,以含有14%的40%高***酸溶液的蒸馏水溶液为空白(加入1mL碘—碘化钾溶液),使用分光光度计于580nm处进行测定,根据标准曲线计算样品中的淀粉含量。,溶于6mL80%乙醇中,于80℃水浴锅中加热40min,然后于4000r·min-1离心机中离心10min。收集上清液,沉淀部分用80%乙醇洗涤然后以相同条件进行离心,重复2次。将上清液合并,加入活性炭后过滤,用80%乙醇定容至50mL容量瓶中,摇匀(如无色素,可不用加入活性炭)。,,***乙酸乙酯试剂和5mL浓硫酸,充分振荡,立即将试管放入沸水浴中,逐管均准确保温1min,取出后自然冷却至室温,以空白作参比,在630nm波长下测定,根据标准曲线计算样品中的可溶性总糖含量。,均匀散生在次生木质部中。成熟的木间韧皮部一般由薄壁细胞,筛管,韧皮射线和韧皮纤维等4部分组成(图1)。薄壁细胞位于木间韧皮部外围,通常有1~4层,近方形;韧皮射线比较扁平,与木射线相连;具有输导功能的筛管位于木间韧皮部的内部;木间韧皮部内还有一类厚壁细胞:韧皮纤维,它一般位于木间韧皮部的中下部(图1)。,根据颜色和结构的不同,可以将其为4层:腐烂层,沉香层,过渡层和白木层(图2:a)。除了这4层外,还有一定比例的白木香树在沉香层和过渡层之间出现一层白色的带状组织:阻隔层(图2:b~e)。阻隔层的厚度不一,成连续或不连续的带状包围在沉香层周围(图2:e)。;;c~;;;;;;;。;;c-;;;;;-timberzone;;,阻隔层是沉香层外围的部分木间韧皮部脱分化重新分裂形成的。在外界伤害信号的刺激下,沉香层外围的1~2层木间韧皮部薄壁细胞脱分化,进行平周分裂使木间韧皮部在径切方向上增宽(图3:b),同时在弦切方向上进行切向分裂,使木间韧皮部相互延伸,直至多个木间韧皮部连接起来,形成异常的条带状结构—阻隔层的雏形(图3:c)。随着时间的推移,在靠近沉香层的一侧,阻隔层中会形成一个比较稳定的异常形成层,它向内分裂形成薄壁纤维和薄壁细胞等,组成薄壁细胞群(图3:d),向外分裂形成异常次生木质部和异常木间韧皮部等结构,组成阻隔层木质部(图3:d~e)。阻隔层刚形成时,主要以薄壁细胞为主,但随着时间推移,阻隔层木质部所占的比例越来越大(图3:b~d)。,比较发达的阻隔层中,木质部所占的比例较大,其质地较致密,主要分布于靠近过渡层的一侧。阻隔层木质部与正常的木质部类似,都由木间韧皮部、木射线、导管和纤维管胞等4部分组成,但是阻隔层木质部中的木间韧皮部比较扁平,且变形比较严重,其内主要有薄壁细胞组成,没有观察到纤维(图4:c~d),阻隔层中的木射线比较臃肿,往往不与沉香层和过渡层中的木射线相连(图4:a,d),阻隔层木质部中的管孔成卵圆形或多角形,多数导管常由3~10个管孔径向连成链状结构(图4:a,d),导管分子长度约是正常导管的二分之一,宽度约为正常导管的三分之一(表1)。纤维管胞梭形(图4:a~b),长度虽然只有正常纤维管胞的三分之二,(表1)。阻隔层中的薄壁细胞群质地较疏松,主要位于靠近沉香层的一侧(图3:d,图4:b,d),但偶尔也有部分的薄壁细胞群散生在过渡层附近(图3:f,图4:a)。阻隔层薄壁细胞群主要由薄壁纤维和薄壁细胞组成,其中薄壁纤维的平均长度为1574μm(表1),其质地柔软,容易弯曲(图5:c)。阻隔层薄壁细胞群干燥后,往往收缩成蜡质的薄膜状物质,覆盖在相邻的阻隔层木质部或沉香层上,在扫描电镜观察时,此处往往成塌陷状(图4:b)。图3滑走切片图,(A)外围木间韧皮部未发生变化;(B);;(V)分裂产生的薄壁细胞群(Bp)和木质部(Bx);(箭头)和木间韧皮部(IP);(B)与过渡层(T)的交接处的薄壁细胞群(五星)。(A);(B);;(Bp)andxylem(Bx)arisedfromabnormalcambium(V);(arrowhead)andinterxylaryphloeminbarrierzone;(asterisk)(Bp)与木质部(Bx);,塌陷状的薄壁细胞群(Bp);(IP)和异常多列射线(XR);(v);,示充满沉香树脂的木间韧皮部(IP),含有侵填体的导管(箭头);,示正常的木间韧皮部(IP),导管(V)和木射线(箭头)(Bp)andxylem(Bx)inbarrierzone;(Bp);(IP)andxylemray(XR);(V);(IP)andvessel(arrowhead)containingagarwoodresininAgarwoodzone;(IP),vesselandxlemray(arrowhead)inwhiter-;;--timberzone;;(均值±标准差)Table1Quantitycharactersofstructureoftimberaboutwhiter-timberandbarrierzone(Dataaremeans±SD)分层Layer导管Duct纤维管胞Fibre?tracheid长度Length(μm)宽度Width(μm)长度Length(μm)宽度Width(μm)白木层Whiter?±±±±±±±±±±—碘化钾(I2-KI)组织化学染色结果显示,沉香层中淀粉粒被完全消耗(图6:c),阻隔层中还存在少量的淀粉粒(图6:b),而白木层中依然存在大量的淀粉粒(图6:a)。希夫试剂染色(PAS反应)结果显示,被油脂完全填充的沉香层无红色反应(图6:f),阻隔层(图6:e)中和白木层(图6:d)中都有较深的红色反应(图6:e),说明沉香层中的还原糖已经被完全消耗,阻隔层和白木层中含有大量的还原糖。图6组织化学染色显微图a~-KI染色:,IP内含有大量的淀粉;,IP含有少量的淀粉;,IP中不含有淀粉d~:,IP中含有大量还原糖;,IP含有大量的还原糖;,--KIstaining:-timberzone;;-:-timberzone;;,我们利用分光光度法,对白木香茎中不同层内的淀粉和可溶性总糖进行定量检测。结果发现,沉香层中可溶性总糖和淀粉含量均最低,说明沉香层中的能量物质大多转化为沉香树脂。可溶性总糖含量在阻隔层、过渡层和白木层中差别不大,但淀粉含量差异明显。各层中可溶性总糖和淀粉含量的比值从大到小依次为:阻隔层()>白木层5()>过渡层()>沉香层()>白木层4()。木间韧皮部分裂形成阻隔层,需要较大的能量代谢为旺盛的生理活动提供动力。而淀粉被转化为可溶性糖类物质才能被利用,因此可溶性总糖和淀粉的比值越高,说明代谢活动越旺盛。;;;d~;;;d--timberzone