钩叶藤材的增强-染色复合改性及其性能研究

为了提高低质钩叶藤(Plectocomia pierreana)材的强度及装饰性能,分别选用酸性染料、活性染料、碱性染料、直接染料与三聚氰胺改性脲醛树脂(MUF)复配制得增强-染色复合改性剂,对藤材进行真空加压浸渍改性处理,并对改性藤材的颜色及物理力学性能进行检测。结果表明:酸性染料与MUF复配改性藤材的染色效果最好; 染料的加入对树脂的增强改性作用几乎没有影响; 经增强-染色处理后,藤材密度提高67.91%～73.02%,抗弯强度提高47.41%～49.69%,抗弯弹性模量提高56.01%～57.59%,抗压强度和弹性模量平均提高50%以上。傅里叶红外光谱(FTIR)分析表明,MUF与染料复配染色过程中,染料未与藤材组分直接作用,而是与MUF结合形成盐固着于藤材内部,从而完成染色。经增强-染色改性后,钩叶藤材的密度增大,强度提高,装饰性能良好,大大提高了其利用价值。     

日本红枫春季叶片色彩评价

【目的】探讨日本红枫品种群间的叶色关系及其时空分布规律,为挖掘和创制日本红枫特异种质以及叶色育种提供参考。【方法】利用英国皇家园艺学会(RHSCC)比色卡和色差仪对28个日本红枫品种的春季叶色进行了动态测定,通过构建L^*(色调角)三维动态分布图,聚类分析及色彩参数分析,进行日本红枫春季叶片色彩变化规律分析及叶色综合性评价。【结果】供试各品种叶色在^*、C^*和h^*3个维度皆呈规律性空间分布特点和阶段性变化趋势。叶色聚类分析树状图结果将28个日本红枫品种划分为3大色系和6个子色系类群,色系/子色系类群之间具有明显不同的色彩参数特征,3大色系品种叶色变化程度差异显著。【结论】4月下旬为日本红枫春季最佳观赏时期;在3大色系中,色彩律动程度从大到小依次为紫红色系、绿色系、黄色系;选择特异种质为杂交亲本,对今后高稳定性、高观赏性红枫定向育种具有重要参考价值。     

金叶银杏叶色变化特性分析

【目的】金叶银杏为银杏(Ginkgo biloba L.)的1个芽变品种,具有独特的叶色性状及较高的观赏价值和药用价值。通过观察分析金叶银杏实生苗叶色变化特性,为选育更优良的品系及推广利用提供理论依据。【方法】以来自湖北安陆的1年生金叶银杏实生苗为材料,在对叶形、叶色观察的基础上,应用X-Rite色差仪测定叶色参数L ^*、a ^*和b ^*值,计算出反应色彩变化的彩度C ^*和色相角h,测定其色素含量及光合特征参数,并对各指标进行相关性分析。【结果】金叶银杏叶形主要为扇形,叶色4—5月为金黄色,6月开始转绿,先为浅黄绿色,直至深绿,10月底后再次变黄。色差参数L ^*维度方向上,大部分位点集中在中间位置(L ^*值为50~65),a ^*值主要集中在负值区域,b ^*维度方向位点整体呈现上移趋势。色素含量的年变化中, Chla(叶绿素a)、Chlb(叶绿素b)、ChlT(总叶绿素)的含量变化趋势相似,呈现“下降—上升—下降”的规律,且色素含量之间基本达到极显著差异(P<0.01)。Car(类胡萝卜素)含量变化呈现“下降—升高”趋势。ChlT/Car(总叶绿素与类胡萝卜素质量之比)与ChlT的变化趋势相似,Chla/b(叶绿素a与叶绿素b质量比)的变化呈现波动下降。Chla和Chlb均与色差参数L ^*、a ^*、b ^*和C ^*呈负相关,与h则为极显著正相关。Car与色差参数a ^*呈显著正相关,与b ^*呈极显著正相关。P_n(净光合速率)、G_s(气孔导度)的日变化均表现为明显的双峰,T_r(蒸腾强度)在13:00前处于较高水平,15:00后急剧下降。C_i(细胞间隙CO₂浓度)的日变化呈“W”形,即一天之内出现两个低谷,分别在11:00和15:00。P_n与Chla、Car含量呈显著负相关,与Chla/b呈显著正相关。其他光合特征值与色素含量的相关性不明显。【结论】1年生金叶银杏叶形主要为扇形,叶色在4—5月为金黄色,6月逐渐变绿色,10月时变黄。色差参数在4—5月,高亮度单株增加,各单株绿色变浅,随时间推移,黄色加深。相关性分析表明,色素含量与叶色密切相关。     

羧甲基壳聚糖和季铵盐壳聚糖的制备工艺

【目的】对羧甲基壳聚糖和季铵盐壳聚糖的制备工艺进行优化,改善壳聚糖在水中的溶解性。【方法】分别以氯乙酸(ClCH₂COOH)和3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CTA)为改性剂,对壳聚糖进行羧甲基化和季铵化改性,并以改性壳聚糖对蒙脱土的插层效果为基准进行有关CM-CTS合成条件研究。【结果】通过X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、红外吸收光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(¹H-NMR)的分析,得出了壳聚糖的优化改性条件。制备羧甲基壳聚糖的优化条件为:反应时间6.0 h,反应温度60 ℃,m(氯乙酸)/m(壳聚糖)为3,m(NaOH)/m(壳聚糖)为4.5; 制备季铵盐壳聚糖的优化条件为:反应时间10 h,反应温度75 ℃,m(CTA)/m(壳聚糖)为4.5,m(NaOH)/m(壳聚糖)为0.8。【结论】对壳聚糖进行羧甲基化和季铵化改性,向壳聚糖中引入新的官能团,不仅可以改善壳聚糖的水溶性,同时壳聚糖/蒙脱土纳米复合材料的制备也极大地扩展了壳聚糖的应用范围。     

利用核磁共振测定木材润胀细胞壁的水分含量与孔径分布

【目的】利用核磁共振冻融分析技术测定杉木与杨木两种速生材细胞壁润胀状态吸着水含量与孔隙分布情况,为改性剂粒径选择与改性效果评价提供方法。【方法】常温下获得试样内水分T₂弛豫信号总量,通过核磁冻融分析系统对试样进行降温处理,检测不同冷冻温度条件试样内未冻结水分信号量; 依据Gibbs-Thomson效应确定凝固点降低与孔径的关系,并以此分析孔径分布。【结果】核磁冻融法测定杉木和杨木吸着水饱和含量约为38%,高于通过吸湿外推法估算数值,与溶剂排出法、多孔板法、离心法结果相近; 核磁冻融分析法避免了常温条件按照T₂弛豫分布确定吸着水含量偏小的现象; 两种速生材试样细胞壁润胀状态孔径小于1.59 nm的孔隙占比约为75%,大于4.56 nm的孔隙占比不超过6%,与溶剂排出法、光谱标记法结果相符。【结论】核磁共振冻融分析技术可较为便捷准确地获得木材吸着水含量与细胞壁孔隙分布,其结果可用于指导改性剂粒径的选择与改性效果评价。     

杨木纤维/Si-B复合材料制备及其防腐性能研究

【目的】制备出杨木纤维/Si-B复合材料,并研究其力学和防腐性能。【方法】采用溶胶-凝胶(Sol-gel),方法以正硅酸乙酯(TEOS)为前躯体,硼酸为添加剂,制备出Si-B复合溶胶; 以杨木纤维为原料,通过真空-浸渍法制备出杨木纤维/Si-B溶胶复合材料,并采用热压法压制成纤维板。【结果】通过SEM-EDXA表征以及能谱分析,表明二氧化硅已进入到纤维内部,并且细胞壁纳米孔隙中Si 的质量分数能达到3.08%。红外分析表明,处理后的木纤维上的羟基与溶胶发生缩合,并出现Si—O—Si伸缩振动以及Si—O—B的振动峰。【结论】溶胶处理后杨木纤维板的内结合强度、静曲强度均达到国家标准,并且具有较低的吸水厚度膨胀率。经过防腐实验发现,处理后纤维板具有良好的耐白腐性和耐褐腐性,其中耐白腐真菌性能得到显著提高。     

无4-圈和5-圈的平面图的k-frugal列表染色

在图G的一个正常点染色c中,对于图中任意一点v,如果每种颜色在点v的邻点中至多出现k-1次,这个染色就称为图G的一个k-frugal染色。关于无4-圈和5-圈的平面图的k-frugal列表染色问题,有以下两个结论:(1)对于一切不含4-圈和5-圈的平面图,如果其最大度满足Δ≥3k+8,其k-frugal列表色数小于等于「Δ/(k-1)+2;(2)一切不含4-圈和5-圈的平面图,则其k-frugal列表色数小于等于「Δ/(k-1)+5。     

一类非线性差分方程的伪概周期解

讨论了非线性差分方程x(n)=∑ⁿ_{k=-SymboleB@}α(n,n-k)f(k,x(k))+h(n,x(n)),n∈Z的伪概周期解的存在性,其中α:Z&#215;Z⁺→R⁺,h:Z&#215;R⁺→R⁺和f:Z&#215;R⁺→R⁺.通过2个例子说明定理1中的4个条件是可以实现的.     

带两类形状参数的三次λμ-α-DP曲线的构造

构造了一种带两类形状参数的三次λμ-α-DP基函数,形状参数的引入有效地增强了DP曲线的形状控制能力。新的曲线不仅可以整体修改曲线的形状,而且具有局部可调性。分析了三次λμ-α-DP基函数以及曲线的性质,给出不同的参数取值对基函数和曲线形状的影响,以及曲线光滑连续拼接的条件:当满足一定的条件时,曲线可以达到G2连续。另给出G1连续的旋转面。利用奇异混合技术,在三次λμ-α-DP曲线中加入一类奇异混合函数,并分别对新曲线的相关性质和取不同参数时曲线的变化规律进行了论证。实例证明,改变调配参数的取值,可以调整奇异混合插值曲线与直线段的逼近程度,增强曲线的形状控制能力。     

万寿菊黄色染料在羊毛织物上染色的研究

实验研究了植物染料万寿菊的提取及其在藏羊毛织物上的染色性能。采用后媒染染色实验方法,其优化工艺条件为:染液的料液比为10 g/200 mL,染液的pH=4,铝媒染剂用量5%(o.w.f),染色温度80℃。该植物染料染得的藏羊毛织物颜色鲜亮,具有良好的耐洗、耐光及耐摩擦色牢度,可以作为一种染羊毛的天然黄色染料。     

彩叶桂叶片发育过程中叶色表型与色素成分变化

【目的】探究彩叶桂叶片发育过程中叶色表型与色素成分的关系。【方法】以彩叶桂品种‘虔南桂妃’(Osmanthus fragrans‘Qiannan Guifei’)5个发育时期(S1—S5)的叶片为研究对象,选用英国皇家园艺学会比色卡和色差仪测量其叶色表型,同时采用可见光分光光度法对5个时期的叶片进行叶绿素和类胡萝卜素的测定,利用超高效液相色谱-串联三重四级杆-飞行时间质谱(UPLC-Triple-TOF/MS)联用技术定性定量分析叶片中类黄酮成分与含量,进一步分析了叶色与各色素成分之间的相关性。【结果】随着叶片不断发育,彩叶桂叶片颜色变化大致分为两个阶段：第1个阶段由红转黄(S1—S3),第2个阶段由黄转绿(S3—S5)。叶片颜色参数明度L^*值和蓝度b^*值先增加后下降,而红a^*值和彩度C^*值则呈下降趋势。在叶片中共鉴定出了8种类黄酮,包括1种花青素(Cy3R)、3种黄酮(Ap7G、Ap7R和vicenin-2)以及4种黄酮醇(Km3R、Km7G、Km3G7R、Qu3R)。定量分析发现：叶绿素和类胡萝...     

羊毛的变性及变性羊毛阳离子染料染色

羊毛经阴离子型活性变性剂处理后，纤维侧基上被引入阴离子型基因，具有和腈纶纤维类似的结构。因而，变性羊毛能够用阳离子染料染色。增大变性剂的分子量、共轭双键数及相对疏水性，变性羊毛用阳离子染料染色时上染速率和上染率均可显著地增大，染色牢度也大为改善，但对酸性染料产生防染作用。从变性羊毛的红外吸收光谱图上可看到，在波数为１１５０～１２６０ｃｍ－１、１０１０～１０８０ｃｍ－１和６００—７００ｃｍ－１处均出现磺酸基的特征吸收峰。变性剂和羊毛间形成共价结合成为纤维侧基的一部分。变性羊毛表面的电性能有较大变化，但其物理机械性能如减溶解度、弹性、断裂强度等基本不受影响。     

‘红叶’杜仲叶色转变过程中叶片生理指标变化

【目的】研究‘红叶’杜仲不同时期叶片生理指标变化规律,为揭示其特殊叶色转变机理提供理论依据。【方法】以‘红叶’杜仲和‘小叶’杜仲为材料,选择5个时期进行叶片色素含量测定。分别测定叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、类胡萝卜素、类黄酮和花色苷含量。使用CR2500型色差计(日本MINOLTA公司)测定L(明度值)、a^*(变红度值)及b^*(变黄度值),利用a^*和b^*计算出色泽饱和度(Chroma,C^*)和色调角(hur angle,h),并进一步计算叶片颜色指数(color index)。对叶色转变过程及花色苷合成代谢途径中的关键酶苯丙氨酸裂解氨酶(PAL)和查尔酮异构酶(CHI)进行提取和酶活性测定,研究各时期差异显著性并通过相关分析研究各指标间的关联程度。【结果】① ‘小叶’杜仲虽与‘红叶’杜仲变化规律相似,但两品种各指标的初始值及变化幅度均存在显著差异。‘小叶’杜仲颜色指数始终属于黄绿级,而‘红叶’杜仲第1、2阶段属于黄绿级,第3、4阶段属于粉红级,第5阶段达到深红级。② 两个品种各种色素含量均为逐步上升,但在C_a(叶绿素a含量)、C_b(叶绿素b含量)、C_T(总叶绿素含量)、C_Car(类胡萝卜素含量)、C_f(类黄酮含量)和C_A(花色苷含量)这几种物质含量变化中,叶片颜色变红过程中最关键的是花色苷含量。分别比较两品种第5时期(38 d)相对于第1时期(6 d)各色素含量的增幅,得到‘红叶’杜仲的C_A增幅是‘小叶’杜仲的553.96%。③ 无论‘小叶’杜仲还是‘红叶’杜仲,不同时期的PAL酶活性无显著差异,且各时期两品种的酶活性值大小相近。而‘红叶’杜仲CHI酶活性随着叶色的转变直线上升,第5时期(38 d)为第1时期(6 d)的306.14%,不同阶段间差异达到极显著水平;‘小叶’杜仲CHI酶活性随着叶色转变也有逐步升高的趋势,但是增幅较小,不同时期的酶活性无显著差异。④ L、a ^*及b^*与类胡萝卜素含量、花色苷含量及类黄酮含量呈极显著相关,而与叶绿素a含量、叶绿素b含量、总叶绿素含量及叶绿素a与叶绿素b含量比无显著相关关系。CHI酶活性和杜仲叶片L、a^*、b^*、类胡萝卜素含量、花色苷含量及类黄酮含量间均存在显著或者极显著的相关关系,而PAL与叶片色差值间则无显著相关性。【结论】在‘红叶’杜仲叶片颜色转变过程中,花色苷含量变化幅度远大于叶绿素含量变化幅度,是其呈色的直接原因;‘红叶’杜仲CHI酶活性高在‘红叶’杜仲典型叶色转变过程中具有关键作用。     

‘中山杉118’与落羽杉胸径生长及木材密度的比较研究

【目的】研究‘中山杉118’(Taxodium hybrid ‘Zhongshanshan 118’)和落羽杉( Taxodium distichum)的胸径生长及木材密度差异和变异规律,为‘中山杉118’、落羽杉的品种选育和木材加工利用提供科学依据。【方法】测试‘中山杉118’和落羽杉木材的生材含水率、生长轮宽度以及木材基本密度等指标,分析对比‘中山杉118’木材和落羽杉木材的差异。【结果】‘中山杉118’木材生材含水率靠近髓心心材位置平均为145.86%,心边材交界位置平均为93.69%,靠近树皮边材位置平均为199.68%;落羽杉木材生材含水率靠近髓心心材位置平均为121.32%,心边材交界位置平均为81.93%,靠近树皮边材位置平均为203.84%。‘中山杉118’在第9~14年单株之间生长差别明显拉大,前12年处于快速生长的时期;落羽杉在第7~14年单株之间生长差别明显拉大,前9年处于快速生长的时期。‘中山杉118’木材基本密度平均为0.314 g/cm³,变异幅度为0.292 ~0.346 g/cm³;落羽杉木材基本密度平均为0.332 g/cm³,变异幅度为0.292 ~0.359 g/cm³。【结论】‘中山杉118’木材平均含水率比落羽杉木材大;‘中山杉118’与落羽杉的幼龄期分别为12 a与8 a;‘中山杉118’木材基本密度随年轮的递增呈现先递增后略微减小,落羽杉木材基本密度随年轮的递增呈现径向递减;‘中山杉118’连年胸径生长与木材基本密度存在正相关,落羽杉连年胸径生长与木材基本密度呈负相关。     

基于CRISPR/Cas9的毛果杨bHLH106转录因子的功能研究

目的 采用CRISPR/Cas9基因编辑系统创制毛果杨(Populus trichocarpa)bHLH106(Basic Helix-Loop-Helix 106)基因的突变体,分析植株的表型特征,初步揭示PtrbHLH106基因在毛果杨木材形成过程中的功能。方法 基于前期对毛果杨野生型(WT)茎干的不同细胞类型(形成层、木质部和韧皮部细胞)RNA-seq数据,克隆得到一个在形成层及木质部较高表达的bHLH基因PtrbHLH106。采用CRISPR/Cas9基因编辑技术创制毛果杨PtrbHLH106的功能缺失突变体。对生长60、90、120 d的毛果杨ptrbhlh106突变体和WT植株进行表型观察;对生长120 d的植株各茎节进行石蜡切片,利用甲苯胺蓝染色观察并进行细胞统计分析。结果 获得毛果杨ptrbhlh106突变体;与WT相比,突变体植株的株高、地径无明显差异;在整个测量的生长周期中,第8茎节长度有缩短的趋势,茎节数量有增加的趋势;形成层细胞层数有增加的趋势但差异不显著,导管细胞孔径显著增大,纤维细胞数量显著减少。结论 ptrbhlh106突变体与WT植株在导管孔径和纤维细胞数量上存在差异,初步证明PtrbHLH106基因参与了调控毛果杨次生木质部的发育。     

松材线虫性别决定基因Bx-sex-1表达特征和生物学功能分析

【目的】揭示松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)性别决定基因Bx-sex-1的表达特征和生物学功能。【方法】通过Mega 6中的Jones-Taylor-Thornton (JTT)模型,采用邻接法(neighbor joining,NJ)对Bx-sex-1和其他线虫的氨基酸序列进行系统发育构建。采用同步培养的方法分别收集不同龄期的松材线虫并提取总RNA,反转录获得cDNA并采用实时荧光定量PCR (qRT-PCR) 的方法,研究Bx-sex-1在松材线虫不同发育阶段的相对表达量。同时采用qRT-PCR并通过绝对定量法分析Bx-sex-1基因在雌虫和雄虫基因组的拷贝数。采用dsRNA浸泡法对目的基因进行干扰,观察松材线虫后代卵的孵化率和雌雄比的变化。【结果】系统进化树显示松材线虫Bx-sex-1和其他两个植物寄生线虫成为一支,与自由生线虫和寄生动物线虫分别进化为不同的分支。松材线虫Bx-sex-1在不同发育阶段相对表达量有差异,在卵期相对表达量最高,而在2龄幼虫时期最低,从2龄幼虫时期到成虫时期相对表达量逐渐升高。qRT-PCR结果显示Bx-sex-1基因在雌虫和雄虫基因组中均为单拷贝。Bx-sex-1被干扰后,卵的孵化率下降,雌雄比降低。【结论】松材线虫Bx-sex-1基因在卵的发育过程和性别决定中可能具有重要作用。     

基于CRISPR/Cas9的毛果杨PtrHBI1基因功能解析

目的 利用CRISPR/Cas9系统创制毛果杨PtrHBI1功能缺失突变体,初步解析该转录因子在木材形成过程中的功能,为利用基因工程手段培育制浆造纸优良性状的林木新品种提供新思路。方法 以毛果杨(Populus trichocarpa)为研究材料,根据激光显微切割技术捕获的野生型毛果杨不同细胞类型(形成层、木质部和韧皮部)RNA-seq数据,筛选得到1个bHLH家族转录因子PtrHBI1,利用毛果杨木质部原生质体系统对该基因进行亚细胞定位分析,采用原位杂交技术分析PtrHBI1组织特异性表达,采用CRISPR/Cas9技术创制毛果杨ptrhbi1突变体。对ptrhbi1突变体进行生长表型分析,利用石蜡切片对茎段横切面的各细胞类型进行形态分析,利用Klason酸水解法检测突变体木质素含量,使用高效液相色谱测定突变体纤维素和半纤维素含量。结果 亚细胞定位显示PtrHBI1基因定位于细胞核,原位杂交结果表明PtrHBI1主要在形成层和木质部表达。通过CRISPR/Cas9创制的毛果杨ptrhbi1突变体株高显著增加,茎节数和地径在一定时期显著大于野生型。此外,突变体的导管孔径显著增大,纤维细胞数量显著减少。导管细胞的数量和形成层细胞层数与野生型无差异。木材组分分析表明,与野生型植株相比,ptrhbi1植株的纤维素含量增加,木质素总量无显著变化,紫丁香基木质素与愈创木基木质素之质量比(S/G)显著降低。结论 PtrHBI1参与调控毛果杨的生长及次生木质部发育,可能在木材形成过程起着较为重要的调控作用。