拉曼光谱技术在植物细胞壁研究中的应用以及展望细胞生物学2014年4月8日2目录一、维管形成层及木质部细胞细胞壁概述二、拉曼光谱技术原理及可用于研究植物细胞壁的拉曼显微技术三、如何利用拉曼光谱技术研究植物细胞壁截至2010年，全世界石油储藏量为13830亿桶，日消耗量为8740万桶；天然气储量为187.1万亿立方米，年消耗量为3.1万亿立方米；煤炭储量为8600亿吨，年消耗量为72.7亿吨（statisticalreviewofworldenergyfullreport2011）。不断增加的能源消耗量使石油，天然气和煤炭资源在最多43年，62年和120年后将枯竭。世界靠科技、工具与能源来改变，工业革命、科技革命和信息革命都改变了世界格局，当今的世界格局是西方掌握的先进科技与发达信息以及石油、天然气的分布划分而成的。而下一场能源革命已经悄悄在美国和加拿大展开……页岩气！美国已经拥有了生产页岩气的技术与批量生产的能力，五年之后就将生产出足以替代石油的新型清洁能源，加上美国国内的石油与天然气开发也逐步启动，二战后按石油储藏与生产、使用来划分的世界格局即将破局，中东的地位大幅下降，甚至会沦为一个乱摊子；俄罗斯靠出口石油的经济将会一蹶不振。互联网大数据时代让世界从此没有孤岛，能源革命直接决定世界的未来！仅仅是页岩气革命么？不！核能不可再生而且存在风险，太阳能，风能，地热能，尤其是——生物质能植物利用太阳能，通过碳同化的过程将吸收的二氧化碳转变为有机物，储存于植物体内。生物质能的形成过程由植物体自身完成，同时消耗掉大气中的二氧化碳，维持大气平衡。同时全世界范围内生物质资源总量十分丰富。木材是人们利用生物质能源的主要形式。木材即植物的次生木质部，它由木本植物的一种侧生分生组织—维管形成层活动而产生，因此对维管形成层发育与遗传调控的研究是使人们了解木材形成，提高木材产量和利用率的基础。要解决的问题……木材形成与形成层的活动紧密相连木材的次生木质部是形成层细胞分裂形成的,形成层在活动期内的活动变化不仅影响着木质部细胞形成的数量,同时决定着木材的构造和其物理化学性能。形成层紡錘形细胞是如何分化出各种类型样式的木质部细胞?分化出来的木质部细胞是怎么生长的,其在发育过程中会发生什么的变化?而这些变化又与什么因素有关?从细胞生物学和解剖形态学的水平来看，木材生长发育形成过程中细胞形态结构发生了哪些变化？在细胞水平和组织水平上来说，木材生长过程中发生了哪些细胞力学性质和化学成分分布的变化？这些问题,对于实现木材性质的改良和定向培育提供重要的理论依据。1.1木质部细胞的细胞壁结构胞间层(intercellularlayer)细胞胞间层(intercellularlayer)在分裂时，最初形成的一层是由果胶质组成的细胞板(cellplate)，它把两个子细胞分开，这层就是胞间层，又称中层(middlelamella)。初生壁(primarywall)随着子细胞的生长，原生质向外分泌纤维素，纤维素定向地交织成网状，而后分泌的半纤维素、果胶以及结构蛋白填充在网眼之间，形成质地柔软的初生壁。次生壁(secondarywall)很多细胞只有初生壁，如分生组织细胞、胚乳细胞等。但是，某些特化的细胞，例如纤维细胞、管胞、导管等在生长接近定型时，在初生壁内侧沉积纤维素、木质素等次生壁物质，且层与层之间经纬交错。由于次生壁质地的厚薄与形状的差别，分化出不同的细胞，如薄壁细胞、厚壁细胞、石细胞等.形成层细胞分化为未成熟木质部细胞，未成熟木质部细胞继续分化。其中包括细胞壁沉积的重要过程ML胞间层；CW1初生壁；S1次生壁外层；S2次生壁中层；S3次生壁内层构成细胞壁的成分中，多糖，蛋白质、酶类以及脂肪酸等细胞壁中的多糖主要是纤维素、半纤维素和果胶类纤维素构成微团，微团组成微纤丝，微纤丝再组成大纤丝，构成细胞壁支架次生细胞壁中还有大量木质素1.2细胞壁结构成分1.3细胞壁形成•细胞壁的形成是多种细胞器配合作用的结果。•新细胞壁的形成开始于细胞分裂的晚后期或早期。•细胞分裂时，在母细胞的赤道板面上，分泌囊泡(secretoryvesicles)不规则地汇聚在一块，逐渐整齐地排列成片，组成成膜体(phragmoplast)。成膜...
