2012CB114500-G木材形成的调控机制研究
中国在竹材材性形成分子调控方面取得重要突破
二 零
建了包含36个木质素生物合成结构基因、22个转录因子和11个miRNA的竹子木质化调控网络；利用分子生物学手段
二
一
对毛竹木质素生物合成基因、转录因子和miRNA功能进行了实验验证，提出了由miRNA介导的“MYB-PeLAC20”木质
年
第
素单体聚合调控模型，为人为调控竹子木质素成分提供了可行的策略。该成果2021年6月19日发表在权威杂志《Plant
由木质素生物合成及其在次生细胞壁中
藤
通
的沉积决定的。因此，发展绿色可再生生物质资源的社会需求，使得竹子木质化调控机制等基础研究备受关注。
讯
国际竹藤中心研究人员以毛竹为研究对象，在前期完成15个竹产区毛竹基因组重测序的基础上，利用不同发育时
期的竹笋材料，测定生理、生化指标变化规律，整合形态、解剖表型数据，综合分析转录组、小RNA和降解组数据，构
十
九
Physiology》。
卷
毛竹木质化调控网络是针对竹材材性形成构建的全球首个分子调控网络，是竹子研究进入后基因组时代的一项突破
第 三
性研究工作。该研究成果填补了竹材材性遗传调控网络的空白，对于竹子木质素遗传改良的分子设计育种，创制高产、优
期
质、适应性广的竹子新品种具有重要科学价值，对有效缓解竹资源利用品种单一、总量相对不足的问题具有重要的现实意
中国在竹材材性形成分子调控方面取得重要突破
WRWS> —I
Pt4-nrifU*7
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C«atfrr>l alc«M
木本竹是重要的绿色可再生速生
科技部公布973计划立项项目清单 共批准94个项目
中国人民解放军国防科学技术大学
中国人民解放军国防科学技术大学
2011CB013300
人体运动功能重建的生机电一体化科学基础
朱向阳
上海交通大学
上海市科学技术委员会教育部
2011CB013400
机械装备再制造的基础科学问题
张洪潮
大连理工大学
教育部
2011CB013500
大型水利水电工程高陡边坡全生命周期性能演化与安全控制
教育部浙江省科学技术厅
2012CB719900
高分辨率遥感数据精处理和空间信息智能转化的理论与方法
单杰
武汉大学
教育部
2012CB720000
行星表面精确着陆导航与制导控制问题研究
崔平远
北京理工大学
工业和信息化部
2012CB720100
大型客机座舱内空气环境控制的关键科学问题研究
陈清焰
天津大学
教育部天津市科学技术委员会
祝之明
中国人民解放军第三军医大学
中国人民解放军总后勤部卫生部重庆市科学技术委员会
2012CB517900
儿童孤独症的遗传基础及其致病的机制研究
夏昆
中南大学
湖南省科学技术厅教育部
2012CB518000
重大心血管疾病相关GPCR新药物靶点的基础研究
肖瑞平
北京大学
教育部
2012CB518100
严重创伤重要组织器官修复再生的细胞与分子机制研究
付小兵
中国人民解放军总医院
中国人民解放军总后勤部卫生部
2012CB518200
高原低氧环境的快速习服与长期适应机制研究
范明
中国人民解放军军事医学科学院基础医学研究所
木材改性综述
木材改性的发展历史及现状摘要：本文对国内外木材工业现状存在的问题以及入世后木材工业要面临的形势等进行了分析。
同时也对木材改性的背景、方法及意义进行了阐述，重点介绍了热改性、乙酰化、糠基化改性以及压密化和热处理组合改性的基本原理和工艺及其对木材改性的影响；分析了这些改性方法的应用现状及工业化应用前景，并提出提高木材利用率，更新产品结构，发展生产技术，技术与环境相协调等发展方向及其今后需要着重研究的关键问题。
关键词：木材改性技术现状发展方向The development history and Present situation of WoodModificationAbstract:In this paper, the present situation of domestic and international woodindustry and wood industry after wto accession to the situation facing the etc are analyzed.Also wood modification on the background, methods and significance are expounded, mainly introduces the thermal modification, acetylation, furfuryl modification and pressure and heat treatment and the basic principle of combination of modified process and its impact on the modification of wood; Analyzes the present situation of the application of the modification methods and application prospect of industrialization,And put forward for improving the utilization ratio of timber, update the product structure, the development of production technology, technology in harmony with the environment, such as the development direction and the need tofocus on the key issues in the future.Key words：wood modification technology Present situation Development direction1 引言我国是世界上木材及木制品的主要消费大国,但又是人均占有木材资源最少的国家之一。
中南林业科技大学2012年研究生科技创新基金项目资助表-土木工程学院
基于能值理论的物流园区发展对策研究
冯玲
硕士
方威
企业管理
0.4
商学院
CX2012B19
基于招商引资中“两资失衡”问题的企业生态审计体系构建
李彩
硕士
张亚连
企业管理
0.4
商学院
CX2012B20
微生物发酵法制备抗癌药物美登素的研究
朱晓媛
硕士
黎继烈
发酵工程
0.8
生命科学与技术学院
CX2012B21
陈旬
硕士
胡云楚
木材科学与技术
0.8
材料科学与工程学院
CX2012B06
榉树叶色表达期色素含量及叶片结构研究
刘雪梅
硕士
金晓玲
园林植物与观赏园艺
0.8
风景园林学院
CX2012B07
基于多特征融合的油茶果采摘机器人视觉图像感知系统研究
李昕
硕士
李立君
林业机械化工程
0.8
机电工程学院
CX2012B08
强韧化人工复合木材绿色制造关键技术研究
梁盛
硕士
吴庆定
机械制造及其自动化
0.8
机电工程学院
CX2012B09
基于捆绑器技术的软件水印研究
王叶茂
硕士
车生兵
计算机应用技术
0.8
计算机与信息工程学院
CX2012B10
基于大众审美的糙木家具艺术形态塑造研究
周熙
硕士Байду номын сангаас
刘文金
设计艺术学
0.4
家具与艺术设计学院
CX2012B11
新型竹质通用平托盘力学性能研究
吴疆
木材改性剂与木片加工性能考核试卷
3.木材改性可提高力学性能和耐久性。选择改性工艺应考虑木材种类、改性剂类型和目标性能。如热处理提高耐久性，化学处理提高力学性能，综合改性工艺可提高综合性能。
5.以下哪些木材改性剂可以用于提高木片的防水性能？（）
A.环氧树脂
B.酚醛树脂
C.硅烷
D.有机硅乳液
6.木片加工设备中，哪些设备用于提高木片质量？（）
A.磨刀机
B.筛分机
C.混合机
D.干燥机
7.以下哪些条件有利于木材改性剂在木材中的渗透？（）
A.木材含水率高
B.改性剂粘度低
C.改性剂浓度低
D.木材密度低
B.冷却速率过快
C.木材含水率过高
D.所有以上操作
14.以下哪个因素对木材改性剂的渗透性能影响最大？（）
A.改性剂粘度
B.改性剂浓度
C.木材密度
D.木材含水率
15.以下哪种木材改性剂对木片加工性能的影响最小？（）
A.酚醛树脂
B.环氧树脂
C.有机硅
D.水性聚氨酯
16.以下哪个因素会影响木材改性后的力学性能？（）
A.热压法
B.冷压法
C.热风干燥法
D.冷风干燥法
20.以下哪种改性剂可以用于提高木片的耐候性能？（）
A.环氧树脂
B.酚醛树脂
C.有机硅
D.水性聚氨酯
（以下为试卷其他部分的提示，实际内容需根据题目要求进行编写）
二、填空题（本题共10小题，每小题2分，共20分）
三、判断题（本题共10小题，每小题2分，共20分）
项目活动名称
中国林业温室气体自愿减排项目设计文件
第8 页
中国林业温室气体自愿减排项目设计文件
第9 页
B 基准线和监测方法学的应用 B.1. 所采用的方法学 采用国家发改委备案的温室气体自愿减排交易方法学《森林经营碳汇项目方法学》（以 下简称为《方法学》），编号为 AR-CM-003-V01。 B.2. 方法学的适用性 序号 方法学规定的适用条件 本项目具体情况 本项目地为红松、云杉、落叶 实施项目活动的土地是符合 国家规定的乔木林地，即郁 （a） 闭 度 ≥0.20 ， 连 续 分 布 面 积 ≥0.0667 公顷，树高 ≥2 米的 乔木林。 松、樟子松、胡桃楸、水曲 柳、黄菠萝、榆树、椴树、柞 木、白桦、杨树等树种组成的 《 方 法 学 》 适 针叶林、针阔混交林或阔叶混 用。 交林，所有小班中最小林龄为 9 年，最低树高 2 米，最低郁 闭度 0.2，符合上述要求。 《方法学》不适用于竹林和 灌木林。 在项目活动开始时，拟议实 施项目活动的林地属人工 幼、中龄林。项目参与方须 所有小班林龄均小于《吉林省 基于国家森林资源连续清查 森林采伐更新造林调查设计细 （c） 技术规定（附件 2 ）、森林 则 》 （ 吉 林 资 字 （ 1991 ） 第 资源规划设计调查技术规程 478 号）中人工林中龄林的年 中的林组划分标准，并考虑 龄上限。 立地条件和树种，来确定是 否符合该条件。 项目活动符合国家和地方政 本项目是基于国家和地方政府 (d) 府颁布的有关森林经营的法 颁布的有关森林经营的法律、 律、法规和政策以及相关的 法规和政策措施以及相关的技 《方法学》适 用。 《方法学》适 用。 项目区森林构成的主要类型为 温带针叶林、针阔混交林及各 种类型阔叶林。 《方法学》适 用。 结论
中国林业温室气体自愿减排项目设计文件
木质基光敏变色功能材料的变色性能
３．１ 木 质 基 光 敏 变 色 功 能 材 料 的 微 观 表 征 用扫描电镜观察处理前后木材表面的微观形貌。
图１（ａ）所 示 为 原 始 木 材 表 面 （顺 纹 方 向）的 高 放 大 倍 数扫描 电 镜 图 片。 从 木 材 的 高 放 大 倍 数 图 像 可 以 得 知，木材的管 胞 表 面 结 构 相 对 比 较 光 滑，其 宽 度 在 ４０ ～６０μｍ 之间，深度为 １０～２０μｍ 之 间，而 纹 孔 的 孔 径 却在３～５μｍ 的范 围 内。 图 １（ｂ）所 示，当 木 材 表 面 涂 覆 光 敏 变 色／聚 乙 烯 醇 材 料 后 ，大 量 的 光 敏 变 色 材 料 通 过聚乙烯醇凝胶 过 程 沉 积 在 木 材 表 面，因 聚 乙 烯 醇 薄 膜 为 无 色 透 明，木 材 表 面 的 纹 理 结 构 依 旧 清 晰 可 见。 然而，在放大１０００ 倍 的 条 件 下 观 察 样 品 表 面 形 貌 时， 可以看到球状的光敏变色材料一致均匀地沉积在木材 表面的管胞结 构 中，光 敏 变 色 颗 粒 的 尺 寸 大 小 在 ２～ ７μｍ 之间。 ３．２ 光 敏 变 色 材 料 含 量 对 样 品 经 紫 外 光 照 射 前 后 的
李国梁 等：木质基光敏变色功能材料的变色性能研究
３３２５
木质基光敏变色功能材料的变色性能研究＊
李国梁，李雷鸿，李 坚
（东北林业大学 材料科学与工程学院，黑龙江 哈尔滨 １５００４０）
摘 要： 利 用 聚 乙 烯 醇 作 载 体，通 过 溶 胶－凝 胶 使 光 敏变色材料与 实 体 木 材 进 行 复 合，制 备 具 有 在 紫 外 光
＊ 基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（ 献 标 识 码 ：Ａ
木材的抗热膨胀性与温差调控
木材的抗热膨胀性与温差调控木材作为一种天然的生物质材料，在建筑、家具、造纸等行业中具有广泛的应用。
然而，木材的物理性质，尤其是其抗热膨胀性，对木材的使用和加工产生了一定的限制。
本文将探讨木材的抗热膨胀性及其温差调控机制。
1. 木材的抗热膨胀性木材是由细胞组成的有机材料，其细胞内部含有纤维素、半纤维素、木质素等物质。
当木材受到温度影响时，其抗热膨胀性表现出来。
木材的抗热膨胀性主要受以下因素影响：•木材的含水率：木材的含水率越高，其热膨胀性越强。
因为水分子的热运动受温度影响较大，含水率高的木材在受热时，水分子的热运动加剧，导致木材体积膨胀。
•木材的纤维结构：木材的纤维结构对其热膨胀性也有很大影响。
纤维素、半纤维素和木质素等物质的热膨胀系数不同，导致木材在受热时体积膨胀不均匀。
•木材的密度：木材的密度越小，其热膨胀性越强。
因为密度小的木材内部空隙较大，受热时空气分子的热运动加剧，导致木材体积膨胀。
2. 温差调控机制为了克服木材热膨胀性的限制，人们提出了温差调控机制。
温差调控主要通过控制木材的温度变化速率来实现，以减小木材的热膨胀和收缩。
温差调控的方法主要包括：•缓慢加热和冷却：通过控制木材的加热和冷却速率，使木材在受热和冷却过程中温度变化缓慢，从而减小热膨胀和收缩。
•预应力处理：通过对木材施加预应力，使木材在受热时产生一定的应变量，从而减小热膨胀对结构的影响。
•材料选择：选择热膨胀系数相近的材料进行复合，从而减小整体结构的热膨胀和收缩。
本文仅为整篇内容，后续将详细探讨木材抗热膨胀性的测量方法、温差调控技术及其在实际应用中的效果评估。
3. 木材抗热膨胀性的测量方法为了准确地描述木材的抗热膨胀性，研究人员开发了一系列的测量方法。
以下列举了几种常用的测量方法：•膨胀仪法：通过测量木材在受热过程中的体积变化，计算其热膨胀系数。
•热机械分析法（TMA）：通过测量木材在受热过程中的形变，得到其热膨胀性能。
•激光位移传感器法：通过激光位移传感器测量木材表面在受热过程中的形变，从而得到其热膨胀系数。
木质导热材料的导热性能及强化导热机理研究
木质导热材料的导热性能及强化导热机理研究张桂兰;张振涛;仇洪波;李博;山其米克【摘要】为减少地热供暖过程中的能源损耗,提高传热效率,开展木质导热材料的强化导热机理及性能研究.该研究以木质材料为主要原料,碳素材料为导热材料,采用纳米发热技术和人造板制造技术相结合的工艺制备导热木质复合材料,重点研究木质导热材料的工艺优化,强化导热机理及材料导热性能.研究表明:1)当石墨填充量15％、石墨粒径2 500目、偶联剂为钛酸酯时制备的导热材料其各项力学性能指标均达到国标GB/T 11718-2009《中密度纤维板》的要求.2)最优工艺条件下材料的导热系数为0.266 W/(m·K),与普通木质复合材料的导热系数0.045 W/(m· K)相比,增大了约5倍左右.3)相同热流量的条件下,热量传递至普通木质材料表面温度为41.5℃;传递到导热材料温度为47.95℃.因此,导热材料较普通材料的导热性能有明显的提高.%In order to reduce loss of energy and improve the efficiency of heat transfer in the process of geothermal heating,heat conduction wood materials were studied.The wood was the main raw materials,carbon materials were strengthening thermally conductive material,and thermally conductive wood materials were prepared by nano-technology and wood-based panel technology.Main research focus on process optimization,enhanced heat conduction mechanism and thermal conductivity.Research result indicates:1) Process optimization result are the amount of 15％ graphite filler,2 500 mesh size graphite particle and titanate coupling agents,all mechanical properties are up to GB / T 11718-2009 requirements.2) Thermal conductivity of thermally conductive wood material is 0.266 W/(m · K),but the thermal conductivity of ordinarymaterial is 0.045 W / (m · K).It is ab out five times to the thermal conductivity of ordinary material.3) The same thickness plate,the sameheat flow conditions,heat transfer to the surface,the general wood surface temperature is 41.5 ℃,the thermal material temperature is47.95 ℃.Therefore,the thermal conductivity of thermal conductive materials is significantly improved compared with that of ordinary materials.【期刊名称】《林产工业》【年(卷),期】2017(044)010【总页数】4页(P12-15)【关键词】木质导热材料;强化导热机理;导热性能【作者】张桂兰;张振涛;仇洪波;李博;山其米克【作者单位】中国科学院理化技术研究所【正文语种】中文【中图分类】S781.37随着国家节能减排、低碳环保理念的提出，我国在供热体制上发生了很大的变化，以低温热水辐射和电热辐射为主要采暖方式（以下简称地热采暖）的范围逐渐增大，逐渐代替原有的火炉供暖和暖气供暖，火炉供暖和暖气供暖能耗高、利用率低、占用室内空间大，环境污染严重，而地热采暖能很好地解决上述问题，可以预见，地热采暖未来会有更好的发展[1-3]。
温致变色木质材料的研究进展
温致 变 色材 料是 指 由温 度 变 化 引 起 颜 色 改 变 的
一
域＿ ２ ］ 。木材 由于具 有 独 特 的质 感 、 比强度 高 、 弹 韧 性
类 物 质 ， 在 功能 材 料 领 域 的研 究 十分 活 跃 ， 广 泛
好及优越的加工性能 ， 在建筑装饰材料领域始终保持
着 重要 的地位 。随着 社 会 的 发 展 和人 们 生 活 质 量 的
摘要： 温致 变 色木质材料是一种 随温度 变化而发生智 能变 色和热能转换的新型功 能材料 ， 具有广 阔的发展 前景 。概述 温致变 色材料的分 类及其 变 色机 理 ， 重点阐述温致 变色木质材 料的研 究现状 ， 针对 温致 变色剂的制备 、 温致变 色木 质料
材 的生产工 艺及性 能测试评 价等方 面的问题 ， 提 出温致 变 色木 质材料领域未 来研 究的发展 方向 。
应用于航空化工 、 防伪印刷 、 医疗纺织 、 装饰装潢等领
收稿 日 期 ：２ ０ １ ２ － １ ２ — ２ ０ ；修改时期 ：２ ０ １ ３ － ０ ５ — ２ ７ 基金项 目ｔ国家高技术研究发展计 划 （ “ ８ ６ ３ ” 计划 ） “ 木 竹材料 阻燃 和 温致变 色技术 ” （ ２ ０ １ Ｏ Ａ Ａ １ ０ １ ７ ０ ４ ） 。 作者简介 ：蒋 汇川（ １ ９ ８ ３ 一） ，男 ，中国林科 院木材 工业研 究所 博士 研究生 ． 通讯作 者：傅 峰，男 ，中国林科 院木材 工业研究 所研究 员 ，博 士生
报道 相关研 究的进展及 成果 ， 为温致 变 色 木 质材料的 商业化 生产及 应用提供参考 。
・
日
ｌ 皿
致 变 色 木 质 材 料 的 研 究 进
科技成果——人工林软质木材提质增效改性技术
科技成果——人工林软质木材提质增效改性技术技术开发单位中国林业科学研究院木材工业研究所适用范围木材加工成果简介成果主要技术来源于国家林业局948项目“人工林软质木材表面密实化新技术引进”研究获得的自主知识产权和认定成果。
经过多年的研发和应用，构建了软质木材多功能技术体系，发明了高渗透、高活性改性剂制备关键技术、“呼吸式”浸渍处理控制技术、人工林软质木材多功能改性一体化技术。
解决了制约人工林软质木材功能改良的重大技术瓶颈问题，实现了低质木材高附加值、规模化利用。
针对木材具有多孔性和各向异性的特点，运用木材密实化增强理论、复合材料增强理论，从木材微观和超微观结构入手，采用浸渍控制技术、干燥塑化固定技术，使改性剂渗透并固着在木材内部，同时赋予木材阻燃、防腐、防水等功能，实现人工林软质木材提质增效，构建了软质木材多功能改性技术体系。
开发出以1,3-二羟甲基-4,5-二羟基亚乙基脲为主要成分的高渗透性和高反应活性木材改性剂，储存期达30天以上，改性材的游离甲醛释放量≤0.3mg/L，达到日本F级标准，总挥发性有机化合物（TVOC）的释放率仅为0.10mg/（m2•h）（72h）。
针对人工林杉木渗透性差、浸注难的问题，提出了满细胞法与空细胞法相互交替作用的“呼吸式”浸渍处理控制技术，使改性剂在木材细胞腔、细胞间隙中反复进出，有效打通木材的渗透通道，实现改性剂对木材的快速、均匀渗透。
该方法压力小于0.8MPa，改性材没有压溃现象，干燥后表面刨削量比国内相同技术减少15%以上。
通过调整以1,3-二羟甲基-4,5-二羟基亚乙基脲为主要成分的木材改性剂的pH值、添加分散剂和阻聚剂，使磷氮系阻燃剂，铜唑类木材防腐剂均匀分散在溶液中，调配出一种有机树脂增强、阻燃、防腐等功能为一体的多元复合新型木材改性剂。
由于有机树脂对无机阻燃剂、防腐剂的包覆和化学交联作用，解决了单一无机盐类阻燃剂的吸潮、返霜和强度降低等问题。
按照国家标准GB/T13942.1-2009、GB8624-2006和国际标准ISO5660：2002，测试改性木材的天然耐腐性能、阻燃性能分别达到耐腐等级II级、阻燃性能B1级和日本难燃级；实现了人工林软质木材多功能改性技术的集成创新。
木竹材细胞壁结构形成的分子调控机制
木竹材细胞壁结构形成的分子调控机制【题记】如果说大自然是一位伟大的艺术家，那么木竹材细胞壁就是她的杰作之一。
木竹材细胞壁的结构形成是一个复杂而美妙的过程，它涉及许多分子的调控机制。
在本文中，我将深入探讨木竹材细胞壁结构形成的分子调控机制，带您进入这个神秘而迷人的世界。
【引言】木竹材作为一种重要的经济材料，其细胞壁结构具有决定性的影响。
细胞壁是由纤维素、半纤维素、木质素和琼脂等复合物组成，通过形成复杂的网状结构为木竹材提供了优异的力学性能和耐久性。
然而，木竹材细胞壁结构的形成是一个高度调控的过程，涉及到多个分子的协调作用。
在接下来的篇章中，我将为您揭开木竹材细胞壁结构形成的分子调控机制。
【一、细胞壁合成相关基因的表达调控】细胞壁合成是木竹材细胞壁结构形成的基础，其合成过程需要依赖大量的基因参与。
这些基因在木竹材发育的不同阶段表达量和时空分布都存在差异，从而导致细胞壁结构的差异。
调控这些基因的表达是细胞壁结构形成的重要一环。
1. 转录因子的作用转录因子是调控基因表达的关键分子，它们通过与DNA结合，调控下游基因的转录过程。
在木竹材细胞壁结构形成中，一些转录因子的表达受到内外环境的调节，从而影响细胞壁合成相关基因的表达。
NAC 转录因子家族在细胞壁形成过程中发挥重要作用，其过表达能够促进木竹材细胞壁的合成。
2. 激素的调节激素是木竹材细胞壁形成过程中的重要调节因子。
赤霉素、生长素等激素可以影响细胞分裂和扩张，从而影响细胞壁的合成。
激素还可以通过改变转录因子的活性和结合能力，进而调控细胞壁合成相关基因的表达。
激素在木竹材细胞壁结构形成的调控中扮演着重要的角色。
【二、细胞壁结构形成中的蛋白质调控】在木竹材细胞壁结构形成的过程中，蛋白质的调控也起着至关重要的作用。
蛋白质可以通过其特殊的结构和功能，参与到细胞壁的合成和组装中。
1. 纤维素合成酶的调控纤维素是细胞壁的重要组成部分，而纤维素合成酶则是纤维素合成的关键酶。
三种豆科树种硬实形成机制及破除方法的初步研究的开题报告
三种豆科树种硬实形成机制及破除方法的初步研究的开题报告一、研究背景豆科植物木材中的硬实是木材的一种瑕疵，也是经济上的损失。
豆科树种中，黑荆、银杏、榆树等都有硬实的问题。
硬实是由于木材中形成的解剖性瑕疵，会降低木材的质量，增加制材难度，影响木材的应用价值。
因此，对硬实形成的机制进行研究，有助于找到解决硬实问题的方法，提高豆科树种的经济价值。
二、研究目的本研究旨在探究豆科树种硬实的形成机制，以及破除硬实的有效方法。
三、研究内容1. 硬实的形成机制研究（1）采集黑荆、银杏、榆树等豆科树种的样本，进行解剖学研究，观察硬实形成的位置、形态等。
（2）利用显微镜观察该些豆科树种木材植物纤维细胞壁的厚度、细胞腔大小、细胞排列等特点，探究其与硬实形成的关系。
2. 硬实破除方法的研究（1）利用生物害虫虫眼术对黑荆、银杏、榆树等豆科树种进行治理，并结合观察、测量等手段，探究治理效果。
（2）调节温度、湿度等环境因素，观察硬实生长的速度和形态的变化；在烘干和加工过程中，观察硬实的质量和数量变化。
四、研究意义通过本研究，可以深入了解豆科树种硬实形成的机制，为针对该问题的治理提供有力的理论依据。
同时，也可以为豆科树种的生产和加工提供一定的技术支持，提高木材的经济价值。
五、研究方法本研究采用野外调查、现场观察、显微镜解剖、统计分析等多种研究方法进行。
同时，还将结合生物害虫治理和环境调节等手段，进行硬实破除的实验研究。
六、预期结果本研究预计可以深入了解豆科树种硬实的形成机制，找到一定的破除方法，并为豆科树种的生产和加工提供技术支持。
七、研究进度安排本研究的进度安排如下：1. 第一年：开展豆科树种硬实形成机制的解剖学研究，明确硬实发生的位置以及木材植物纤维细胞壁的特点。
2. 第二年：进行硬实破除方法的实验研究，包括生物害虫治理和环境调节等手段。
3. 第三年：综合上述研究结果，提出有效的硬实治理方法，并对治理方法进行验证。
同时，撰写研究报告和论文。
木材形成的调控机制研究
一、关键科学问题及研究内容拟以杨树等主要用材树种为研究材料，采用次生维管组织再生及离体培育等实验系统，利用遗传学、分子生物学、生物化学、基因组学、生物信息学等研究手腕，研究纤维素、半纤维素和木质素的合成机理；解析细胞壁主要成份协同排列、沉积及遗传因子对该进程的调控机制；阐明激素、多肽、信号转导分子等对木质部细胞分化的调控，和材性相关基因位点的基因组定位及遗传效应分析。
为速生树种材性改良的分子品种设计提供理论和技术支持。
1．纤维素、半纤维素和木质素的合成与调控以杨树等材料为研究对象，解析纤维素合酶复合体结构与作用机制；研究MYB、NAC等转录因子在调控CESA基因及纤维素合成中的影响和相关蛋白KOR、BC1和BC15与纤维素合酶复合体的互作及功能，阐明它们参与纤维素合成的分子机制；研究CSLD五、CSLD 六、BC1一、BC14等同源基因在木聚糖合成中的功能，解析半纤维素（木聚糖）合成机理及这些基因与纤维素合成关键基因互作、应答的机制；次生壁木质素合成关键基因（4CL基因和CAld5H基因）的调控机理，鉴定直接调控木质素合成的MYB类转录因子的功能。
2．细胞壁形成与木材材性的调控利用应拉木形成体系研究细胞壁形成进程中起调控作用的miRNA，并从基因组水平鉴定杨树miRNA的靶基因，及其对木材细胞壁形成的影响机制；基于已有的转录组学数据，对杨树中参与细胞壁形成的关键基因进行深切的转录调控分析，挑选与次生壁加厚相关的转录因子，研究其作用模式和调控机制；开展细胞骨架调控纤维素沉积的分子机理，包括微管、目标蛋白和细胞壁三者间的调控关系和作用方式，揭露微纤丝角度和纤维聚合度与纤维素的沉积与组装的关系。
3.形成层干细胞维持、分化和木质部发育的调控机制利用次生维管再生等系统，研究激素、短肽、信号转导因子和转录因子等对形成层细胞发生、分化和次生木质部不同细胞类型发育的的影响，揭露控制不同管状分子、纤维分子类型的调控因子，阐明其作用机制；利用转基因技术取得不同调控因子表达水平的杨树材料，分析形成层模式转变并结合芯片技术分析全基因表达谱的转变，揭露细胞分化相关调控网络；分析导管分化模式与细胞程序化死亡关系，专门是分析不同类型细胞PCD上游起始因子的特性。
1项目申报书——CB速生优质林木培育的遗传基础及分子调控
工程名称：速生优质林木培育地遗传基础及分子调控首席科学家：张守攻中国林业科学研究院起止年限：2009.1至2018.8依托部门：国家林业局一、研究内容拟解决地关键科学问题生长周期漫长是林木特有地生物学问题,也是提高“林木产量”与“林木质量”必须解决地核心问题.为此,必须揭示林木地生长速率、营养分配、逆境生长、径向-轴向生长、树形决定、杂种超亲性生长地遗传基础和分子调控机制.针对这个核心问题,本工程将探索与回答：<1）林木激素响应、细胞周期与生长速率调控、营养分配与生殖转换地分子机制,是本工程首要解决地关键问题；<2）林木主茎和侧枝地径向-轴向生长与理想树形决定、逆境生长与抗逆调控网络,是本工程第二个关键问题；<3）林木杂种超亲性生长地基因组学和表观遗传学调控、形成规律和干细胞繁育地分子调控机制,这是第三个要解决地关键问题；<4）整合上述机理并转化为林木人工调控系统,创制速生优质新种质、新材料,探索林木遗传改良与分子聚合育种新途径,是最终解决地关键问题.主要研究内容根据本工程研究内容、综合各课题组特长,组织了国内最有特色地团队,依托本工程所在地4个国家重点实验室和7个部门重点实验室,从4个部分地7个方面,将本工程地林木特色材料与功能基因组学、分子遗传学、细胞生物学等方法及传统育种技术有机结合,选取杨树、落叶松等针阔叶模式树种为材料,参照模式植物体系,研究“速生优质林木培育地遗传基础与分子调控”.第一部分瞄准如何自身加快林木生长和如何使林木“不中断或不停滞生长”而“缩短成材周期”地首要关键问题,开展林木植物细胞周期调控地分子机制研究,克隆调控林木生长速率地关键基因,进行与林木营养分配与生长滞长期发生相关地外因<环境因子）与内因<生殖生长转换）地分子调控研究,揭示林木植物速生和木材快速成材地分子调控机理,为弄清速生性状发生和林木快速成材提供科学依据.第二部分瞄准林木“速生”前提下地“材性优质”和“品种特性优良”地关键问题,进行理想树形决定与林木抗逆分子机理研究,阐明与“材性优质”相关地林木主茎和侧枝地径向-轴向生长地分子基础；分离和鉴定“材性优质”和抗逆相关地基因,构建林木在逆境下地转录组,以功能基因组和microarray方法,揭示抗逆基因地表达和调控网络.第三部分瞄准如何挖掘林木速生及杂种超亲性状发生和利用地关键问题,在分子水平上研究“速生杂种超亲性状”发生规律、固定和繁育机制,采用miRNA、基因芯片等技术,纵向<速生性）和横向<稳定性）研究生长速率之间及速生地稳定性间地关系,研究速生优良性状形成中miRNA及其靶基因地表达调控系统；分离与鉴定调控林木速生与繁育调控地相关基因,探索与调控速生与杂种超亲性状地固定和繁育机制,解决制约优良树种无性系化地“瓶颈”问题.第四部分瞄准速生优质林木培育地遗传与调控机理转化为人工调控与分子聚合育种地途径,结合传统育种与生物技术以及上述机理研究所分离基因等,采用分子诊断、RNAi、高通量干细胞系繁育及转基因等方法,探索林木遗传改良关键技术,建立高效稳定地林木遗传改良、干细胞繁育与分子聚合育种技术平台,突破传统育种地局限,创制“缩短成材周期”地“品种特性优良”与“材性优质”等优良性状地新种质、新材料.二、预期目标总体目标：本工程紧紧围绕提高“林木产量”和“林木质量”地需求,以杨树、落叶松等针阔叶模式树种为材料,瞄准林木生长地遗传基础与分子调控这个核心问题,研究林木植物细胞周期调控以及与营养生长滞长期相关地外因<环境因子）与内因<生殖生长转换）地分子机理与转录调控,揭示林木植物速生和木材快速成材地分子调控机理,探索理想树形决定与林木抗逆地分子机理,揭示林木逆境转录组与表达调控网络；阐明优质林木轴向生长和径向生长地分子基础；揭示杂种优良性状形成与稳定地遗传与表观遗传机制,挖掘速生杂种超亲性状发生潜力及林木优良性状地固定和干细胞无性系繁育体系调控机制,解决制约优良树种“无性系化”地瓶颈；建立速生优质林木培育地遗传改良与分子育种技术平台,创制“缩短成材周期”和“缩短育种周期”地速生优质林木新材料、新种质.本工程通过从基础到应用,应用到基础两个方向地研究,获得一批重大地自主知识产权,培养一支林业基础研究骨干队伍,将对速生优质林木培育及其理论带来飞跃发展.五年预期目标：1 形成2个速生优质林木培育地遗传基础及分子调控研究体系：<1）揭示与速生相关地细胞周期调控、理想树形决定、抗逆地表达调控网络、生长滞长期转换等机制,形成以优质林木生长地分子调控机制为核心地研究体系.<2）揭示杂种超亲优良性状地发生规律和固定机制、以及速生林木培育、特别是人工干细胞体系发育地调控网络与表观遗传学机制,形成林木优良性状培育地功能基因组学研究体系.2. 建立3-5个杨树、落叶松超高产、高抗逆、生长超速等高效稳定地速生优质林木技术平台.3. 创制速生优质杨树、落叶松等林木新类型、新材料、新种质10-15个,分离、鉴定与林木速生优质性状相关地基因20-30个,申请发明专利22项以上.4. 本工程将发表学术论文170篇<含SCI论文100篇）,其中国际一流刊物<IF>10）论文4-6篇,本领域一流刊物<IF>5）论文12-17篇.5. 通过本工程实施,将建立一支林木功能基因组学和分子生物学地骨干队伍,培养一批青年学术带头人,同时培养博士后20名、博士50名、硕士70名.三、研究方案总体研究思路：本工程分为四部分七个课题.第一部分包含第一、二课题,针对与“速生”相关地生长速率及滞长期问题,开展林木生长与细胞周期调控机制、营养生长滞长期与生殖生长转变研究,揭示与林木产量相关地速生地分子基础,克隆调控林木生长速率地关键基因,为高产林木培育提供科学依据.第二部分包含第三、四课题,针对“优质”性状形成地关键问题,研究林木理想树形决定地遗传基础与逆境生长地分子调控,揭示林木在逆境胁迫下地基因表达模式与调控网络；阐明林木轴向生长和径向生长地分子基础,分离和鉴定优质、抗逆相关基因,为提高林木质量提供科学依据；第三部分包含第五、六课题,瞄准如何挖掘林木速生杂种超亲性状利用地关键问题,研究超亲性状形成地基因组动态、等位基因互作、基因组重复和重排机制、超亲性状调控地表观遗传机制、杂种林木繁育地干细胞扩增途径、超亲性状地固定机制,发现和鉴定对速生及生长速率稳定性高度相关地miRNA 及目标基因,阐明胚性干细胞繁育调控机理；第四部分包含第七课题,围绕林木“遗传改良”地瓶颈问题,与上述机理研究有机结合,采用分子诊断、RNAi、高通量干细胞繁育及转基因等分子育种方法,研究抗逆林木地遗传改良、林木分子育种技术平台、胚性干细胞人工调控模型、速生优质林木培育新途径,建立速生优质林木培育地遗传改良与分子育种技术平台,创制“缩短成材周期”和“缩短育种周期”地速生优质林木新材料、新种质.课题设置围绕工程所要解决地关键科学问题、研究重点和预期目标合理设置课题.说明课题设置地思路、各课题间地有机联系以及与工程预期目标地关系；详细、具体叙述各课题地名称、主要研究内容和目标、承担单位、课题负责人及主要学术骨干和经费比例等.本工程将从生长地激素响应与细胞周期调控、营养分配和生殖转换调控、抗逆调控网络、树形决定、杂种优良性状形成、干细胞繁育和遗传改良新途径等角度和层次开展研究,从微观到宏观、从基础到应用形成相互联系地有机整体,旨在回答“速生优质林木培育”地关键科学问题.本工程将采取课题地“2＋3”管理模式,第一、二年课题经费比例附后,第三、四、五年地课题经费管理,将根据各课题任务完成情况,采取滚动模式,设置如下课题：课题一：林木植物速生与细胞周期调控地分子机理承担单位：北京大学、北京林业大学负责人：郭红卫教授；学术骨干：尹伟伦、安丰英、于祥春、彭金英、李中海、夏新莉、周晓阳、魏志刚研究内容：以模式植物中与激素响应及细胞周期相关地突变体为材料,研究植物激素信号通路中地组分和细胞周期调控相关组分之间地互作关系；通过生化及遗传手段,分离和鉴定植物激素调控细胞周期地新基因,研究林木细胞周期调控地特有规律；通过比较基因组学及生物信息学,在林木树种中克隆一批和植物激素信号转导及细胞周期调控相关地各类基因,通过转入模式植物中研究其功能及调控方式；进而将其引入林木树种,研究其对林木生长地效应；探索遗传工程技术改良林木生长地新方法.研究目标：分离10个以上与植物激素介导及细胞周期相关地突变体,克隆其中2-3个突变体所对应地新基因,并通过模式体系揭示其功能；以遗传分析和高通量地基因组学手段,阐明植物激素信号组分对应于细胞周期地调控机理,揭示乙烯调控细胞周期地分子机理；完成3-5个新克隆基因在林木中地遗传转化,并分析对林木速生地效应；在本领域相关国际学术杂志上发表12-16篇SCI论文；其中国际一流杂志<IF>10）1-2篇以上；<IF>5）论文4-6篇以上,申请发明专利2-4项；培养博士后2-4名,硕士和博士研究生10-15名.经费比例：15％课题二：林木营养生长和生殖生长转变地调控机理承担单位：东北林业大学、中国科学院植物研究所负责人：杨传平教授学术骨干：张大明、刘桂丰、刘关君、邓辉胜、王宝生研究内容：采用谱系基因组学<phylogenomics）、基因芯片、表观遗传学和信号转导等方法,研究林木生殖转变相关地四类调控基因<FT, FLC-SOC1, LEAFY, AP1）和生殖转变中光周期、赤霉酸、春化、生长点识别地机理,研究立地与环境信号对生殖转变和滞长地调控机理；分离、鉴定林木MADS-box基因家族成员,揭示林木与模式植物直系基因<orthologs）间地功能分化,阐明林木生长滞长期发生地遗传和环境效应,及延长童期速生地调控途径,为林木遗传改良提供理论依据和相关基因.研究目标：分离、鉴定林木MADS-box基因家族成员和生殖转变相关地四类调控基因<FT, FLC-SOC1, LEAFY, AP1）及其表达样式,阐明生殖转变中光周期、赤霉酸、春化、生长点识别地机理,阐明林木立地和环境信号对滞长期地调控机理, 揭示林木滞长期发生地调控机制,提供滞长期发生地解决方案和延长童期速生地调控途径.克隆改变滞长期相关基因5-10个,发表论文20篇,其中SCI刊物论文10-14篇,IF>5地论文5篇以上；培养博士6名,硕士8名.经费比例：13.5％课题三、优质林木树形决定地分子基础承担单位：中国农业大学、清华大学负责人：杨淑华教授学术骨干：刘栋、李珍、张晓燕、张海荣、周晓峰、郭万里、雷明光研究内容：以模式植物为对象,研究植物主、侧枝轴向生长与径向生长地分子调控机理,发现并克隆植物株型决定相关地新基因；研究模式植物中发现地相关基因对林木树种主、侧枝轴向生长与径向生长地影响,揭示林木树形决定地特有机制；探索林木优质干形形成地遗传基础及速生、高产、高出材率、高生物量地生长调控机制,克隆一批林木树形决定地相关基因,并通过转入模式体系揭示其功能；探索遗传工程技术改良林木生长地新方法.研究目标：获得约10个以上植物株型相关地突变体；克隆2-3个模式植物株型决定地关键基因,5-10个林木树形决定相关基因；鉴定3-5个基因对林木树形决定中地效应,揭示林木树形决定地分子基础；建立关键基因在改良林木生长中地新方法.在本领域相关国际学术杂志上发表12-16篇SCI论文；其中在国际一流杂志<IF>10）发表论文1-2篇,在国际有影响力地杂志<IF>5）上发表论文5篇以上,申请发明专利3-5项；培养博士后4-6名,硕士和博士研究生16-20名.经费比例：14.5％课题四、优质林木抗逆生长地功能基因组学承担单位：中国科学院植物研究所负责人：王晓茹研究员学术骨干：曾庆银、杨海灵、陆海、董玉柱、潘锦、毛建丰、蔡清研究内容：从基因组、转录组、功能基因组三个层次上,开展林木抗逆地细胞转录组以及逆境生长关键基因或基因家族地功能研究,揭示林木逆境反应地调控机制：采用Solexa测序技术,建立逆境条件下不同组织地转录组,揭示林木在逆境下不同组织地转录组差异；研究与干旱、高寒、盐碱、污染等逆境相关地基因、基因家族、转录组操纵基因、调控元件以及ncRNA在逆境条件下地基因表达和调控网络；克隆与逆境相关地关键基因或基因家族,尤其是海藻糖合成代谢与GST相关基因等,表达和纯化相关蛋白,并研究蛋白质结构和功能,进而将这些基因转入模式生物进行体内功能研究.研究目标：建立逆境胁迫下不同组织和细胞地转录组；揭示林木对逆境胁迫下全基因组地表达调控网络；阐释逆境胁迫下地转录调控机制.分离、鉴定并克隆与逆境生长关键基因或基因家族,并揭示其表达产物即蛋白质地结构与功能,从体外<in vitro）和体内<in vivo）两方面全面揭示其抗逆生长功能.在林木抗逆研究领域地国际主流杂志上发表SCI系列论文12-17篇,其中国际一流杂志<IF>10）2篇以上；<IF>5）论文5篇以上,培养博士和硕士研究生10-15名.经费比例：14％课题五、杂种林木超亲速生性状地形成和固定地基因组学承担单位：南开大学、中国科学院植物研究所负责人：宋文芹教授学术骨干：林金星、王春国、陈成彬、陈力、李秀兰、许文胜、郝怀庆、陈彤研究内容：采用杂种速生针叶和阔叶模式树种为对象,开展杂种林木超亲优良性状形成、固定与繁育地分子机理研究.通过转录特征、表观遗传调控和功能分析,揭示杂种林木超亲优良性状形成机制,发现并克隆相关地基因；分析基因差异表达谱,构建不同组织、不同发育时期地基因组甲基化谱；研究基因组重排、共线性缺失、等位基因互作、转座子激活在超亲速生性状形成中地作用机理；探究杂种速生林木优良性状地固定途径和基因调控因子；揭示杂种速生优质林木繁育地遗传基础,分离并鉴定相关基因.为杂种超亲速生林木地利用奠定基础.研究目标: 获得参与杂种速生林木优良性状形成、固定与繁育调控地相关基因,揭示相关基因地结构、功能及在染色体上地定位；揭示相关基因地转录调控机制及DNA甲基化变化特征；阐释优良性状发生规律和固定途径,从基因组水平揭示优良性状固定维持地内在机制,创新优良性状地固定与繁育途径.在国际相关SCI刊物上发表文章10-14篇：IF>5以上地文章3-5篇,申请2项以上发明专利,培养研究生20-30名.经费比例：12.5％课题六、杂种林木无性系与干细胞繁育地分子调控系统承担单位：中国林业科学研究院负责人：齐力旺研究员学术骨干: 孙晓梅、李新民、杨文华、杨秀艳、史胜青、王建华研究内容：以现有地杨树<Populus）、落叶松<Larix）速生及其对照无性系,模拟生命状态下落叶松胚性干细胞人工调控发育模型,构建不同生长速率并能够稳定遗传地细胞系,根据生产上存在地生长速率不稳定遗传地实践问题,构建不同程度地不稳定遗传地生长速率细胞系.在细胞和个体水平上,采用miRNA、基因芯片、实时荧光定量PCR及荧光原位杂交技术,纵向<从速生到不速生）和横向<从稳定到不稳定）研究miRNA及其目标基因地表达和生长速率之间及速生地稳定性之间地关系.发现和鉴定对速生及生长速率稳定性高度相关地miRNA及目标基因；通过miRNA inhibitor和sense/antisense RNA等技术,人为改变<过量表达或印制其表达）这些相关miRNA及目标基因地表达,从而在细胞水平上证明它们对速生性状地形成及遗传稳定性地调控功能.进而用人工创制及天然选育地速生林木无性系或干细胞系,在个体水平上,用QRT-PCR技术验证这些关键miRNA及目标基因对速生性状地形成及其稳定性调控地普遍性；揭示miRNA及目标基因在林木速生无性系生长过程中地调控规律和分子机制.研究目标：建立优化杨树速生无性系和落叶松胚性干细胞人工调控发育模型,揭示林木生长发育过程中关键基因表达和调控方式地时空变化格局,在细胞水平上证明相关miRNA及其目标基因对速生性状地形成及遗传稳定性地调控功能,确定关键基因表达地实时和定量数据；以miRNA或显微切割方法,获得或鉴定速生性状关键基因及其在体外表达地证据并做荧光原位定位.阐述林木速生优质无性系生长过程中miRNA及其目标基因等在速生优质林木无性系生长过程中地调控规律和分子机制.在国际相关SCI刊物上发表文章10-13篇：IF≥5以上地文章3-5篇.申请2项以上发明专利.经费比例：13.5％课题七：速生优质林木地聚合育种与分子改良承担单位：中国林业科学研究院负责人：张守攻研究员学术骨干：苏晓华、韩素英、费本华、张冰玉、黄秦军、黄敏仁、潘惠新研究内容：采用分子诊断、RNAi、高通量干细胞繁育及分子育种等方法,突破林木遗传改良关键技术,与经典地林木遗传改良技术有机结合,建立杨树、落叶松超高产、高抗逆、生长超速等所需目标高效稳定地技术平台,转化课题一～六机理研究所分离地速生优质相关基因,研究杨树、落叶松速生和优良性状形成地人工调控、品种改良及优良杂种稳定地途径,构筑速生优质性状地分子诊断与预测体系.进行新种质创制地示范研究,开创林木分子育种新模式.研究目标：建立林木特有地分子育种与规模化繁育技术体系,解决杂种优良性状固定和繁育地技术瓶颈,建立3-5个超高产、高抗逆、生长超速等高效稳定地技术平台,创制6-10个超高产、高抗逆、生长超速等林木新种质.在国际相关SCI刊物上发表文章7-10篇,申请6个以上林木遗传改良关键技术地发明专利或新品种注册权,在国际相关SCI刊物上发表文章5-7篇.经费比例：17％(包括工程管理机动费用、课题总结与学术研讨会等）七个课题地相互关系如下：技术途径：本工程首次从林业科学基础研究地角度,从功能基因组和分子调控机理去揭示林木特有地生物学问题,把“基因组研究从草本延伸到木本”<Nature Review Genetics,2006,7:827）,开展“缩短成材周期”“缩短育种周期”林木培育地林业科学发展研究,从机理上解决林木优质和速生地矛盾,实现优质、抗逆并速生地人工调控途径,全面揭示提高“林木产量”、“林木质量”地速生优质林木培育地遗传基础与分子调控机制；本工程在方法上首次实现中国特有地针叶树胚性干细胞模式体系和转基因体系,与功能基因组、表观遗传调控等现代方法地结合,为建立林木模式体系、突破草本模式地局限、形成我国特有地林木研究平台奠定基础.与国内外同类研究相比,本工程从功能基因组学、分子遗传学、细胞生物学等不同角度,从树形决定、细胞周期调控、转录组、信息大分子到激素小分子等不同层次,全面研究林木“生长调控”核心问题,把我国基础相对薄弱地林业科学研究推向国际科学前沿.本工程首次探索与构建针叶林木逆境生长转录组和抗逆调控网络,为探索林木抗逆地分子机理,培育优质高抗林木新品种开辟一个新途径.工程综合地研究技术平台使本研究更富有创新活力.综合运用生物信息、基因芯片、反义核酸和RNAi、蛋白质组学、基因敲除等技术,将其有机地整合在一起,形成一个高效地基因筛选和功能验证技术平台,为发现和确证与速生优质相关基因提供有力地技术保障.首次从延长林木速生高峰机制地“不中断与不减速生长”地内外因子调控机制,来研究林木地生长调控与如何克服生长滞长期问题,从而使“成材周期”缩短一半以上,从基础科学入手,加速国民经济中“林木产量”、“林木质量”地稳步快速发展.研究特色：本工程利用功能基因组学、分子调控等一年生草本模式植物研究思路,首次在多年生木本植物中开展逆境胁迫下地基因表达和抗逆调控网络、胚性干细胞分子调控、杂种超亲性状形成和固定地基因组学规律等研究,填补了用材树种研究地多项空白.木本植物个体发育周期长、遗传操作困难,本研究通过生长速率地细胞周期调控、生殖生长调控、优良品系干细胞培育调控等途径,将基础理论成果延伸到应用技术,增加营养生长期延迟成龄树开花来增加木材地生物量,缩短成材周期,从而加速育种速度,使分子育种等遗传改良新途径在林木中得以应用.中国林科院是中国林业科学研究地窗口,50年来在林木培育和育种领域,一直注重把最新科学及其技术手段引入生产一线,创制和积累地丰富育种材料,正是本工程研究地根本.所以,本工程地实施必将解决我国林业重大地生长问。
木材学实验指导
木材学实验指导A guide book for experiments of wood science罗建举徐峰梁宏温编著二○○八年十二月目录第一章木材构造/Wood structure ........ (1)实验一木材宏观构造/Gross structure of wood (1)实验二针叶材宏观构造/Gross structure of softwood (5)实验三阔叶材宏观构造（1）/Gross structure of hardwood (8)实验四阔叶材宏观构造（2）/Gross structure of hardwood (12)实验五进口木材宏观识别/Wood identification of imported species (16)实验六木材制片/Preparation of wood section specimen (18)实验七针叶树材显微构造（1）/Minute structure of softwood (23)实验八针叶树材显微构造（2）/Minute structure of softwood (26)实验九阔叶树材显微构造（1）/Minute structure of hardwood (29)实验十阔叶树材显微构造（2）/Minute structure of hardwood (32)实验十一木材解剖分子的离析与测量 /Isolation and measurement of wood elements (35)第二章木材物理力学/Wood physico-mechanical properties (37)实验十二木材年轮宽度与晚材率测定/Determination of growthincrement width and latewood percentage (37)实验十三木材含水率、干缩性和密度测定/Determination ofmoisture content, shrinkage and wood density (39)实验十四木材顺纹抗压强度测定/Determination oflongitudinal compression strength (42)实验十五木材抗弯强度及抗弯弹性模量测定/Determination of MOE and MOR (45)实验十六木材顺纹抗剪强度测定/Determination ofsheering strength along the grain (48)实验十七木材冲击韧性测定 /Determination of impact toughness (51)实验十八木材硬度测定/Determination of hardness (53)第三章木材化学/Wood chemistry (55)实验十九木材化学式样采集与制备/Sampling for Chemical analysis..55 实验二十木材灰分含量分析/Ash content analysis (56)实验二十一木材水抽提物含量分析/Extractives content analysis (58)实验二十二木材1%NaOH抽提物含量分析/1%NaOH extractives content analysis (60)实验二十三木材综纤维素含量分析/Holocellulose content analysis..62 实验二十四木材纤维素含量分析/Cellulose content analysis (64)实验二十五木材戊聚糖含量分析/5-C-polysaccharide content analysis (66)实验二十六木材木素含量分析/Lignin content analysis (69)实验二十七木材pH值分析/ph value analysis (71)实验二十八木材酸碱缓冲容量分析/Buffer capacity to acid and alkaline (72)实验二十九利用木素显色反应区分针、阔叶树材 /Differentiation ofsoftwood from hardwood by the lignin color reaction..74 第四章木材保护与改性技术/Wood protection and modification (75)实验三十木材阻燃处理/Fir retardance treatment (75)实验三十一木材防腐处理/Preservation treatment (77)实验三十二木材尺寸稳定化处理/Dimensional stabilization treatment (79)实验三十三木材软化与弯曲成型/Softening treatment and bending of wood (81)实验三十四木塑复合物(WPC)制备技术/Preparation of WPC (83)实验三十五木材脱色与漂白/Bleaching and decoloring treatment (84)实验三十六木材染色/Dyeing of wood (86)作业题和思考题/Reflection and practice (88)第一章木材构造/ Wood Structure实验一木材宏观构造/Gross structure of wood一、实验目的1.识别与掌握木材宏观构造的主要特征：木材三切面、心材和边材、生长轮（年轮）、早材和晚材、木射线、树脂道、管孔等。
木材工业分会木材保护研究会理事会召开
木材工业分会木材保护研究会理事会召开
马星霞
【期刊名称】《木材工业》
【年(卷),期】2018(32)1
【摘要】第五届中国林学会木材工业分会木材保护研究会第-次理事扩大会2017
年11月广州在召开.秘书长马星霞做了研究会工作规划报告.会议承办方,广东省林
科院院长李小川致辞,肯定研究会的工作成绩,并提出指导意见;行业资深专家蒋明亮、曹金珍、李兴伟和苏海涛等提出：学术交流要常态化持续开展,并在发挥学术优势
的前提下,紧密联系企业,有针对性地开展机理和工艺研究.
【总页数】1页(P32-32)
【关键词】木材保护;木材工业;理事会;学术交流;中国林学会;秘书长;林科院;广东省【作者】马星霞
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】S7-26
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项目名称：木材形成的调控机制研究
首席科学家：卢孟柱中国林业科学研究院起止年限：2012.1-2016.8
依托部门：国家林业局
一、关键科学问题及研究内容
拟以杨树等主要用材树种为研究材料，采用次生维管组织再生及离体培养等实验系统，利用遗传学、分子生物学、生物化学、基因组学、生物信息学等研究手段，研究纤维素、半纤维素和木质素的合成机理；解析细胞壁主要成分协同排列、沉积及遗传因子对该过程的调控机制；阐明激素、多肽、信号转导分子等对木质部细胞分化的调控，以及材性相关基因位点的基因组定位及遗传效应分析。
为速生树种材性改良的分子品种设计提供理论和技术支持。
1．纤维素、半纤维素和木质素的合成与调控
以杨树等材料为研究对象，解析纤维素合酶复合体结构与作用机制；研究MYB、NAC等转录因子在调控CESA基因及纤维素合成中的影响以及相关蛋白KOR、BC1和BC15与纤维素合酶复合体的互作及功能，阐明它们参与纤维素合成的分子机制；研究CSLD5、CSLD6、BC11、BC14等同源基因在木聚糖合成中的功能，解析半纤维素（木聚糖）合成机理及这些基因与纤维素合成关键基因互作、应答的机制；次生壁木质素合成关键基因（4CL基因和CAld5H基因）的调控机理，鉴定直接调控木质素合成的MYB类转录因子的功能。
2．细胞壁形成与木材材性的调控
利用应拉木形成体系研究细胞壁形成过程中起调控作用的miRNA，并从基因组水平鉴定杨树miRNA的靶基因，及其对木材细胞壁形成的影响机制；基于已有的转录组学数据，对杨树中参与细胞壁形成的关键基因进行深入的转录调控分析，筛选与次生壁加厚相关的转录因子，研究其作用模式和调控机制；开展细胞骨架调控纤维素沉积的分子机理，包括微管、目标蛋白和细胞壁三者间的调控关系和作用方式，揭示微纤丝角度和纤维聚合度与纤维素的沉积与组装的关系。
3.形成层干细胞维持、分化以及木质部发育的调控机制
利用次生维管再生等系统，研究激素、短肽、信号转导因子和转录因子等对形成层细胞发生、分化以及次生木质部不同细胞类型发育的的影响，揭示控制不同管状分子、纤维分子类型的调控因子，阐明其作用机制；利用转基因技术获得不同调控因子表达水平的杨树材料，分析形成层模式变化并结合芯片技术分析全基因表达谱的变化，揭示细胞分化相关调控网络；分析导管分化模式与细胞程序化死亡关系，特别是分析不同类型细胞PCD上游起始因子的特性。
4.木材和材性形成的比较基因组学
利用生物信息学、系统发育和比较基因组学等手段，比较不同材性林木（10个）和草本（35个）物种中纤维素、细胞壁沉积和木质部细胞分化等相关基因（基因家族）的保守与变化式样；重点阐述木材及材性基因的共性和特性；筛选木材和材性形成与调控中尚未被仔细研究过的关键基因，通过杨树等模式植物进行转基因功能验证。
5.木材品质性状QTL定位、解析与克隆
利用杨树、桉树等种质资源材料及杂交群体，进行木材品质性状QTL分析，通过目标基因组局部区域图谱加密和增加作图个体数量，提高QTL定位精度；分析QTL与环境的互作以及QTLs之间的上位性效应，分析材性相关eQTL的基因组分布特征及效应；主效QTL 区间序列测序，发现作图亲本在相应区域的杂合基因位点；利用生物信息与图位克隆相结合的方法，克隆主效基因；对克隆的主效基因开展表达调控研究，并探讨相应基因在木材形成中的作用。
6.木材品质性状的联合遗传学研究
以重要用材树种的自然群体为试材，采用全基因组和候选基因的联合遗传学策略，系统地鉴定重要木材纤维性状形成关键基因的功能、等位基因序列变异和等位基因效应，开发功能SNP标记；研究
基因内与基因间SNP位点及其组成的单倍型对木材性状的遗传效应，及遗传互作方式；发掘一批在林木自然群体中具有育种价值的功能SNP位点，初步建立林木木材品质优异新种质的早期筛选与鉴定技术体系。
二、预期目标
1.总体目标
本项目针对严重制约我国人工林木材品质改良的问题，围绕木材形成的遗传调控这一重大科学问题，以杨树等我国主要用材树种为研究材料，应用基因组学、分子遗传学、生物信息学等理论和技术，研究纤维素、半纤维素和木质素的合成机理, 解析细胞壁主要成分合成、排列、沉积的调控机制；揭示激素、信号转导分子等对木质部细胞分化的调控机制；分析控制木材品质性状的遗传位点及遗传效应，构建调控木材材性改良的模型，为品质改良的分子设计提供依据；发掘品质改良重要的调控因子，包括染色体区段/基因簇/基因/等位基因、miRNA等；提出针对不同材质分子设计策略、方法，为新品种培育提供理论和物质基础。
通过项目的实施，将进一步提升林木木材形成的调控理论，提高我国林木育种在理论和技术上的原始创新能力；建立林木材性改良的分子技术体系，为优质、高产林木育种提供支撑；保持我国在人工林特别是速生林木品种培育的国际先进地位，最终为我国木材安全提供理论和技术保障。
2.五年预期目标
（1）阐明细胞壁主要化学成分的合成、纤维沉积方式的调控机理，鉴定出主要的调控因子。
（2）揭示形成层干细胞维持、分化以及木质部不同类型细胞发育的遗传调控机制，鉴定出重要调控因子。
（3）解析木材品质性状形成相关基因片段/基因簇/基因，开发基于功能基因的分子标记，初步建立一套林木木材品质优异的新种质早期筛选与鉴定技术体系。
（4）鉴定遗传因子80-100个、遗传标记120-150个，获得调控木材形成的遗传因子（基因片段/基因簇/基因及miRNA等）20-30个；分子标记10-15个；获得木材品质显著改良的新种质20-30份。
（5）培养硕士、博士研究生80-100名，培养青年学术骨干8-10人。
（6）发表SCI论文70-80篇（累计影响因子200以上）；申请专利15-20项。
三、研究方案
1. 学术思路
木材形成是一个复杂的多基因调控网络，涉及木质纤维的合成及在细胞壁上的沉积，木质部不同细胞类型的分化以及个体多年径向生长等过程的调控。
因此，以模式草本植物为研究材料取得的成果需要在木本植物上加以验证，而且要针对林木本身，进行木材形成的调控机制研究，才能获得系统性强、具有应用前景的研究成果。
木材材性的调控包括了从亚细胞（细胞壁）、细胞、组织到个体的各个层次，需要围绕核心科学问题即木纤维的合成、细胞壁沉积方式、木质部不同类型细胞的分化和材性的遗传调控，运用分子遗传学、生物化学、基因组学、生物信息学等理论和方法，分离和克隆细胞壁和木纤维形成的关键基因并分析其功能；利用细胞学以及转录组等手段研究木质部细胞分化的遗传调控；利用比较基因组学研究不同材性物种的共性与特性，筛选材性控制的关键基因和关键位点；利用转基因、QTL 以及群体遗传学等手段，揭示关键基因变异对材性的影响，为我国速生优质林木培育提供原创性的理论和技术。
2. 技术途径
本项目将根据总体目标和目前该学科的发展趋势，充分利用已有的杨树、桉树等基因组信息、已构建的多种林木遗传图谱和功能基因组研究资源平台，从分子、细胞、组织、个体、群体等层面上系统解析木材形成的遗传调控机制。
在分子水平上，针对木材主要结构组分（纤维素、半纤维素及木质素等），采用正向与反向遗传学等策略阐明其生物合成的分子基础。
在细胞水平上，针对木材细胞壁沉积与加厚过程，利用转录组数据、分子生物学与生物化学的手段揭示细胞壁形成的调控网络，阐明细胞骨架调控纤维素沉积的基础。
在组织水平上，利用细胞生物学、功能基因组学等手段研究木质部细胞分化的遗
传调控机理。
在群体水平上，组合利用基于自然群体的联合遗传学及基于家系的QTL作图技术检测控制木材品质性状QTL的效应，分析重要基因的功能，解析基因内具有育种应用价值的功能SNP标记位点。
在物种水平上，利用比较基因组、生物信息学与系统生物学等手段，研究物种间木材与材性形成基因的共性与特性。
最终阐明木材形成和木材品质性状遗传控制的机制，为木材材性定向分子设计与改良奠定理论和技术基础。
主要研究路线如下图：
四、年度计划。