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毛竹的繁殖主要靠毛竹根部竹鞭上的芽，每年3月份由芽生长发育成竹笋再长成新竹，4～5月份为新竹生长旺季，每日可长80～100mm左右，四年即可成材。成熟的毛竹采伐后，大量埋在地底下的竹鞭（每1公顷竹林，0～10mm土层中根系的总长约24620km）又重新发芽、长笋、成竹，从而实现自身的持续生长。

四年成材的毛竹，具有良好的物理力学性能，可与高密度的阔叶材相媲美。静曲强度、弹性模量、强度是一般木材的2倍。竹材密度为0.789g/cm3，顺向抗强拉度达到201.7Mpa，抗压强度74.2Mpa。

从科学上讲，竹子是一种巨大的草类，禾本科植物。它是常绿（少数竹种在旱季落叶）浅根性植物，茎一般是圆柱形，有节。竹子是重要的森林资源之一，具有分布广、生长快、用途多、生态和经济价值高等特点，被誉为“绿色的金矿”。

毛竹是中国主要的用材竹种,纤维素的合成是竹材形成的必要条件。纤维素主要由纤维素合成酶(Cellulose synthase,Ces A)合成,并储存在植物的初生壁和次生壁中。因此,研究纤维素合成酶的结构与功能对毛竹生长发育以及纤维素的利用有重要指导意义。本研究以毛竹生长过程中不同时期的5个高度(10cm、30cm、120cm、600cm、1400cm)的毛竹为研究材料,其中10cm和30cm时为毛竹生长初期,120cm为毛竹生长上升期,600cm左右为毛竹生长盛期,1400cm时毛竹开始抽枝展叶,为生长末期,通过生物信息学方法、生物显微镜观察、透射电镜观察、荧光定量PCR、RNA原位杂交、Western Blot、蛋白质的体外表达等方法研究了毛竹纤维素合成酶基因的表达和功能。所得结论如下:(1)毛竹茎秆结构显微观察表明毛竹生长发育分为四个时期,第l个时期,细胞未分化期,没有明显的组织结构,此时的细胞主要以分裂产生更多的细胞为主。第二个时期,原生结构形成期,有典型的维管束结构出现,但密度较大,结构较小,韧皮部细胞分化不明显,纤维细胞和薄壁细胞的界限不明确。第三个时期,维管束结构成熟期,纤维细胞和薄壁细胞的界限明确,有两个典型的后生木质部导管,韧皮部结构明显。第四个时期,纤维细胞木质化时期,可以看到纤维细胞周围一层深色物质。




利用细胞生物学研究方法,对厚壁毛竹(Phyllostachys edulis'pachyloen')和毛竹(Phyllostachys edulis(Carr.)H.De Lehaie)的叶片进行了比较解剖研究.揭示了厚壁毛竹与毛竹叶的解剖结构差异,并就解剖结构对光合作用和生长发育的影响进行了探讨.光学解剖观察表明,厚壁毛竹与毛竹叶的解剖结构基本相似,但各解剖因子间具有明显差异.厚壁毛竹的角质层厚度,泡状细胞截面积均高于毛竹,反映出厚壁毛竹的抗逆性和适应性可能高于毛竹.3至5年生竹的叶角质层厚度大于1年生和2年生竹,说明3至5年生竹的抗逆性可能高于1年生和2年生竹.厚壁毛竹的导管截面积和韧皮部截面积与毛竹基本相当,但输水截面积略低于毛竹,说明两竹种同化物运输能力基本相当,毛竹叶维管束的导管密度和水分输导能力高于厚壁毛竹.1年生竹叶的导管截面积,输水截面积和韧皮部截面积均高于其它年份竹,体现了1年生新竹叶较其他年份竹拥有更强的水分输导和同化物转运能力,解剖特征符合新竹为实现高生长,需要大量水分和营养物质的生物学特性.扫描电镜观察表明,厚壁毛竹气孔密度低于毛竹,可能导致厚壁毛竹蒸腾速率略低于毛竹.根据1年生竹气孔密度显著高于2年生竹的特点,推测1年生竹的蒸腾速率可能会高于2年生竹.两竹种梭形细胞的截面积和密度在年份间有着极显著的差异.