專利名稱：：一種確立棉花纖維中木質(zhì)素含量和纖維品質(zhì)相關(guān)關(guān)系的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于生化分析領(lǐng)域，涉及一種纖維品質(zhì)檢測分析方法，具體為一種確立棉花纖維中木質(zhì)素含量和纖維品質(zhì)相關(guān)關(guān)系的方法。
背景技術(shù)：
：棉花纖維是由胚珠表皮細(xì)胞在受精前后經(jīng)分化突起、伸長、次生壁增厚和脫水成熟而形成的。國內(nèi)外學(xué)者認(rèn)為成熟的棉花纖維中不含有形成細(xì)胞壁交聯(lián)結(jié)構(gòu)的木質(zhì)素，但本發(fā)明的項目團隊經(jīng)過對棉花纖維品質(zhì)形成機理的大量研究，通過分子生物學(xué)實驗、熒光觀察、多種生化分析方法證明成熟的棉花纖維中含有形成細(xì)胞壁交聯(lián)結(jié)構(gòu)的木質(zhì)素。并且提出木質(zhì)素是棉花纖維細(xì)胞壁重要構(gòu)成成分并與細(xì)胞壁的多糖形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，影響細(xì)胞壁的生長、強度、形態(tài)建成和對生物與非生物逆境的抗性。同時最新研究表明形成木質(zhì)素的苯丙烷代謝途徑是棉花纖維發(fā)育中僅次于纖維素代謝途徑的第二大代謝途徑，相關(guān)基因的上揚表達(dá)與棉花纖維次生壁發(fā)育同步，因此木質(zhì)素的含量可能對棉花纖維品質(zhì)有重要影響。然而對于棉花纖維中木質(zhì)素含量與纖維品質(zhì)間的關(guān)系研究國內(nèi)外還處于空白。在棉花纖維品質(zhì)分析鑒定方面，也沒有利用木質(zhì)素含量作為纖維品質(zhì)間接評價指標(biāo)的具體實踐。現(xiàn)代紡織工業(yè)對原棉品質(zhì)的要求，是在一定絨長基礎(chǔ)上側(cè)重強調(diào)纖維比強度和馬克隆值等內(nèi)在品質(zhì)。其中棉花纖維比強度是原棉最重要的品質(zhì)指標(biāo)，與成紗品質(zhì)有著密切的關(guān)系。有研究發(fā)現(xiàn)棉花纖維比強度與次生壁的厚度和纖維素的超分子結(jié)構(gòu)相關(guān)，同時還與棉花纖維中非纖維多糖的交聯(lián)相關(guān)。其中木質(zhì)素即為非纖維多糖的交聯(lián)結(jié)構(gòu)物質(zhì)的主要組成部分，因此檢測并確定棉花纖維中木質(zhì)素含量與棉花纖維品質(zhì)的關(guān)系對于正確了解棉花纖維品質(zhì)形成的生化基礎(chǔ)具有十分重要的意義。Klason法也叫直接法、硫酸法，是經(jīng)典的分析木質(zhì)素的方法，與紫外分光光度法相比，無需配制標(biāo)準(zhǔn)溶液，測定程序簡單，不僅定量化而且精度較高，使其在測定植物木質(zhì)素上得到了廣泛的應(yīng)用。目前該方法主要是用于測定木質(zhì)素含量相對較高的花生殼、木材、稻殼、煙葉、麻類纖維等材料上。但由于棉花纖維木質(zhì)素含量很低，該測定方法不能被直接推及應(yīng)用于對棉花纖維中木質(zhì)素含量的檢測。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種檢測并確立棉花纖維中木質(zhì)素含量與纖維品質(zhì)相關(guān)關(guān)系的方法。本發(fā)明提供的確立棉花纖維中木質(zhì)素含量和纖維品質(zhì)相關(guān)關(guān)系的方法，包括以下的步驟A、樣品采集與準(zhǔn)備采集成熟的棉花纖維樣品30-50份，進行棉花纖維品質(zhì)檢測，測得各樣品的纖維長度、比強度、馬克隆值；B、樣品前處理去除葉片和種殼碎片等非棉纖維雜質(zhì)，稱取5-10g棉樣，用均一化3緩沖液清洗兩次，再用80%丙酮清洗兩次，純丙酮清洗一次，每次清洗都渦旋、反復(fù)擠壓、并將棉花纖維放在金屬夾蒜器中擠出殘留的液體，清洗完成后的棉樣45°C烘干備用；C、濾紙?zhí)幚韺⒅旅芏繛V紙用稀硫酸完全浸濕后用蒸餾水洗至中性，在60°C烘箱中烘干至恒重；D、木質(zhì)素含量測定稱取2-3g試樣置于50ml具塞玻瓶內(nèi)，加10_20ml預(yù)先在4°C冰箱中預(yù)冷的濃硫酸，充分混勻后，室溫下放置l_3h，轉(zhuǎn)入1L高壓滅菌瓶中，加蒸餾水稀釋至濾紙?zhí)幚頃r的硫酸濃度，瓶口密封后高壓滅菌鍋高溫處理lh，自然冷卻至室溫；用烘干恒重的致密定量濾紙過濾，用蒸餾水洗滌至濾紙中性，將濾紙連同殘渣放置在60°C烘箱中烘干至恒重，馬弗爐中575°C下灰化，稱灰分重量，濾紙的重量之差減去灰分重量即為木質(zhì)素的重量，每個棉樣重復(fù)2-3次并取其平均值；E、相關(guān)性分析以棉花纖維中木質(zhì)素含量為因變量y，纖維長度、比強度、馬克隆值分別為自變量Xi、X2、X3，統(tǒng)計分析得到木質(zhì)素含量與纖維品質(zhì)相關(guān)關(guān)系回歸方程，并進行統(tǒng)計檢驗。本發(fā)明將傳統(tǒng)的分析木質(zhì)素含量的Klason法加以改良，將樣品重量加大到2g，將常用的試樣處理過程中的煮沸回流改為在高壓滅菌鍋中保持lh，這樣可以減少加熱過程中酸的損失及對周圍環(huán)境的污染。并將Klason法中濾紙用坩堝100°C以上烘干改為用致密定量濾紙(615Cm)6(TC烘干，由于過濾前后濾紙在相同條件下處理，可以較好地控制試驗誤差，也避免了3%硫酸處理后的濾紙在高溫下烘干時破裂而無法使用的情況發(fā)生。采用本方法可以在基于傳統(tǒng)的硫酸法(Klason法)實驗設(shè)備條件基礎(chǔ)上完成，由于加大了樣品重量，取消了回流工序，并且降低了濾紙烘干溫度，從而保證了檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。與紫外分光光度法相比，無需配制標(biāo)準(zhǔn)溶液，測定程序簡單，并且能做到稱量結(jié)果的數(shù)學(xué)計算，不僅定量化而且精度較高，系統(tǒng)誤差小保證了較高的檢測精度，從而能夠在統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)上建立木質(zhì)素含量與纖維品質(zhì)相關(guān)關(guān)系回歸方程，并且所確定的相關(guān)系數(shù)具有較高的顯著性水平。本方法為正確了解棉花纖維品質(zhì)形成的生化基礎(chǔ)，豐富纖維品質(zhì)的評價途徑，指導(dǎo)棉花生產(chǎn)具有積極意義。特別是在育種上選擇決定木質(zhì)素含量的目標(biāo)基因，以及在栽培措施上通過控制木質(zhì)素形成影響因素，從而間接調(diào)控棉花纖維品質(zhì)具有現(xiàn)實而重要的意義。具體實施例方式實施例11、儀器與試劑高壓滅菌鍋，定溫恒溫干燥箱，HVISPECTRUM-I型棉花纖維品質(zhì)檢測儀。Tris-HCl(北京欣經(jīng)科公司)；曲拉通x_100分析純(北京欣經(jīng)科公司)；NaCl分析純(西安化學(xué)試劑廠)；丙酮分析純(鄭州德眾化學(xué)試劑廠)；濃硫酸分析純(天津盛淼精細(xì)化工有限公司)。勻質(zhì)緩沖液(50mMTris-HCl，曲拉通x-100,1MNaCl,pH8.3)。72%硫酸(w/w)，4V冰箱保存。2、棉花樣品采集與纖維品質(zhì)測定采集大田自然成熟棉花纖維樣品40份，挑揀出棉花纖維中混入的葉片和種殼等非棉花纖維雜質(zhì)，采用HVISPECTRUM-I型棉花纖維品質(zhì)檢測儀測定棉花纖維品質(zhì)衡定指標(biāo)纖維長度、比強度、馬克隆值。3、棉花樣品前處理每樣品稱取10g棉樣，用均一化緩沖液清洗棉花纖維兩次，再分別用80%丙酮清洗兩次和純丙酮清洗一次以避免可溶物質(zhì)對分析的干擾。每次清洗都渦旋、反復(fù)擠壓、最后將棉花纖維放在金屬夾蒜器中擠出殘留的液體，45°C烘干備用。4、濾紙?zhí)幚碇旅芏繛V紙(①15cm)用3%稀硫酸完全浸濕后用蒸餾水洗至中性，在60°C烘箱中烘干至恒重。5、樣品木質(zhì)素含量測定稱取干燥樣品2.0g，置于50ml具塞離心瓶內(nèi)，加15ml預(yù)先在4°C冰箱中預(yù)冷的72%硫酸，充分混勻后，室溫下放置2h使纖維成分水解成多糖或單糖，轉(zhuǎn)入1L高壓滅菌瓶中，然后加蒸餾水稀釋至560ml。密封后將試劑瓶放置于高壓滅菌鍋中，121士3°C下保持lh，滅菌鍋自然降溫，冷卻至室溫。用事先在60°C烘箱中烘干至恒重的定量濾紙過濾，并用蒸餾水洗滌至中性(濾液中滴加用10%BaCl2無沉淀產(chǎn)生)，將濾紙連同殘渣放置在60°C烘箱中烘干至恒重，馬弗爐中575°C下灰化，測定灰分重量。每個棉樣重復(fù)3次，木質(zhì)素含量取平均值。濾紙的重量之差減去灰分重量即為木質(zhì)素的重量。其木質(zhì)素百分比含量的計算公式為木質(zhì)素含量％={(G2-G1)-G3}/2X100式中G2_烘干后的濾紙連同殘渣重(克)G1-濾紙的重量(克)G3-灰分重(克)6、相關(guān)性分析將上述測得的各樣品的長度、比強度、馬克隆值與木質(zhì)素含量進行統(tǒng)計分析，計算得到相關(guān)系數(shù)和回歸方程。本實施例測得的40份樣品的品質(zhì)指標(biāo)及木質(zhì)素含量見表1表1棉花纖維品質(zhì)指標(biāo)和木質(zhì)素含量<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>對木質(zhì)素含量與棉花纖維三項品質(zhì)指標(biāo)進行相關(guān)分析，其復(fù)相關(guān)系數(shù)R=0.52394**，簡單相關(guān)系數(shù)見表2，偏相關(guān)系數(shù)見表3。表2木質(zhì)素含量與品質(zhì)指標(biāo)間的簡單相關(guān)系數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>注**表示在P<0.01水平的極顯著相關(guān)，下同。表3木質(zhì)素含量與品質(zhì)指標(biāo)間的偏相關(guān)系數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>經(jīng)統(tǒng)計分析，木質(zhì)素含量與棉花纖維長度的簡單相關(guān)和偏相關(guān)系數(shù)均達(dá)到極顯著水平(P<0.01)。以木質(zhì)素含量為因變量Y，長度、比強度、馬克隆值分別為自變量X”X2、X3，經(jīng)回歸分析得到如下的多元回歸方程Y=-0.07998Xr0.00041X2_0.20084X3+4.033655該多元回歸方程經(jīng)統(tǒng)計檢驗達(dá)到極顯著水平(P<0.01)。權(quán)利要求一種確立棉花纖維中木質(zhì)素含量和纖維品質(zhì)相關(guān)關(guān)系的方法，該方法包括以下的步驟A、樣品采集與準(zhǔn)備采集成熟的棉花纖維樣品30-50份，進行棉花纖維品質(zhì)檢測，測得各樣品的纖維長度、比強度、馬克隆值；B、樣品前處理去除葉片和種殼碎片等非棉纖維雜質(zhì)，稱取5-10g棉樣，用均一化緩沖液清洗兩次，再用80％丙酮清洗兩次，純丙酮清洗一次，每次清洗都渦旋、反復(fù)擠壓、并將棉花纖維放在金屬夾蒜器中擠出殘留的液體，清洗完成后的棉樣45℃烘干備用；C、濾紙?zhí)幚韺⒅旅芏繛V紙用稀硫酸完全浸濕后用蒸餾水洗至中性，在60℃烘箱中烘干至恒重；D、木質(zhì)素含量測定稱取2-3g試樣置于50ml具塞玻瓶內(nèi)，加10-20ml預(yù)先在4℃冰箱中預(yù)冷的濃硫酸，充分混勻后，室溫下放置1-3h，轉(zhuǎn)入1L高壓滅菌瓶中，加蒸餾水稀釋至濾紙?zhí)幚頃r的硫酸濃度，瓶口密封后高壓滅菌鍋高溫處理1h，自然冷卻至室溫；用烘干恒重的致密定量濾紙過濾，用蒸餾水洗滌至濾紙中性，將濾紙連同殘渣放置在60℃烘箱中烘干至恒重，馬弗爐中575℃下灰化，稱灰分重量，濾紙的重量之差減去灰分重量即為木質(zhì)素的重量，每個棉樣重復(fù)2-3次并取其平均值；E、相關(guān)性分析以棉花纖維中木質(zhì)素含量為因變量y，纖維長度、比強度、馬克隆值分別為自變量X1、X2、X3，統(tǒng)計分析得到木質(zhì)素含量與纖維品質(zhì)相關(guān)關(guān)系回歸方程。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的棉花纖維樣品為40份，樣品前處理的樣品為10g，所述的均一化緩沖液為50mMTris-HCl和曲拉通x_100以及1MNaCl的混合液(pH8.3)；木質(zhì)素含量測定時樣品重2g，加入15ml預(yù)冷的72%硫酸，室溫下放置2h，蒸餾水稀釋至560ml，重復(fù)次數(shù)為3；統(tǒng)計分析得到的回歸方程為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>該多元回歸方程經(jīng)統(tǒng)計檢驗達(dá)到極顯著水平(P<0.01)。全文摘要本發(fā)明提供了一種確立棉花纖維中木質(zhì)素含量與纖維品質(zhì)相關(guān)關(guān)系的方法。將傳統(tǒng)的Klason法進行改良，測定出了棉花纖維中的木質(zhì)素含量，從而建立了木質(zhì)素含量與纖維長度、比強度、馬克隆值之間的相關(guān)關(guān)系和回歸方程。豐富了纖維品質(zhì)的評價途徑，對指導(dǎo)棉花育種和生產(chǎn)具有積極意義。文檔編號G01N5/04GK101799389SQ20101014326公開日2010年8月11日申請日期2010年3月3日優(yōu)先權(quán)日2010年3月3日發(fā)明者吾買爾江,師維軍,胡文冉,范玲,閆洪穎,馬君申請人:新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院核技術(shù)生物技術(shù)研究所