基于转录组学的花梨木抽提液天然耐腐机理研究

The natural decay resistance is wood important factor which have great relevance with extract components and content is a hot research direction. Hongmu have features of characteristic odor and strong decay resistance, but the mechanism of natural decay resistance is not yet clear. In this project, the rosewood will be taken as the material and using the analysis technique of GC -MS to separate and confirm the main active constituent of its extract. Researching its decay resistance to grope for optimum technological parameters of preservative treatment, to prove the expression difference and the important path of functional gene including wood decay bacteria’s growth phenotype, lignin degrading enzymes, carbohydrate degrading enzymes, etc, Also using the method of transcriptomics to deal the medium with its extract as the main induced factor on the basis ,to extract all RNA of target strains as the sequencing source of transcription group. Meanwhile, reveal the extraction impact on the growth of wood, then explore the functional genes differences and important path of lignin degradation enzyme or carbohydrate degradation enzyme system, and make clear the key controlling genes, the aim is to uncover relationship mechanism between rosewood extraction and its natural decay resistance. And it will be an extremely important theory and production guiding significance to prolong the processing industry chain of Hongmu when regard as a potential resource of natural preservatives.

天然耐腐性是木材重要的品质因子，其与木材抽提物组分、含量有着很大关联性，是兼顾木材高效利用和环保的研究热点。红木均具较强的天然耐腐性，但其耐腐机理尚未明晰。本项目拟以花梨木类木材（Peterocarpes spp.）为对象，就其水抽提液抑菌及室内耐腐性进行研究，运用GC-MS等分析技术手段，提取与分离其主要活性成分；探明不同处理路径下其抽提液的最佳防腐工艺参数（处理浓度、处理温度及时间、目标菌种等）；在此基础上，运用转录组学方法，以其抽提液为诱导因子处理培养基，接种目标菌株并提取全部RNA作为转录组测序源，厘清木材抽提液对木腐菌生长的表观影响，探明木腐菌生长表型、木质素降解酶系、纤维素和半纤维素降解酶系等功能性基因的表达差异及重要路径，进而揭示花梨木类木材抽提液与其天然耐腐性的关系机理。以此作为天然防腐剂的潜力资源，将对延长红木加工产业链及优质资源高效利用具有极强的理论与生产指导意义。

木材的天然耐腐性是指其对腐朽菌的天然抵抗能力，通过木腐菌侵染木材进而测定其质量损失率的方法可以评价木材的天然耐腐性。影响木材天然耐腐性的因素很多，其中，树木在长期进化过程中逐渐形成了能够抵御外界侵害的化学物质，如鞣质、树脂、脂肪酸、色素、芳香油、生物碱、单宁、树胶等木材抽提物具有良好的杀菌性、防腐性，且往往起着决定性作用。.红木类木材均具有良好的耐久性，其耐腐机理尚待深入研究。文章以花梨木类木材刺猬紫檀（Pterocarpus erinaceus Poir.）为研究对象，同时选用其它花梨木类木材为补充和验证，通过质量损失法评定耐腐等级，采用滤纸片法定量测试其70%乙醇抽提液对腐朽菌的抑制性，结合转录组测序技术探究其抽提液对密粘褶菌产生抑制作用的分子机制，并运用气相色谱质谱联用技术（GC-MS）对其抽提液进行成分分析。研究结果如下：.（1）在彩绒革盖菌的侵染后，刺猬紫檀的质量损失率为0.37%，在密粘褶菌的侵染后，刺猬紫檀的质量损失率为0.42%，在两种木腐菌的侵染下，刺猬紫檀木材耐腐等级均为Ⅰ级，均达到强耐腐程度；.（2）刺猬紫檀木材70%乙醇抽提物含量为13.77%，抽提物呈黑红色固体性状。染料紫檀木材苯醇抽提物含量为21.21%，非洲紫檀乙醇提取物得率为28.59%，大果紫檀热水提取物得率为14.31%；黄檀属的微凹黄檀木材苯醇抽提物含量为25.47%。.（3）刺猬紫檀木材70%乙醇抽提液对彩绒革盖菌和密粘褶菌均表现出较高的抑制性能，且抽提液浓度与抑菌圈直径呈正相关关系，即抽提液的浓度越高，抑菌的效果越好；.（4）转录组学分析显示，抽提液作用的密粘褶菌共有93个基因差异表达，其中42个基因表达上调，51个基因表达下调，这些基因主要涉及密粘褶菌的氧化还原酶活性、膜的组成部分、碳水化合物代谢以及脂质代谢等相关生命活动；.（5）通过GC-MS鉴定出31种物质，其峰面积占总峰面积的91.81%，主要有酮类、酯类、胺类、烷烃类、烯烃类以及芳香族化合物等组分，并筛选出其中可能存在着抑菌活性的6种化合物：紫菫定酚、2,5-二叔丁基对苯二酚、N-甲基-1-金刚烷乙酰胺、二氢茉莉酮、茴香偶姻和乙氧呋草黄，这些化合物可能是刺猬紫檀木材抑菌耐腐的主要活性成分。