国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

降香黃檀木材識(shí)別技術(shù)研究進(jìn)展

2022-12-29 20:41董曉娜陳飛飛林玲黃川騰張一民劉斌
浙江林業(yè)科技 2022年3期
關(guān)鍵詞:黃檀射線木材

董曉娜,陳飛飛,林玲,黃川騰,張一民,劉斌

(海南省林業(yè)科學(xué)研究院 海南省紅樹(shù)林研究院,海南 ???,571100)

降香黃檀Dalbergia odorifera為豆科Leguminosae 黃檀屬Dalbergia喬木,我國(guó)特有珍貴用材樹(shù)種,國(guó)家二級(jí)保護(hù)植物,海南5 種特類材樹(shù)種之一,海南省省樹(shù)[1]。降香黃檀木材名稱為香枝木,是我國(guó)紅木標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 18107—2017)5 屬8 類29 種紅木之一,商品名黃花梨、香枝木,市場(chǎng)不規(guī)則名稱有花梨(黎)、老花梨(黎)、花梨(黎)母、降香、香紅木、海南黃花梨(黎)等[2]。

降香黃檀材質(zhì)堅(jiān)硬、紋理交錯(cuò)、結(jié)構(gòu)細(xì)致,心材和邊材區(qū)別明顯,心材硬,重至極重,干燥后不開(kāi)裂,不變形,極耐腐,隨著時(shí)間的推移,還可以形成自然包漿,色澤艷麗[3]。降香黃檀心材適于制作名貴家具、裝飾、鑲嵌樂(lè)器、精美的工藝品等,在我國(guó)明清時(shí)期就開(kāi)始盛行[4-6]。除此之外,降香黃檀的心材還可以入藥,具有行氣活血、止痢、止血的功效,還具有抗氧化、抑制中樞等作用[7-8]。

近年來(lái),隨著野生降香黃檀數(shù)量的減少,降香黃檀木材價(jià)格不斷攀升,每500 g 近萬(wàn)元,價(jià)比黃金,所以市場(chǎng)上所銷售的降香黃檀木材魚(yú)目混珠,贗品眾多、真假難辨。冒充降香黃檀木材的樹(shù)種越來(lái)越多,主要有伯利茲黃檀D.stevensonii、越南黃檀D.tonkinensis、安氏紫檀Pterocarpus antunesii、奧氏黃檀D.oliveri、紫檀柳D.annamensis、鵲腎樹(shù)Streblus asper、清香木(紫油木)Pistacias weinmannifolia、破布木Cordiasp.、古夷蘇木Guibourtiasp.等[9-11]。

正確鑒別降香黃檀對(duì)促進(jìn)中藥及木材產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展、保障消費(fèi)者權(quán)益具有十分重要的意義。本文總結(jié)歸納了降香黃檀的識(shí)別方法,包括傳統(tǒng)木材識(shí)別方法、色譜法/色譜-質(zhì)譜聯(lián)用識(shí)別方法、光譜識(shí)別方法和DNA 木材識(shí)別方法,并對(duì)今后的研究方向提出建議。

1 傳統(tǒng)識(shí)別方法(物理鑒別)

傳統(tǒng)的木材識(shí)別方法為物理鑒別法,即通過(guò)對(duì)木材的宏觀構(gòu)造特征,包括主要宏觀特征——心邊材、早晚材、生長(zhǎng)輪、管孔、軸向薄壁組織、木射線、樹(shù)脂道等,次要宏觀特征——材色、光澤、氣味、滋味、紋理、硬度、密度等)和微觀構(gòu)造(軸向薄壁組織、木射線、導(dǎo)管、樹(shù)脂膠等)鑒別。傳統(tǒng)木材識(shí)別方法包括人工知識(shí)識(shí)別法、木材檢索表識(shí)別法(對(duì)分式檢索表和穿孔卡片檢索表)[12]。人工知識(shí)方式是通過(guò)宏觀、微觀構(gòu)造特征綜合判斷,其準(zhǔn)確性依賴于個(gè)人所掌握的木材樹(shù)種知識(shí),憑經(jīng)驗(yàn)識(shí)別木材,處于感性階段。

木材檢索表是一種表明樹(shù)種特征的查定表,根據(jù)木材特征編寫(xiě),包括對(duì)分檢索表和穿孔卡檢索表兩種。對(duì)分檢索表是將木材特征中最容易區(qū)分或具有普遍意義的特征分為2 組,然后將新特征也分為2 組,依次類推,直至列出樹(shù)種。穿孔卡檢索表是根據(jù)異同分離的原理將有獨(dú)特特征的木材特征從總體中分離出來(lái),再利用卡片小孔圓缺的差異,對(duì)所代表的特征進(jìn)行分離。

一般木材宏觀識(shí)別采用肉眼(或借助放大鏡)觀察木材或原木,根據(jù)其構(gòu)造特征確定或區(qū)別樹(shù)種。木材肉眼識(shí)別方法簡(jiǎn)便、快捷,但準(zhǔn)確度較差,一般僅能鑒定到屬或類。顯微識(shí)別相對(duì)比較精確可靠,但方法較復(fù)雜,需借助一定設(shè)備[13]。降香黃檀木材構(gòu)造常采用人工知識(shí)識(shí)別法,即采用肉眼或放大鏡進(jìn)行宏觀識(shí)別,先從外觀上觀察木材材色、心邊材顏色、生長(zhǎng)輪和髓心等特點(diǎn),用刀削平橫切面,進(jìn)一步用放大鏡觀察木材管孔、木射線結(jié)構(gòu),嗅聞新切面氣味,或火燒木屑后聞木材是否有降香氣味;再結(jié)合木材顯微切片(光學(xué)顯微鏡),對(duì)木材的內(nèi)部解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步觀察。

張貝[11]采用宏觀、微觀結(jié)合的方式觀察降香黃檀的解剖構(gòu)造,表明降香黃檀為散孔材,有半環(huán)孔趨勢(shì)(而且這種趨勢(shì)很明顯)。木射線在放大鏡下可見(jiàn),細(xì),波痕明顯。木材具辛辣香氣,黃褐色至紅褐色,帶深色條紋。單管孔;少數(shù)徑列復(fù)管孔(2~3 個(gè)),管間紋孔式互列。管孔放大鏡下可見(jiàn),中至略大。軸向薄壁組織豐富,聚翼狀及帶狀(多為1~4 個(gè)細(xì)胞)。木射線寬2~3 個(gè)細(xì)胞,單列射線高2~7 個(gè)細(xì)胞。多列射高4~10個(gè)細(xì)胞;射線組織為同形單列及多列,少數(shù)異Ⅲ型。導(dǎo)管分子、薄壁細(xì)胞、木纖維、木射線均疊生。

呂金陽(yáng)和羅建[14]采用掃描電子顯微鏡觀察了降香黃檀木材的超微觀構(gòu)造特征,進(jìn)一步明確降香黃檀木材為散孔材至半環(huán)孔材,單管孔為主;木射線呈疊生構(gòu)造,同形射線,射線寬以2 列為主,偶見(jiàn)單列和3 列,射線細(xì)胞高4~ 10 個(gè),通常為5~ 7 個(gè);軸向薄壁組織主要為傍管帶狀,有聚翼狀。

張貝[11]對(duì)5 種假冒降香黃檀木材(鵲腎樹(shù)、紫油木、破布木、古夷蘇木、螺穗木Spirostachys africana)和降香黃檀木材的解剖構(gòu)造進(jìn)行對(duì)比研究。研究結(jié)果表明,辨別降香黃檀和5 種假冒木材,首先,可以從新切面的氣味入手,降香黃檀具有特有的辛辣香氣(或可稱為降香氣),5 種假冒木材中僅螺穗木有淡淡清香,其余4種均無(wú)特殊氣味。其次,可以從木射線和軸向薄壁組織的形態(tài)來(lái)區(qū)分。降香黃檀的木射線疊生,軸向薄壁組織豐富,主要為聚翼狀和帶狀(多為1~4 個(gè)細(xì)胞),5 種假冒木材的軸向薄壁組織或主要為環(huán)管狀,或主要為帶狀,或主要為輪界狀,而且木射線均不疊生。其中,紫油木的軸向薄壁組織在放大鏡下為傍管狀,在顯微鏡下為環(huán)管狀;鵲腎樹(shù)軸向薄壁組織在肉眼下為傍管帶狀及傍管狀,在顯微鏡下為傍管寬帶狀、環(huán)管狀與環(huán)管束狀;破布木軸向薄壁組織在放大鏡下主要為環(huán)管束狀,在顯微鏡下為環(huán)管束狀、翼狀、聚翼狀;古夷蘇木軸向薄壁組織在放大鏡下和顯微鏡下均為翼狀、環(huán)管狀和輪界狀;螺穗木軸向薄壁組織在放大鏡下不可見(jiàn),在顯微鏡下呈不規(guī)則、斷續(xù)的切線狀或星散聚合。

李桂蘭[15]對(duì)海南香枝木(降香黃檀)和越南香枝木(多裂黃檀D.rimosa)的木材構(gòu)造特征進(jìn)行了比較解剖研究,結(jié)果表明,可通過(guò)兩種木材的氣味、軸向薄壁組織、木射線方面進(jìn)行區(qū)分識(shí)別。氣味上,海南香枝木氣味更濃郁,材色上也較深;軸向薄壁組織上,海南香枝木以帶狀、聚翼狀為主,越南香枝木以翼狀、聚翼狀為主;木射線上,海南香枝木單列射線較少,以2~3 列射線為主,越南香枝木單列射線多,并有異形Ⅱ型射線。

王軍[16]對(duì)降香黃檀和海南黃檀D.hainanensis的木材構(gòu)造特征進(jìn)行了比較研究,結(jié)果表明,海南黃檀的心邊材無(wú)區(qū)別,木材無(wú)特殊氣味,心材散孔材,燃燒后灰燼為黃褐色。降香黃檀的心邊材區(qū)別明顯,降香氣味濃郁,散孔材至半環(huán)孔材,心材燃燒后為灰白色。

黃向黨、劉衡、黎韋水等[17-19]開(kāi)展了降香黃檀和越南黃檀D.tonkinensis(又稱東京黃檀)的解剖結(jié)構(gòu)及抽提物化學(xué)成分等方面的差異研究,結(jié)果表明,降香黃檀、越南黃檀的花、果、葉的形態(tài)幾乎一致;降香黃檀在木材構(gòu)造上紋理略豐富,管孔更趨向半環(huán)孔材,有少量異形Ⅲ型木射線,除此之外二者無(wú)顯著差異。二者木射線比較解剖研究中越南黃檀木射線寬度、高度略大于降香黃檀,降香黃檀單列、三列射線略多。

綜上,降香黃檀木材、家具鑒定建議可采用傳統(tǒng)識(shí)別方法,最大的識(shí)別特征是降香黃檀木材獨(dú)有的降香氣味。鑒別仿冒降香黃檀的鵲腎樹(shù)、紫油木、破布木、古夷蘇木、螺穗木、越南香枝木、海南黃檀等木材時(shí),首先,可以通過(guò)新切面的氣味入手(降香黃檀有明顯的辛辣香氣,螺穗木有淡淡清香,其余樹(shù)種無(wú)特殊氣味),其次,可以觀察橫切面的木射線和軸向薄壁組織(降香黃檀的木射線疊生,軸向薄壁組織豐富,主要為聚翼狀和帶狀(多為1~4 個(gè)細(xì)胞)。降香黃檀和越南黃檀的宏觀、微觀構(gòu)造特征差異不顯著,木射線種類、高度和組織存在差異,但是差異無(wú)明顯規(guī)律。二者的區(qū)別鑒定需要結(jié)合別的方法。

2 化學(xué)分析法

傳統(tǒng)的木材識(shí)別方法主要是借助木材的宏觀、微觀解剖構(gòu)造特征,結(jié)合木材的材色、氣味、紋理等次要特征來(lái)區(qū)分鑒定。木材受到產(chǎn)地、氣候等環(huán)境立地條件的影響,即使同種植物木材有時(shí)差異顯著。傳統(tǒng)識(shí)別方式有較大的局限性,有時(shí)很難鑒定到屬、種。因樹(shù)木種類不同,木材的化學(xué)成分差異很大,有些化學(xué)成分是某些科、屬植物的特有成分,可以用于樹(shù)種鑒定。目前,基于木材化學(xué)成分的鑒定方法主要有基于氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)、紅外光譜儀(FTIR)、高效液相色譜儀(HPLC)、穩(wěn)定同位素等的識(shí)別方法。

2.1 基于色譜-質(zhì)譜聯(lián)用的識(shí)別方法

木材抽提物中包含各種類型的高分子有機(jī)化合物,依據(jù)木材化學(xué)成分特性,建立木材的總離子流圖,即GC-MS 特征圖,通過(guò)鑒定木材抽提物中成分,從而對(duì)木材進(jìn)行識(shí)別鑒定[20]。

我國(guó)采用色譜法進(jìn)行木材研究較晚。周佳璐[21]首次采用GC-MS 氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)對(duì)不同產(chǎn)地的柚木Tectona grandis、重蟻木Tabebuiaspp.等木材提取液進(jìn)行分析,證明了通過(guò)GC-MS 總離子流圖,計(jì)算未知木材和已知木材相關(guān)系數(shù)確定木材種類方法的可行性。

楊柳[22]等采用頂空-氣質(zhì)聯(lián)用法對(duì)降香黃檀和越南香枝木木材中的可揮發(fā)性成分與脂溶性成分進(jìn)行特征成分的對(duì)比分析,結(jié)果表明降香黃檀與越南香枝木二種木材中的可揮發(fā)性成分相似度極高,出峰時(shí)間均集中在20~ 28 min 之間,可揮發(fā)性成分?jǐn)?shù)量均達(dá)到30 種以上,特征性成分相同,僅出峰面積略有差異,依據(jù)可揮發(fā)性成分質(zhì)譜圖無(wú)法區(qū)分。二者的脂溶性成分區(qū)別較明顯。降香黃檀木材中的脂溶性成分有41 種,集中出峰時(shí)間為20~30 min;越南香枝木木材中的脂溶性成分有50 種,出峰時(shí)間為20~30 min 和38~52 min 二個(gè)時(shí)間段。越南香枝木木材在38~52 min 中分離出的5 種化學(xué)成分含量明顯高于降香黃檀木材,可作為二者的鑒定依據(jù)。

含癭瘤的大果紫檀Pt.macarocarpus木材外觀與含癭瘤降香黃檀木材相似,利益驅(qū)使一些不法商販進(jìn)行冒充。但含癭瘤木材紋理紊亂,采用傳統(tǒng)的木材識(shí)別法鑒別難度較大。朱濤[23]等采用GC-MS 技術(shù)頂空進(jìn)樣方式,對(duì)含癭瘤的大果紫檀和降香黃檀木材進(jìn)行鑒別,結(jié)果表明,二者出峰時(shí)間有差異,含癭瘤大果紫檀木材的出峰之間集中在31.5 min 左右,含癭瘤降香黃檀木材的出峰之間集中在25~ 30 min 之間。李彤彤[24]采用GC-MS 對(duì)海南產(chǎn)10 年生降香黃檀木材不同部位木材抽提物中的化合物進(jìn)行分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn),降香黃檀心材主要含25 種化合物,其主要成分為6α,11α-二甲氧基-6H-苯并呋喃-[3,2-c][1]-苯并吡喃(22.93%),心邊材過(guò)渡帶主要成分為2,4-二叔丁基苯酚(9.64%),邊材主要成分為2,5-二-(1,1-二甲基乙基)-苯酚(12.88%)。馬若克[25]利用PY-GC-MS 方法分析比較了降香黃檀與兩粵黃檀(降真香)D.benthamii木材裂解物的區(qū)別,根據(jù)兩種物質(zhì)的出峰時(shí)間和所產(chǎn)生的特征性裂解產(chǎn)物的差異,可以快速鑒別二者。在低溫快速裂解條件下,降香黃檀木材裂解出13種產(chǎn)物,產(chǎn)物出峰時(shí)間集中在15~ 17 min,抽提物類特征性產(chǎn)物包括反式-橙花叔醇、橙花叔醇、6,7-環(huán)氧-蛇麻烯、α-紅沒(méi)藥醇。降真香裂木材解出14 種產(chǎn)物,產(chǎn)物的出峰時(shí)間相對(duì)分散,抽提物類特征產(chǎn)物主要是3',5'-二甲氧基苯乙酮。

綜上,降香黃檀、降真香、大果紫檀癭瘤木材均可通過(guò)觀察總離子流圖來(lái)鑒別區(qū)分。降香黃檀和越南香枝木可通過(guò)木材的脂溶性成分差異區(qū)分;降香黃檀和大果紫檀癭瘤和降真香可通過(guò)木材的出峰時(shí)間來(lái)區(qū)分。

2.2 基于紅外光譜技術(shù)識(shí)別方法

紅外光譜識(shí)別機(jī)理主要是依靠電磁波共振原理。構(gòu)成木材的主要成分是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素,這三大成分的羥基(-OH)、碳?xì)滏I(C-H)等含氫基團(tuán)在遇到同頻率電磁波的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生共振現(xiàn)象,基團(tuán)會(huì)吸收該頻率的紅外光,頻率不相同的光不被吸收。構(gòu)成木材元素的基團(tuán)對(duì)不同頻率紅外光選擇性吸收,透射或是反射出來(lái)的紅外光攜帶被檢測(cè)木材的物質(zhì)組成信息。

由于木材成分多樣化、復(fù)雜化,傳統(tǒng)紅外光譜分辨率較低,近年來(lái),關(guān)于導(dǎo)數(shù)光譜研究逐漸開(kāi)展。導(dǎo)數(shù)光譜是對(duì)原始光譜的微分處理,階次越高,吸收峰形越尖銳、峰帶越窄,分辨率越高。除此之外,二維相關(guān)紅外光譜也逐漸用于木材鑒定研究。二維相關(guān)紅外光譜,又稱為動(dòng)態(tài)光譜,是通過(guò)對(duì)待測(cè)樣本施加外部微擾,記錄在微擾作用狀態(tài)下樣品的紅外光譜。根據(jù)波長(zhǎng)不同,紅外光譜可分近紅外光譜、中紅外光譜和遠(yuǎn)紅外光譜。木材識(shí)別技術(shù)目前通常采用的是近紅外光譜和中紅外光譜。關(guān)于降香黃檀的識(shí)別研究主要為近紅外光譜方面[26]。

王方[27]等以降香黃檀、菲律賓紫檀(刺猬紫檀)Pt.echinatus和伯利茲黃檀木材的苯醇抽提物為研究對(duì)象,利用紅外光譜,二階導(dǎo)數(shù)紅外光譜和二維相關(guān)光譜的三級(jí)鑒別法進(jìn)行鑒別研究。結(jié)果表明,三種木材苯醇抽提物的光譜圖差異明顯,在1 729 cm-1附近,羧酸類或酯類化合物中羰基伸縮振動(dòng)吸收峰僅在刺猬紫檀木材中可見(jiàn);在1 497 cm-1附近,伯利茲黃檀木材存在苯環(huán)骨架伸縮振動(dòng)的吸收峰,而降香黃檀木材在1 638 cm-1、886 cm-1有屬于烯烴C=C 雙鍵和C-O 伸縮振動(dòng)的吸收峰。二階導(dǎo)數(shù)光譜圖進(jìn)一步對(duì)重疊峰進(jìn)行分辨,增強(qiáng)分辨率。在熱微擾情況下對(duì)三種木材的動(dòng)態(tài)光譜結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行進(jìn)一步觀察,發(fā)現(xiàn)在100~ 1 300 cm-1處降香黃檀木材有明顯自動(dòng)峰7 個(gè),伯利茲黃檀木材有6 個(gè),刺猬紫檀木材有5 個(gè),紅外光譜三級(jí)鑒別法可以為易混淆樹(shù)種木材抽提物鑒別研究提供一種簡(jiǎn)便有效的分析方法。尹曉倩[28]以降香黃檀、伯利茲黃檀、印度黃檀木材為研究對(duì)象,構(gòu)建三種木材三個(gè)批次的傅立葉變換紅外光譜(FTIR)、SD-IR、2D-IR 指紋圖譜,通過(guò)分析三種木材吸收峰官能團(tuán)種類、強(qiáng)度差異,結(jié)果表明,在FTIR 圖譜中,降香黃檀和伯利茲黃檀木材中可見(jiàn)草酸鈣特征峰,印度黃檀D.sissoo木材中未見(jiàn)。莊琳[29]采用FTIR 法測(cè)定了降香黃檀、花櫚木(花梨木)Ormosia henryi、黃檀D.hupeana和軟莢紅豆O.semicastrata木材纖維紅外光譜,通過(guò)對(duì)4 種木材纖維紅外光譜異有峰分析及共有峰相對(duì)峰強(qiáng)的比較,結(jié)果表明,花梨木和軟莢紅豆為紅豆屬Ormosia植物,在1 050~1 020 cm-1處,紅豆屬植物為單峰,黃檀屬為雙峰,可以直接將二者區(qū)分,區(qū)分黃檀和降香黃檀木材的特征峰段為1 264 cm-1和1 660~1 630 cm-1。降香黃檀木材在1 264 cm-1無(wú)吸收峰,在1 660~1 630 cm-1附近,降香黃檀木材表現(xiàn)為雙峰,而黃檀木材表現(xiàn)為單峰,借此可以將二者區(qū)別開(kāi)來(lái)。陳敏[30]對(duì)降香黃檀和海南黃檀木材的95%乙醇、正丁醇提取物進(jìn)行紫外吸收光譜和一階導(dǎo)數(shù)光譜的測(cè)定,發(fā)現(xiàn)在232 nm 處,降香黃檀木材浸提液有明顯尖峰,可用于鑒別降香黃檀和海南黃檀木材。黎韋水[19]研究表明降香黃檀和越南黃檀木材的一維紅外光譜相似性很大,很難區(qū)分;其二階導(dǎo)數(shù)紅外光譜也差異不大。

綜上,采用紅外光譜法鑒定區(qū)分降香黃檀木材,可采用三級(jí)鑒別法來(lái)區(qū)分。降香黃檀和伯利茲黃檀、刺猬紫檀木材區(qū)別在100~ 1 300 cm-1處自動(dòng)峰數(shù)量不同;與印度黃檀木材鑒別點(diǎn)在印度黃檀木材沒(méi)有草酸鈣特征峰。與黃檀木材區(qū)別在特征峰圖不同,在1 660~ 1 630 cm-1處降香黃檀木材為雙峰、黃檀木材為單峰。在232 nm 處,降香黃檀木材95%乙醇浸提液有明顯尖峰,可用于鑒別降香黃檀和海南黃檀木材。

3 基于DNA 的識(shí)別方法

木材表型差異是由基因型差異引起的,基因型的差異即DNA 的差異。DNA 識(shí)別法即是利用染色體、染色體的某一個(gè)區(qū)域或是某個(gè)基因座在家系中可穩(wěn)定遺傳的特性制作遺傳標(biāo)記,通過(guò)追蹤這個(gè)遺傳標(biāo)記,就可以達(dá)到鑒定識(shí)別的目的[31]。采用DNA 分子來(lái)識(shí)別降香黃檀木材,需提取出降香黃檀木材中特異性且高質(zhì)量的DNA 片段。目前,基于DNA 的木材識(shí)別方法主要有DNA 條形碼和DNA 指紋圖譜兩種。國(guó)內(nèi)關(guān)于降香黃檀DNA 的研究主要集中在DNA 條形碼方面。DNA 條形碼是2003 年加拿大科學(xué)家Paul Hebea[32]最早提出的,是利用生物體內(nèi)一段較短的且普遍存在的、公認(rèn)的DNA 序列,通過(guò)DNA 序列種的堿基序列的差異化實(shí)現(xiàn)快速鑒定的一種方法。

開(kāi)展木材DNA 識(shí)別技術(shù)的重要前提是從木材組織中獲取高質(zhì)量的DNA?;盍⒛局兄挥猩倭緿NA 存在于木材組織中,心材組織中所有細(xì)胞一般為死亡細(xì)胞。細(xì)胞死亡后,DNA 會(huì)逐漸降解為較短的DNA 片段,而且木材細(xì)胞中含有單寧、樹(shù)膠、樹(shù)脂等沉積物,這些因素導(dǎo)致從木材細(xì)胞中獲取高質(zhì)量的DNA 提取物幾率較低。自20 世紀(jì)80 年代開(kāi)展樹(shù)木DNA 技術(shù)研究以來(lái),目前,樹(shù)木新鮮葉片與嫩芽組織DNA 提取技術(shù)相對(duì)成熟,國(guó)外研究者從紅豆杉Taxus wallichianavar.chinensis、格木Erythrophleum fordii、櫟屬Q(mào)uercus植物等的葉片和嫩芽中均能提取出高質(zhì)量的DNA。楊新全[33]以新鮮無(wú)病害的嫩葉和硅膠干燥保存3 個(gè)月的降香黃檀葉片為研究對(duì)象,采用改良CTAB 方法從兩種葉片中均提取到了質(zhì)量較高的DNA,用硅膠保存后的葉片所提取到的DNA 有降解。楊云[34-35]通過(guò)比較常規(guī)SDS 法、常規(guī)CTAB 法和改良CTAB 法三種方法所提取降香黃檀葉片DNA 的效果,結(jié)果表明,改良CTAB 更高效,使用該種方法所獲得DNA 質(zhì)量相對(duì)更好。余敏[36-37]采用改良CTAB 法、PTB 法和DNA 抽提試劑盒三種方法對(duì)降香黃檀心、邊材的DNA 進(jìn)行提取、純化。試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),三種方法均可以成功提取到降香黃檀木材DNA,降香黃檀邊材DNA 采用三種方法提取、純化后均可以用于后續(xù)的PCR 反應(yīng),心材DNA 僅PTB 法提取純化后的濃度可繼續(xù)用于PCR 反應(yīng)。進(jìn)一步以不同產(chǎn)地的降香黃檀和越南黃檀木材為研究對(duì)象,研究發(fā)現(xiàn),兩樹(shù)種采用傳統(tǒng)木材識(shí)別法鑒定難度較大,區(qū)別不明顯。采用PTB 試劑盒結(jié)合法提取心、邊材DNA 相對(duì)PTB 法,濃度和純度均較高,以葉綠體基因間隔期trnH-psb A 序列制作DNA 條形碼,兩樹(shù)種序列種內(nèi)和種間遺傳距離分布存在“Barcoding gap”,具有較高的識(shí)別能力,適于區(qū)分降香黃檀和越南黃檀。余敏通過(guò)比較不同產(chǎn)地降香黃檀和多裂黃檀ITS 序列,發(fā)現(xiàn)二者的變異位點(diǎn)有6 個(gè),這6 個(gè)變異位點(diǎn)可以作為鑒別降香黃檀和近緣種的ITS 特異位點(diǎn)。

伏建國(guó)[38]以東非黑黃檀Dalbergia.melanaoxylon、奧氏黃檀等7 種進(jìn)口黃檀屬樹(shù)種的心材和云南降香黃檀心材為研究對(duì)象,采用試劑盒法和CTAB-SDS 提取法二種方法均可以提取到木材的DNA,但是質(zhì)量不高,需采用磁珠法純化后方可用于PCR 擴(kuò)增。采用matK 片段的PCR 擴(kuò)增,獲得序列的堿基位點(diǎn)差異可以把8 個(gè)樹(shù)種區(qū)分開(kāi),但是否是穩(wěn)定的分子標(biāo)記,還需要做進(jìn)一步重復(fù)試驗(yàn)。

綜上,降香黃檀葉片和邊材DNA 提取方法均可采用改良CTAB 方法,用該方法提取的DNA 質(zhì)量更高。心材提取方法可采用PTB 法。DNA 條形碼序列可采用ITS 序列。降香黃檀和多裂黃檀ITS 序列,6 個(gè)變異位點(diǎn)可以作為鑒別降香黃檀和近緣種的ITS 特異位點(diǎn)。以葉綠體基因間隔期trnH-psbA 序列制作DNA 條形碼,可以區(qū)分降香黃檀和越南黃檀。

4 其他識(shí)別方法

除了上述方法外,還可探索下列方法識(shí)別木材,如基于數(shù)據(jù)庫(kù)的木材檢索識(shí)別方法、基于木材圖像、基于語(yǔ)義數(shù)據(jù)模型(SDM)、基于最大相似原理、基于板材端面細(xì)胞實(shí)體檢測(cè)圖像的數(shù)字特征參數(shù)等木材識(shí)別方法和基于穩(wěn)定同位素分析的識(shí)別方法[39-40],但目前對(duì)降香黃檀木材的識(shí)別尚未查詢到此方面的研究。

數(shù)據(jù)庫(kù)檢索方法是利用計(jì)算機(jī)構(gòu)建木材數(shù)據(jù)庫(kù),通過(guò)輸入木材的各項(xiàng)特征參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。數(shù)據(jù)庫(kù)檢索因?yàn)槟静奶卣鞯挠^察與描述比較專業(yè),推廣價(jià)值不高,只適用于專業(yè)鑒定人員使用。

1988 年,中國(guó)林科院楊家駒研究員和程放研究員開(kāi)展了帶圖像的微機(jī)輔助木材識(shí)別系統(tǒng)研究,開(kāi)創(chuàng)了國(guó)內(nèi)利用微機(jī)識(shí)別木材圖像的先河[41]。木材圖像識(shí)別技術(shù)目前處于起步階段,相對(duì)于傳統(tǒng)識(shí)別方式的人為因素干擾,木材圖像識(shí)別技術(shù)完全客觀,目前被用于木材缺陷的鑒定、色差檢測(cè)等。

穩(wěn)定同位素分析方法是基于不同地域的氮、碳、氧等穩(wěn)定元素具有專一性,而這些穩(wěn)定元素在不同地域木材中占有的比率具有差異的特性進(jìn)行識(shí)別。目前,這項(xiàng)技術(shù)在國(guó)外已開(kāi)展研究,國(guó)內(nèi)尚無(wú)相關(guān)報(bào)道。

5 小結(jié)與展望

木材識(shí)別鑒定是解決木材交易糾紛和林業(yè)案件、刑事案件中木材定性不可或缺的重要一環(huán)。未經(jīng)過(guò)加工的原木與方材等,可通過(guò)宏觀及顯微切片觀察管孔的有無(wú)、大小,木射線的寬窄、多少,聚集性狀,薄壁組織的形態(tài)等構(gòu)造特征來(lái)鑒別。但是如果制成家具、工藝品等,依靠傳統(tǒng)鑒定方法,無(wú)法直接進(jìn)行無(wú)損鑒定。如果遺留的是微量木纖維,或是腐爛的木塊樣本,用傳統(tǒng)木材鑒定手段就更難以鑒定。

目前,用于木材識(shí)別的方法除了本文中提及到的DNA 條形碼、紅外光譜、色譜等方法外,還有計(jì)算機(jī)圖像處理法[7-8],基于木材表面的光澤度、色度等無(wú)機(jī)指標(biāo)差異法等[9]。

針對(duì)降香黃檀木材、家具鑒定,筆者仍推薦采用傳統(tǒng)識(shí)別方法,降香黃檀木材獨(dú)有的降香氣味是鑒別降香黃檀最大的識(shí)別特征。

對(duì)于冒充降香黃檀的鵲腎樹(shù)、紫油木、破布木、古夷蘇木、螺穗木、越南香枝木、海南黃檀等木材,可通過(guò)宏觀構(gòu)造鑒別;降真香、大果紫檀癭瘤木材、伯利茲黃檀、刺猬紫檀、印度黃檀、黃檀可利用化學(xué)成分差異,通過(guò)對(duì)特征峰差異來(lái)區(qū)別;對(duì)于多列黃檀、越南黃檀,可通過(guò)DNA 提取方法鑒別。

隨著降香黃檀野生資源日漸枯竭,降香黃檀大料、野生料工藝品、家具價(jià)格不斷攀升,今后,市場(chǎng)上對(duì)于降香黃檀真?zhèn)蔚蔫b定需求可能會(huì)越來(lái)越高。從事木材鑒定的工作人員,對(duì)于降香黃檀木材的宏觀結(jié)構(gòu)特征、降香黃檀的特有氣味一定要熟知,了然于心。同時(shí),對(duì)于降香黃檀木材的化學(xué)性質(zhì)、DNA 遺傳特征需要進(jìn)一步研究,獲取降香黃檀木材的指紋圖譜和DNA 條形碼。

猜你喜歡
黃檀射線木材
珍貴樹(shù)種黃檀栽培技術(shù)
斜葉黃檀莖中1個(gè)新的肉桂酚類化合物
橘子皮用來(lái)開(kāi)發(fā)透明木材
多維空間及多維射線坐標(biāo)系設(shè)想
數(shù)字說(shuō)
木材在未來(lái)建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析
加納木材工業(yè)界呼吁政府減免木材進(jìn)口稅以挽救國(guó)內(nèi)木材工業(yè)
降香黃檀混交林土壤微生物分布特征
話說(shuō)線段、射線、直線
與線親密接觸