木材細胞分化過程における細胞壁セルロース結晶形成の解明

• 課題番号: 1997004743
• 研究機関名: 森林総合研究所（森林総研）
• 研究分担: 木材化工・化加工研機能研酵素利用研耐候研
• 研究期間: 単Ｈ０８～Ｈ０８
• 年度: 1997
• 摘要: 木材の細胞壁の壁層構造（仮道管・木繊維の場合、一次壁：Ｐ、二次壁：Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３から成る）及び壁層間における構成成分の量的、組成的差異の検討は、木材の種々の反応（風化劣化、生分解、化学修飾等）を理解するために必要である。しかし壁層を区分した分析は困難であり、細胞壁の最主要成分である結晶性セルロースについても、結晶構造、結晶化度、表面構造等の性状が壁層別に検討されていない。そこで壁層別にセルロースの性状を検討するため、顕微ＦＴ－ＩＲを用いた新たな分析手法を開発し、一次壁、二次壁における結晶構造の違い、さらにセルロースの結晶化度、分子の配向性について壁層別の検討を試みた。その結果、一次壁において、セルロースはＩα（準安定な結晶構造、Ｉβより熱力学的に不安定）に、二次壁ではＩβ（安定な結晶構造）に富むことを見出した。さらにこれは、一次壁形成においては、細胞壁セルロース生合成直後に生ずる細胞の拡大伸長による応力による、すなわち、生合成直後の無定形セルロースがこの応力によって延伸され、準安定な結晶構造を持つＩα結晶相となり、二次壁においてはその応力がもはや存在しないため、安定な結晶構造であるＩβ相となるという仮説を提案した。この仮説は、セルロースの結晶化度、分子の配向性についての壁層別検討においても、間接的に支持された。
• カテゴリ: 加工 機能性