多糖和木质素是植物体内聚合物的主要形式，研究表明木质素与多糖共价结合形成了木素-碳水化合物复合体（Lignin-Carbohydrate Complexes，简称LCC）。初生壁是木材的木质部最先木质化的部分，而细胞初生壁内含有大量的果胶。糖醛酸是果胶的主要成分，木素的生物合成过程中有亚甲基醌中间体的生成，糖醛酸能够与亚甲基醌中间体反应，从而生成LCC。植物体碳水化合物-果胶的前驱物是α-D-葡萄糖醛酸，一些研究者将其作为果胶前驱物研究果胶在植物体中的沉积过程。由于植物体内果胶与木素之间存在化学键的连接，所以在制浆造纸过程中，果胶-木素复合体的存在阻碍了木素的完全脱除，这不仅影响了制浆的得率，还影响了纸张的各项物理性能。前人从木素的角度研究证明了果胶和木质素之间有苯甲酯键、缩醛键和苯甲醚键三种连接方式，其中苯甲醚键和苯甲酯键可能是主要的化学键连接。通过用带同位素标记木素前驱物的研究方法，虽然能够较准确地推断出木素侧链碳与多糖的连接位置，但是仍然不能推断出与木素侧链相连的是多糖中哪个糖单元以及哪个碳原子。水稻是一种常见的禾本科植物，稻秆更是一种常见的制浆造纸原料。因为水稻生长周期短，植物体内的腔较大，易于注射和吸收，所以本文选择水稻进行植物培养，在水稻体内生物合成13C标记的木素-果胶复合体，研究禾本科植物细胞壁中果胶与木素的连接方式。本论文以α-D-葡萄糖（6-13C）为起始物，用化学方法合成了带13C标记的α-D-葡萄糖醛酸（6-13C），并利用FT-IR和高效液相色谱对目标产物进行了分析、验证。向正在生长的天然晚稻中投入带标记的果胶前驱物α-D-葡萄糖醛酸（6-13C）、苯丙氨酸解氨酶的抑制剂L-2-氨氧基-3-苯基丙酸（AOPP）、外源性木素前驱物松柏醇-β-D葡萄糖苷，在自然环境中进行培养一段时间，发现对水稻的正常生长没有影响。待其在自然条件下生长成熟后，收集水稻秸秆干燥后待用检测。本文用FT-IR对水稻稻杆粉末初步检测，发现培养的水稻与天然生长的水稻几乎没有差别，说明投入的物质没有影响水稻的正常生长。再利用高分辨率的CP/MAS13C-NMR初步检测带标记的稻秆，发现半乳糖醛酸酯化后C6的信号峰有增强，这表明水稻中13C标记的果胶在生物体体内合成成功，可以初步判断果胶可能主要通过C6与木素形成酯键进行连接，还发现木素结构单元之间主要以β-O-4结构，肉桂醇结构，β-5结构，β-1结构，β-β结构等为主。本论文采用Bj rkman的方法从带标记的水稻秸秆中提取木素-碳水化合物复合体（Lignin-carbohydrate complexes，LCC），并利用FT-IR、高分辨率液体13C-NMR核磁共振技术检测分析，发现投入的带13C标记的果胶前驱物等物质没有影响木素和碳水化合物正常的生物合成，并且从糖的角度分析发现，半乳糖醛酸酯化后C6的信号峰明显增强，说明带13C标记的果胶在植物体内合成成功，这进一步预测了果胶C6位上的碳原子可能与木素苯丙烷结构上的α-C以酯键的形式连接，且样品中木素结构单元主要以β-O-4、β-1、β-5、β-β、肉桂醇结构和松柏醇结构等方式连接。为了进一步确定信号峰明显增强的果胶C6与木素连接，本文最后采用果胶酶对木素-碳水化合物复合体进行酶解处理，切断果胶大分子中的长链结构，对酶解后的产物进行FT-IR、高分辨率的液体13C-NMR核磁共振分析，进一步证实了果胶C6位上的碳原子与木素苯丙烷结构上的α-C以酯键的形式连接，且果胶酶对酯键的降解作用不明显。