图1 弯曲干形毛竹的多尺度结构特征及应力传递示意

  应力组织（reaction tissue）可调整植物的形状和生长方向，被视为植物面对外力的一种自适应策略，如树木因抵御倾斜或横风形成的应力木。然而，禾本科竹类在进化中丧失维管形成层，缺乏次生增厚能力，传统观点认为其无法形成应力组织。在本研究中，南京林业大学木材性质与利用团队詹天翼、朱健祎等研究了弯曲干形毛竹（Phyllostachys edulis）在宏观、组织及细胞壁等尺度的结构特征，揭示其应力传递与再分配机制。结果表明弯曲干形毛竹可形成应力组织，其特征包括：

  （1）外凸侧受压应力，内凹侧受拉应力；

  （2）竹筒宏观形态呈偏心椭圆状；

  （3）纤维鞘外侧存在未完全发育纤维，其壁层数量和壁厚显著降低，充当“铰链”角色有效缓冲刚性纤维与柔性薄壁组织间的应变梯度；

  （4）纤维细胞壁层的木质素含量增加，微纤丝角增大。

  上述特征与针叶树应压木结构类似，证实了禾本科竹类与裸子植物在应力组织发育中的趋同进化现象。本研究为理解植物的环境自适应策略提供了新视角，同时其揭示的多尺度结构特征也为开发高性能仿生异形材料提供了新范式。研究工作得到国家重点研发计划（2023YFD2200501）、国家自然科学基金（32171705）的资助。

图2 弯曲干形毛竹的多尺度结构特征：（a、c）外凸侧与内凹侧横截面形貌；（b）不同高度处竹筒横截面宏观形貌；（d）生长应变；（e）弯曲干形示意；（f、g）纤维鞘扫描电镜图像；（h、j）纤维鞘光学显微图像及壁层数量分布；（i）竹筒横截面形态参数（偏心度、椭圆度）

  南京林业大学材料科学与工程学院朱健祎（现中国林业科学研究院木材工业研究所博士研究生）为第一作者，南京林业大学材料科学与工程学院詹天翼副教授为通讯作者。

  论文信息：

  Jianyi Zhu, Kaiwen Chen, Wenjuan Zhao, Yujing Tan, Fengze Sun, Hui Peng, Jianxiong Lyu, Tianyi Zhan^*. Structural adaptations of curved-stem moso bamboo: tissue specialization for resilience under mechanical stress. Acta Biomaterialia, 2025.

  https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1742706125005173

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