木质素纤维资源是制浆造纸用纤维的源头，约占地球生物量的80%，主要包括共同形成植物细胞骨架的纤维素、半纤维素和木素等组分。制浆造纸工业的实质是将木素大分子从植物细胞壁中除去，然而植物体内有木素-碳水化合物复合体的存在使得在制浆造纸过程中木素不能完全的除去，严重影响了在纸张抄造过程中纸张的物理性能。前人的研究已经证实了纤维素与木素之间的化学键连接是存在的，纤维素与木素之间有苯甲醚键、苯甲酯键及缩醛键的连接，其中缩醛键与酯键可能为主要的连接方式。对于木素与半纤维素的连接，贝克曼研究发现在云杉木材中的木素大约有一半是游离存在的，而另一半和半纤维结合。经过多年研究发现采用带同位素标记的木素前驱物研究能够比较准确的推断出多糖与木素侧链碳的连接位置，这对木素-半纤维素复合体结构的研究进展有重要推进，但还是很难推断出多糖的哪个糖单元以及哪个碳原子与木素侧链相连。因此，本论文采用碳13同位素示踪标记法，对植物体中的半纤维素前驱物进行同位素标记，并且结合了高分辨率的CP/MAS¹³C-NMR和高分辨率的液体¹³C-NMR技术来研究半纤维素木聚糖与木素复合体之间的连接方式。这是研究木材化学和制浆造纸领域的一个很重要的研究方向。本文采用了生物合成法以(¹³C₆)葡萄糖为原料合成了带¹³C全标记的半纤维素前驱物肌醇，并利用FT-IR及1H-NMR对目标产物进行了分析及验证。向天然的正在生长的晚稻中投入了带标记的半纤维素前驱物肌醇、外源性木素前驱物松柏醇-β-D葡萄糖苷及苯丙氨酸解氨酶的抑制剂L-2-氨氧基-3-苯基丙酸，在自然条件下培养一个月，培养结束后发现并没有影响水稻的正常生长。用Vario PYRO cube元素分析仪检测银杏新生木质部的¹³C同位素丰度，结果表示水稻标记成功。用高分辨率的CP/MAS¹³C-NMR初步检测带标记的稻秆，发现经过葡萄糖¹³C同位素标记以后的峰得到了明显的增强，可以初步判断木素结构单元之间主要以β-O-4、β-1、β-5和β-β的方式连接。而且初步证实木聚糖单元的C1位置上可能与木素苯丙烷结构上的α-C以缩醛键和酯键的形式连接。以带标记的稻秆为原料，提取半纤维素、磨木木素，并检测其¹³C丰度，发现抑制剂成功的阻止了木聚糖前驱物向木素方向的转化，半纤维素上¹³C标记成功。本论文采用Bj rkman的方法从带标记的稻秆提取木素-碳水化合物复合体（Lignin-carbohydrate complexes,LCC），结合红外和高分辨率的液态¹³C-NMR核磁检测分析发现木聚糖上的碳原子与木素之间在C1位上形成了缩醛键和酯键连接本论文采用纤维素酶、半纤维素酶和木聚糖酶酶解木素-碳水化合物，并对酶解后的产物进行高分辨率的液体¹³C-NMR核磁检测更加证实了缩醛键和酯键的连接形式。为了更好地模拟木素在碳水化合物上的沉积和共聚，本研究中用木糖和带标记木糖为原料，使木素前驱物松柏醇葡萄糖苷在混合酶的作用下进行沉积和共聚，使之形成一种DHP-木糖的复合体，为了保持复合体的天然性和完整性，采用高分辨率的液体核磁¹³C-NMR进行分析，从而解析木素与木糖的复合体结构和在糖上面连接的位置，结果证实:水溶性复合体和水不溶性复合体的木素结构单元和糖苷键形式有一定差别；DHP-木糖复合体的¹³C-NMR谱图提供了一定的LCC结构信息；在水溶性复合体中存在两种LC键，酯键和苯甲醚键；在水不溶复合体中存在一种LC键，即苯甲醚键。在D-木糖存在前提下，复合体中木素单元主要以β-O-4、β-β、β-1和β-5结构存在；D-木糖与木素的LC连接最可能发生在D-木糖的C1位。