木材细胞壁微观结构的复杂性及主要组分间的相互作用构成了其天然抗降解屏障。为高效利用木质生物质资源，亟需对其致密的细胞壁结构进行深入了解。目前大部分木材细胞壁的研究是有关于其化学组分的结构表征及纤维素和木质素在成熟细胞壁中的分布，但关于非纤维素多糖的分布研究较少，关于其在细胞壁形成过程中的沉积研究更加有限。细胞壁的致密结构及其主要组分的分布是在其分化过程中形成的，因此对处于分化阶段的木材细胞壁进行组分分布研究对理解细胞壁结构具有重要意义。木材中的非纤维素多糖主要包含果胶和半纤维素，其中果胶多糖主要由同聚半乳糖醛酸(HG)和鼠李糖半乳糖醛酸聚糖Ⅰ(RGⅠ)组成，半纤维素主要由甘露聚糖和木聚糖组成。本研究利用免疫荧光标记技术对木材中非纤维素多糖进行定位研究，并结合木质素自发荧光进行共定位研究，阐明了木材细胞壁在发育过程中非纤维素多糖的沉积及其与木质化的关系。另外，对杨木细胞壁在预处理过程中的半纤维素和木质素分布变化进行了研究，与化学分析相结合，揭示了预处理过程中组分溶解规律，为生物质细胞壁降解提供理论基础。　　1.虎皮松(Pinus bungeana Zucc.)韧皮部薄壁细胞及细胞角隅和复合胞间层区域分布有大量的果胶。不同甲酯化程度HG的免疫标记结果表明管胞壁果胶脱甲酯化作用与木质化有密切联系。甘露聚糖沉积在其次生组织中，即韧皮部纤维细胞次生壁及木质部管胞次生壁中，而在形成层区域未观察到有甘露聚糖的标记信号。木质部中甘露聚糖的沉积早于木质素的沉积，且甘露聚糖的沉积随着细胞壁增厚而增加，在次生壁增厚完成时甘露聚糖沉积也基本完成。木聚糖则呈现出与甘露聚糖截然不同的沉积方式，在管胞壁增厚前期，木聚糖主要沉积在S1层和S3层，在S2层也有沉积，但S2层木聚糖浓度较低;在管胞壁增厚后期和木质化后期，大量的木聚糖沉积在S2层，在完成木质化的管胞壁中，除S1/S2交界区域外整个管胞壁区域皆有木聚糖分布。　　2.加拿大黑杨(Populus×canadensis)韧皮部薄壁细胞及细胞角隅和复合胞间层区域分布有大量的果胶。在木质化的组织中不同类型的果胶多糖分布模式不同，高甲酯化程度HG分布在韧皮部纤维细胞及木质部纤维细胞角隅和复合胞间层区域;而低甲酯化程度HG仅分布在韧皮纤维细胞和木质部纤维细胞的管胞细胞角隅。木质部中RGⅠ表现出与HG不同的分布模式，RGⅠ主要分布在木质部纤维细胞次生壁中，而在导管中未观察到RGⅠ沉积。木质部中导管次生壁木质素沉积要早于纤维细胞次生壁木质素沉积，且导管次生壁中的木质素浓度高于纤维细胞次生壁。木质部中木聚糖主要分布在导管及纤维细胞的次生壁中。低分支度木聚糖和高分支度木聚糖呈现出不同的沉积模式，相比于高分支度木聚糖，低分支度木聚糖沉积较早，且导管次生壁的低分支度木聚糖浓度高于纤维细胞次生壁。　　3.虎皮松(Pinus bungeana Zucc.)应压木木质部管胞壁中出现了高木质素浓度的S2L层。S2L层的形成导致其木聚糖浓度下降，但对甘露聚糖的分布未有明显影响。加拿大黑杨（Populus×canadensis）应拉木木质部纤维细胞中出现了高纤维素浓度的凝胶层（GL层）。木聚糖免疫标记结果显示GL层中有少量的低分支度木聚糖，而不含有高分支度木聚糖，表明与高分支度木聚糖相比，低分支度木聚糖的沉积与纤维素沉积关系密切。虎皮松(Pinus bungeana Zucc.)应压木木质部管胞S2L层及加拿大黑杨（Populus×canadensis）应拉木木质部纤维细胞GL层皆有较高的RGⅠ浓度，表明果胶RGⅠ与木材中应力的产生有很大关系。　　4.戊内酯(GVL)预处理(120℃，0.1M H2SO4，GVL/H2O(80∶20))可以脱除加拿大黑杨（Populus×canadensis）中的木质素和木聚糖，预处理前20分钟木聚糖的溶出速率大于木质素溶出速度，预处理20分钟后二者的溶出表现出相同趋势。免疫荧光标记结果显示高分支度的木聚糖与木质素发生协同溶解，预处理120分钟样品中仍含有的少量木聚糖为低分支度木聚糖。对不同戊内酯预处理时间的杨木进行酶解研究发现，戊内酯预处理可以有效地提高纤维素酶水解效率，并对其机理进行了深入探究。结果表明预处理过程中木聚糖和木质素的协同溶解及木质素β-O-4键的断裂皆对提高酶水解效率有重要影响。高分支度木聚糖与木质素的协同溶解打开了纤维素酶水解的通道，而当木聚糖和木质素的溶出达到一定程度后，木质素中β-O-4键的断裂可以暴露更多的纤维素疏水面，从而提高酶水解效率。因此，细胞壁中木质素不仅与半纤维素之间存在连接，与纤维素之间也存在相互作用，尤其对于具有少量半纤维素或高木质素含量的生物质原料，木质素结构的化学变化对酶水解效率的促进作用不亚于其组分的脱除。