Correlações entre conteúdo de lignina e robustez estrutural em plantas revelado por X-ray ptychography

• Processo: 20/05044-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Publicações científicas - Artigo
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2020
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2020
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Botânica - Morfologia Vegetal
• Pesquisador responsável: Carla Cristina Polo
• Beneficiário: Carla Cristina Polo
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Imagem tridimensional Parede celular
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Imagem tridimensional | Parede celular | Tomografia de Raio X

Resumo

A lignina é um polímero aromático heterogêneo responsável pela rigidez da parede celular e proteção contra ataques de patógenos. No entanto, ela representa um gargalo para a degradação da biomassa devido à sua recalcitrância relacionada à resistência natural da parede celular a liberar açúcares para fermentação ou posteriores processamentos. Uma abordagem biológica envolvendo genética e biologia molecular foi usada para interromper a síntese da via de lignina e diminuir a sua deposição. Neste trabalho, geramos imagens de fragmentos tridimensionais dos pecíolos de plantas de Arabidopsis thaliana, mutantes da lignina C4H e do tipo selvagem, usando crio ptychography em síncrotron. As imagens tridimensionais revelaram a heterogeneidade das paredes celulares de vasos, parênquima e fibras, destacando a relação entre deposição de lignina alterada e resistência a implosão do vaso (colapso celular e obstrução do fluxo de água). Introduzimos um novo parâmetro para definir com precisão as condições de implosão celular nas plantas e demonstramos como a crio ptychography de raios-X fornece novos insights para imagens tridimensionais de plantas para melhor entendimento dos processos fisiológicos. (AU)