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

Processo: 20/05044-0
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Publicações científicas - Artigo
Vigência: 01 de maio de 2020 - 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, Inovações e Comunicações (Brasil). Campinas , SP, Brasil
Assunto(s):Imagem tridimensional  Parede celular 

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)