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Formation of macromolecular lignin in ginkgo xylem cell walls as observed by field emission scanning electron microscopy - 10/01/08

Doi : 10.1016/j.crvi.2004.08.001 
Noritsugu Terashima a, , Tatsuya Awano b, Keiji Takabe b, Masato Yoshida c
a 2-610 Uedayama, Tenpaku, 468-0001 Nagoya, Japan 
b Graduate School of Agriculture, Kyoto University, 606-8502 Kyoto, Japan 
c Graduate School of Bioagricultural Sciences, Nagoya University, 464-8601 Nagoya, Japan 

*Corresponding author.

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Abstract

Formation of macromolecular lignin in ginkgo cell walls. In the lignifying process of xylem cell walls, macromolecular lignin is formed by polymerization of monolignols on the pectic substances, hemicellulose and cellulose microfibrils that have deposited prior to the start of lignification. Observation of lignifying secondary cell walls of ginkgo tracheids by field emission scanning electron microscopy suggested that lignin-hemicellulose complexes are formed as tubular bead-like modules surrounding the cellulose microfibrils (CMFs), and that the complexes finally fill up the space between CMFs. The size of one tubular bead-like module in the middle layer of the secondary wall (S2) was tentatively estimated to be about   in length, about   in outer diameter, with a wall thickness of  ; the size of the modules in the outer layer of the secondary wall (S1) was larger and they were thicker-walled than that in the middle layer (S2). Aggregates of large globular modules were observed in the cell corner and compound middle lamella. It was suggested that the structure of non-cellulosic polysaccharides and mode of their association with CMFs may be important factors controlling the module formation and lignin concentration in the different morphological regions of the cell wall. To cite this article: N. Terashima et al., C. R. Biologies 327 (2004).

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Résumé

Dans le processus de lignification des parois cellulaires de xylème, la lignine macromoléculaire est formée par polymérisation de monolignols sur les substances pectiques, les microfibrilles dʼhémicellulose et de cellulose qui se sont déposées avant le début de la lignification. Lʼobservation de trachéides de ginkgo en cours de lignification a été réalisée par microscopie électronique à balayage et effet de champ. Les résultats suggèrent que les complexes lignine-hémicellulose sʼorganisent sous forme de modules tubulaires constitués de structures ressemblant à des billes. Lʼensemble formé entoure les microfibrilles de cellulose (CMFs) ; ces complexes remplissent finalement lʼespace entre les CMFs. La longueur dʼun module tubulaire dans la couche médiane de la paroi secondaire (S2) a été estimée à  , son diamètre externe à environ  , et lʼépaisseur de paroi à   ; la taille des modules dans la couche externe de la paroi secondaire (S1) était plus importante et leurs parois plus épaisses que dans la couche médiane (S2). Des agrégats de grands modules globulaires ont été observés dans les coins des cellules et les lamelles centrales. Ceci suggère que la structure des polysaccharides non cellulosiques et leur mode dʼassociation avec les CMFs pourraient être des facteurs importants contrôlant la formation des modules et la concentration en lignine dans les différentes régions morphologiques de la paroi cellulaire. Pour citer cet article : N. Terashima et al., C. R. Biologies 327 (2004).

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : lignin, lignification, lignin module, hemicellulose, Ginkgo, electron microscopy

Mots-clés : lignine, lignification, module de la lignine, hémicellulose, Ginkgo, microscopie électronique


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 This paper is dedicated to Prof. Bernard Monties on the occasion of his retirement.


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Vol 327 - N° 9-10

P. 903-910 - septembre-octobre 2004 Retour au numéro
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  • Formation of macromolecular lignin in ginkgo xylem cell walls as observed by field emission scanning electron microscopy
  • Noritsugu Terashima, Tatsuya Awano, Keiji Takabe, Masato Yoshida
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