Ectopic Production of 3,4-Dihydroxybenzoate <i>in Planta</i> Affects Cellulose Structure and Organization
Notice bibliographique
Résumé
Lignocellulosic biomass is a highly sustainable and largely carbon dioxide neutral feedstock for the production of biofuels and advanced biomaterials. Although thermochemical pretreatment is typically used to increase the efficiency of cell wall deconstruction, genetic engineering of the major plant cell wall polymers, especially lignin, has shown promise as an alternative approach to reduce biomass recalcitrance. Poplar trees with reduced lignin content and altered composition were previously developed by overexpressing bacterial 3-dehydroshikimate dehydratase (QsuB) enzyme to divert carbon flux from the shikimate pathway. In this work, three transgenic poplar lines with increasing QsuB expression levels and different lignin contents were studied using small-angle neutron scattering (SANS) and wide-angle X-ray scattering (WAXS). SANS showed that although the cellulose microfibril cross-sectional dimension remained unchanged, the ordered organization of the microfibrils progressively decreased with increased QsuB expression. This was correlated with decreasing total lignin content in the QsuB lines. WAXS showed that the crystallite dimensions of cellulose microfibrils transverse to the growth direction were not affected by the QsuB expression, but the crystallite dimensions parallel to the growth direction were decreased by ∼20%. Cellulose crystallinity was also decreased with increased QsuB expression, which could be related to high levels of 3,4-dihydroxybenzoate, the product of QsuB expression, disrupting microfibril crystallization. In addition, the cellulose microfibril orientation angle showed a bimodal distribution at higher QsuB expression levels. Overall, this study provides new structural insights into the impact of ectopic synthesis of small-molecule metabolites on cellulose organization and structure that can be used for future efforts aimed at reducing biomass recalcitrance.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».