Histochemical structure and tensile properties of birch cork cell walls

Tensile tests of birch cork were performed in the tangential direction. Birch cork in the wet state showed significantly higher extensibility than those in the dried state. The histochemical structure of birch cork was investigated by microscopic observation and spectroscopic analysis. Birch cork cell walls showed a two-layered structure and the inner material bordering cell wall. In transmission electron micrographs, osmium tetroxide stained the outer layer and inner material, whereas potassium permanganate stained the inner layer and inner material. After removal of suberin and lignin, only inner layer remained and Fourier-transformed infrared spectra showed the cellulose I pattern. Polarizing light micrographs indicated that molecular chains in the outer layer and inner material were oriented perpendicular to suberin lamination, whereas those in the inner layer showed longitudinal orientation. These results suggested that the outer layer and inner material mainly consist of suberin, whereas the inner layer and compound middle lamella consist of lignin, cellulose, and other polysaccharides. We hypothesized a hierarchical model of the birch cork cell wall. The lignified cell wall with helical arrangement of cellulose microfibrils is sandwiched between suberized outer layer and inner material. Cellulose microfibrils in the inner layer bear tensile loads. In the wet state, water and cellulose transfer tensile stress. In the dried state, this stress-transferal system functions poorly and fewer cells bear stress. Suberin in the outer layer and inner material may prevent absolute drying to maintain mechanical properties of the bark and to bear tensile stress caused by trunk diameter growth

植物細胞壁におけるリグニンの8-5′型及び8-8′型構造の免疫局在

京都大学0048新制・課程博士博士(農学)甲第19379号農博第2149号新制||農||1037(附属図書館)学位論文||H28||N4959(農学部図書室)32393新制||農||1037京都大学大学院農学研究科森林科学専攻(主査)教授 髙部 圭司, 教授 髙野 俊幸, 教授 杉山 淳司学位規則第4条第1項該当Doctor of Agricultural ScienceKyoto UniversityDGA

Improved chemical fixation of lipid-secreting plant cells for transmission electron microscopy

Cultured Lithospermum erythrorhizon cells were fixed with a new fixation method to visualize the metabolism of shikonin derivatives, the lipophilic naphthoquinone pigments in Boraginaceae. The new fixation method combined glutaraldehyde containing malachite green, imidazole–osmium and p-phenylenediamine treatments, and cells were then observed with a transmission electron microscope. The method prevented the extraction of lipids, including shikonin derivatives, and improved the visualization of subcellular structures, especially the membrane system, when compared with that of conventional fixation. The improved quality of the transmission electron micrographs is because malachite green ionically binds to the plasma membrane, organelles and lipids and acts as a mordant for electron staining with osmium tetroxide. Imidazole promotes the reaction of osmium tetroxide, leading to enhanced electron staining. p-Phenylenediamine reduces osmium tetroxide bound to cellular materials and increases the electron density. This protocol requires only three additional reagents over conventional chemical fixation using glutaraldehyde and osmium tetroxide

Development of a neurofeedback protocol targeting the frontal pole using near-infrared spectroscopy.

Neurofeedback has been studied with the aim of controlling cerebral activity. Near-infrared spectroscopy is a non-invasive neuroimaging technique used for measuring hemoglobin concentration changes in cortical surface areas with high temporal resolution. Thus, near-infrared spectroscopy may be useful for neurofeedback, which requires real-time feedback of repeated brain activation measurements. However, no study has specifically targeted neurofeedback, using near-infrared spectroscopy, in the frontal pole cortex

Vers une compréhension moléculaire de la nature hypolignifiée des fivres de lin

Vers une compréhension moléculaire de la nature hypolignifiée des fivres de linMaxime CHANTREAUa, Antoine PORTELETTEb, Rebecca DAUWEc, Shingo KIYOTOb,d, David CRONIERb, Kris MORREELe, Malika CHABIa, Wout BOERJANe, Arata YOSHINAGAd, François MESNARDf, Sebastien GRECa, Brigitte CHABBERTb, Simon HAWKINSaa Université Lille Nord de France, Lille 1 UMR 1281, F-59650, Villeneuve d'Ascq cedex, France. b NRA, UMR614 Fractionnement des AgroRessources et Environnement, F-51100 Reims, France. c Université de Picardie Jules Verne, EA 3900, BIOPI, Laboratoire de Phytotechnologie, 1, rue des Louvels, F-80037 Amiens Cedex 1, France. d Laboratory of Tree Cell Biology, Division of Forest and Biomaterials Science, Graduate School of Agriculture, Kyoto University, Sakyo-ku, Kyoto 606-8502, Japan. e Department of Plant Systems Biology, VIB, Technologiepark 927, 9052 Gent, Belgium.Certaines plantes comme le jute, la ramie, le chanvre et le lin contiennent de longues cellules fibres (fibres périphloémiennes) caractérisées par la présence d’une épaisse paroi secondaire riche en cellulose et pauvre en lignine. Malgré une utilisation ancienne et variée de ces fibres, peu de choses sont connues sur la biosynthèse de leur paroi, particulièrement en ce qui concerne les mécanismes qui contrôlent la lignification. Pour améliorer nos connaissances sur ces mécanismes chez le lin, nous avons développé et caractérisé une population de mutants EMS [1]. Cette population nous a permis d’initier des travaux visant à déterminer l’origine moléculaire de la nature hypolignifiée des fibres de lin. La création et la caractérisation phénotypique d’une large population de mutants EMS de lin représentent une ressource d’intérêt pour l’espèce. Le développement d’une stratégie de TILLinG, réalisée au travers du criblage Li-Cor de 2 gènes (C3H et CAD), impliqués dans la biosynthèse des monolignols, a permis d’estimer le taux de mutation de cette population à 1/41Kb ce qui est particulièrement élevé en comparaison des autres populations EMS décrites. Un criblage cytologique haut débit de cette population de mutants a permis d’identifier une sous-population lbf (lignified bast fibers) présentant des fibres lignifiées. Cette population représentera donc un outil précieux permettant d’élucider les mécanismes de régulation de la lignification chez le lin, mais également d’étudier le comportement de parois, majoritairement cellulosiques, soumises à une lignification ectopique. Comme preuve de ce concept nous avons initié la caractérisation approfondie de la famille lbf1 montrant une augmentation du contenu en lignine des fibres de 350%, associé à d’importantes modifications dans le pool d’oligolignols. Les analyses transcriptomiques suggèrent que l’augmentation de la lignification est associée à une sur-expression de peroxydases impliquées dans la lignification. Des analyses ont aussi mis en exergue une modification des autres constituants pariétaux