Här finner du Zoomlänken till disputationen.

Sammanfattning

Lignin är nödvändigt för kärlväxter. Det tillåter deras celler att förena sig till gravitationstrotsade jättar, härdar dem för att motstå tryck, skyddar dem från växtätare samt tätar dem för att tillåta vattenflöde endast där det är fördelaktigt. Ligninet uppfyller sina diverse funktioner som en strukturell komponent av specialiserade cellväggar i olika slags vävnader och celltyper. Mellan dessa uppvisar ligninet stor heterogenitet i sin koncentration och sammansättning. Biosyntesen av lignin påbörjas genom syntes av monomerer i cellen, exporten av monomererna till det apoplastiska utrymmet och slutligen oxidativ polymerisering av laccas-enzymer (LACs) och class III peroxidaser (PRXs) inom cellväggen. I denna avhandling utforskade jag hur dessa processer är reglerade för att tillåta distinkta sätt av lignifiering i olika celltyper och intilliggande lager av cellväggen (I–III) samt vilka fysiologiska fördelar dessa skillnader i mängd och sammansättning av lignin tilldelar växten (IV). I artikel I och II optimerade och validerade vi den histokemiska Wiesnertestet och Raman-mikrospektroskopi för kvantitativ in situ analys av lignin. Vi använde sedan dessa metoder för att kartlägga den cellautonoma och cell-cell kooperativa genetiska programmet som reglerar biosyntesen av ligninets monomerer i A. thaliana och Populus kärlsystem. På grund av monomerernas rörlighet i cellväggen innan polymerisering kan inte den sofistikerade celltyp-specifika genetiska regleringen av dess biosyntes i sig förklara skillnader i lignin mellan intilliggande lager av cellväggen. Därav karakteriserade vi i artikel III fem LAC paraloger involverade i lignifiering, vilket visade att de finreglerar lignifiering på nanometernivå genom distinkta aktivitetsmönster och substratsspecificiteter. Men vad är fördelen av en sådan komplex och finreglerad kontroll av lignifiering? I artikel IV påbörjade vi att besvara denna fråga genom att visa att olika celltyper, men även samma celltyper i olika kontexter under utveckling, förlitade sig på distinkta mängder och kompositioner av lignin för att motstå den unika stressen som de utsattes för. Sammanlagt framlyfter detta verk hur finreglerad denna kontroll är på cellular och subcellular nivå, och hur denna reglering tillåter växter att fullständigt utnyttja ligninets mångsidiga funktioner.