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Accès ouvert déclaré 2026 preprint

Ultrastructural analysis of engineered rice lines reveals ferulate cross-linking as a key factor mediating lignocellulose supramolecular assembly in grass cell walls

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Rattachement africain : jp. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Abstract Within the secondary cell walls of vascular plants, cellulose, hemicelluloses, and lignin associate via various covalent and non-covalent linkages to form an intricate supramolecular assembly. Although the chemical structures and cross-linking levels of the lignin– hemicellulose matrix exhibit substantial diversity in planta , precisely how these structural variations affect lignocellulose supramolecular assembly and macroscopic biomass properties remains largely elusive. Here, we conducted a comparative multi-scale ultrastructural analysis across engineered rice lines with targeted modifications in lignin aromatic composition and ferulate (FA)-mediated cell wall cross-linking levels. Combined solid-state nuclear magnetic resonance and wide-angle X-ray diffraction analyses revealed that depleting FA cross-linking disrupts cellulose crystalline structure and accelerates molecular mobility markedly more severely than altering the guaiacyl-to-syringyl (G/S) lignin ratio, generating a more loosened lignocellulose network. Small-angle X-ray scattering analysis further demonstrated that specific FA-depleted lines, but none of those with an altered G/S ratio, also exhibited disruptions in the nano- to mesoscale organization of cellulose microfibrils. Furthermore, FA- depleted lines generally displayed greater improvements in saccharification efficiency and more rapid thermal softening than G/S-lignin-altered lines, suggesting that disruptions in lignocellulose molecular assembly induced by FA depletion can broadly translate into macroscopic biomass properties. These findings establish a molecular basis for the pivotal role of FA cross-linking in dictating grass cell wall architecture, offering a promising structural target for advancing grass biomass utility and crop design.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Ultrastructural analysis of engineered rice lines reveals ferulate cross-linking as a key factor mediating lignocellulose supramolecular assembly in grass cell walls
Date Crossref
11/08/2026
Éditeur
openRxiv
Type
posted-content

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Kyoto University Research Institute for Sustainable Humanosphere pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Forestry and Forest Products Research Institute pays non établi dans la notice
    Structure de recherche
  • Kyoto Prefectural University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Graduate School of Agriculture pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Graduate School of Life and Environmental Sciences pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

Research Institute for Sustainable Humanosphere — Kyoto University, Forestry and Forest Products Research Institute et Kyoto Prefectural University, avec 2 autres affiliations.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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