Биологи сделали томографию «сахарной» ивы

Команда ботаников из Великобритании и Канады провела рентгеновскую томографию прутовидной ивы (Salix viminalis) и объяснила резкое увеличение выхода сахаров в растениях, растущих под углом. Причиной оказалось утолщение клеточной стенки, что увеличивает прочность древесного волокна. Работа опубликована в BMC Plant Bilogy, также о ней можно прочитать в релизе Имперского Колледжа в Лондоне.
Авторы работы изучали срезы стволов прутовидной ивы возрастом 12 недель: три из них росли вертикально в качестве контроля, а 3 были наклонены под углом 45 градусов. В качестве основного метода использовали рентгеновскую компьютерную томографию, также отдельно измеряли плотность древесины и проводили клеточное исследование.
Плотность деревьев, растущих под наклоном (275 г/л) оказалась почти в полтора раза больше плотности древесины контрольных образцов (195 г/л), а при изучении среза было явно заметно образование гелеобразных волокон (g-fibres) в наклоненных деревьях. По результатам компьютерной томографии ученые сделали вывод, что для увеличения механической прочности ствола клетки древесины наращивают стенку в ущерб внутреннему объему клетки. Это ухудшает транспорт питательных веществ, но только локально, что в целом не приводит к уменьшению выхода биомассы древесины по сравнению с контрольными образцами.

С точки зрения получения биотоплива практически все увеличение плотности древесины приходится на клеточную стенку, богатую сахарами, что в итоге позволяет существенно увеличить выход топлива на единицу биомассы. И несмотря на то, что этот факт был известен раньше, текущая работа впервые демонстрирует изменение структуры древесного ствола на клеточном уровне и в трех измерениях.

Древесина ивы считается перспективным сырьем для ферментативного синтеза биотоплива, так как она богата сахарами, а сами растения являются очень непривередливыми и достаточно быстрорастущими. Их можно выращивать в неблагоприятных условиях, чем часто пользуются, например, для очистки отдельно взятого региона от загрязнений в почве.