<翻譯文章>
植物細胞壁-具有動態性、強韌性和適應性-是一個天然的變形者-3.2.2
The plant cell wall—dynamic, strong, and adaptable-is a natural shapeshifter
Deborah Delmer, Richard A. Dixon , Kenneth Keegstra, and Debra Mohnen
THE PLANT CELL 2024: 36: 1257-1311
(二)半纖維素 -3.2.2
2.半纖維素作為植物種子中的儲存化合物(Hemicelluloses as storage compounds in plant seeds)
格蘭特·里德(Grant Reid)及其同事對我們了解植物如何利用半纖維素作為種子中的儲存多醣做出了重大貢獻。在他 1985 年的綜述中，這類研究可追溯至19世紀末，當時植物學家已清楚認識到，”…植物學家清楚地認識到，許多種子中存在的大量極厚的細胞壁含有儲備物質”。不同的植物種類利用不同的多醣作為儲存儲備；例如，羅望子、金蓮花以及其他許多植物物種會儲存木葡聚糖(XyG:xyloglucan)作為儲備多醣。另一方面，葫蘆巴、咖啡等多種植物則儲存甘露聚糖(mannan)類的聚合物，特別是半乳甘露聚糖(galactomannan)，這類多醣因其工業和醫學上的應用而備受關注。它們獨特的流變特性使其在食品、製藥和化妝品行業以及水力壓裂液等領域廣泛應用。含有大量葡甘露聚糖(glucomannan)的鐵皮石斛也被廣泛研究數百年，並作為食品和中藥材廣泛應用。
混合鍵接葡聚糖(MLG: mixed-linkage glucan)也作為一種儲備多醣存在於穀物的種子中。例如，在模式禾本科植物二穗短柄草中，混合鍵接葡聚糖(MLG: mixed-linkage glucan)存在於胚乳厚細胞壁中，並在種子萌發過程中被動員利用。雖然在某些植物的種子中也發現了木聚糖(xylan)，但最受關注的是是卵葉車前種皮中的阿拉伯木聚糖(arabinoxylan)。這種又稱為洋車前子黏膠(psyllium mucilage)的物質由高度支化的 β-1,4 鍵結的木聚糖(xylan)骨架組成，有助於卵葉車前種子的水合作用和發芽。目前被廣泛用作人類飲食中的膳食纖維。
隨著20世紀中葉多醣結構分析技術的發展，科學家發現許多主要來自種子以及其他器官的儲存多醣，其結構與植物細胞壁中的半纖維素相似半纖維素相似。例如，來自種子的木葡聚糖(XyG:xyloglucan)、懸浮培養的梧桐楓細胞所分泌的胞外多醣，以及初生細胞壁(PCW: primary cell wall)中的半纖維素，其結構皆十分相近。
由於種子儲備多醣和黏膠多醣可以更容易地以溫和條件分離出來，因此提供了寶貴的資訊來解析各種半纖維素的結構。如下所述，這些種子系統也被用於鑑定參與細胞壁多醣生合成的基因與蛋白質。由於細胞壁多醣作為儲備聚合物的現象在演化過程中是多次獨立出現的，分析種子系統也讓我們有機會深入了解多醣合成的調控機制。例如，在葫蘆巴中，從蔗糖到半乳甘露聚糖(galactomannan)的整個合成途徑會在種子形成期間被整體上調。這樣的系統可望協助我們進一步鑑定調控該過程的轉錄因子。
