Morphologische und chemische Charakterisierung der G-Schicht in Spannungsholzfasern von Populus tremula und Betula verrucosa: Markierung mit dem Cellulose-bindenden Modul CBM1 Hj Cel7A sowie Fluoreszenz- und FE-SEM-Mikroskopie

Zusammenfassung Die gelaartige Schicht (G-Schicht), die an der Lumenwand in frühen und späten Holzfasern von Spannungs-Esche und -Birke gebildet wird, wurde unter Verwendung eines neuartigen molekularen Markers charakterisiert, der spezifisch für kristalline Cellulose ist, in Verbindung mit Fluoreszenz- und FE-SEM-Mikroskopie. Kristalline Cellulose wurde mithilfe eines klonierten Cellulose-bindenden Moduls (CBM1 Hj Cel7A) des Pilzes Hypocrea jecorina lokalisiert, das direkt an FITC/TRITC oder indirekt über einen sekundären Antikörper, der an FITC für die Fluoreszenzmikroskopie oder an Gold/Silber für FE-SEM konjugiert war, gebunden wurde. Mit dem CBM1 Hj Cel7A-Konjugat konnte die G-Schicht eindeutig als helle grüne Schicht, die in den Fasern des Spannungsholzes in der Fluoreszenzmikroskopie sichtbar war, von anderen sekundären Zellwand-Schichten unterschieden werden. FEM-SEM-Bilder zeigten die supramolekulare Architektur der G-Schicht des Pappelholzes, die aus gut definierten, oft konzentrisch orientierten Celluloseaggregaten der Größenordnung von 30–40 nm besteht. Die Celluloseaggregate haben typischerweise einen Mikrofilamentwinkel von fast 0°. Studien zur Cellulose, bezeichnet mit CBM1 Hj Cel7A, gefolgt von Au-Markierung und Ag-Verstärkung, ergänzt durch die Fluoreszenzbeobachtungen. Die Studien zeigen die Nützlichkeit dieses neuartigen molekularen Markers für kristalline Cellulose in situ , die zuvor schwer zu lokalisieren war. Weitere Beweise für ausgeprägte Celluloseaggregate wurden beobachtet.