通过植物生物技术定制可再生材料

植物天然地展现出细胞壁化学成分的丰富多样性，因为它们能够合成一系列多糖以及木质素（一种在亚基组成和单元间连接复杂性方面存在巨大差异的多酚类物质）。这些细胞壁化学组分在我们的社会中发挥着至关重要的作用，已通过各种不断发展的工业工艺被分离出来，并应用于生产人类所依赖的一系列商品。然而，这些聚合物天然合成并错综复杂地组装成复杂结构，是为了促进植物生存并适应当地生物地理气候区域和逆境胁迫，而非为了易于解构和商业产品开发。在此，我们描述了改变与植物细胞壁生物合成相关代谢途径的不断发展的技术和策略，并重点阐述了其对化学特性、结构以及聚合物相互作用产生的影响。此外，本综述还阐明了这些独特的靶向细胞壁修饰如何能够显著增加现有和新兴生物精炼厂所生产产品的数量、多样性和价值。这些修饰还可以进一步靶向提高将工程木材加工成先进高性能材料的能力。在此过程中，我们试图阐明如何利用植物源生物聚合物的所有化学组分（包括果胶、半纤维素、纤维素和木质素）来定制聚合物化学和结构以推进可再生材料应用的复杂联系。