lignine (latin lignum 'wood') est un polymère polyphénolique déposé directement dans la paroi cellulaire de cellules spécialisées. Il n'est pas seulement limité aux tissus ligneux végétaux, mais représente une caractéristique intégrale assurant le bon fonctionnement cellulaire de nombreux autres types de cellules dans différents tissus/organes de la plante. L'apparition de la lignine au cours de l'évolution des plantes a coïncidé avec l'émergence des plantes terrestres vasculaires au Dévonien. Mécaniquement plus faible que la cellulose, la lignine ajoute néanmoins un renfort significatif à toute paroi cellulaire, apportant une résistance à la traction supplémentaire.
Malgré le fait que la lignine soit le deuxième biopolymère terrestre le plus abondant après la cellulose, notre compréhension de la formation de la lignine reste fragmentaire. Contrairement à la cellulose, qui présente une structure biochimique définie indépendamment du type de cellule végétale, la formation de la lignine est spécifique de la cellule et présente à la fois une localisation sous-cellulaire et une composition monomérique distinctes : un mécanisme général de lignification ne peut donc pas être établi pour tous les types de cellules lignifiées et peut expliquer pourquoi la lignification n'est encore que partiellement comprise. Notre compréhension biochimique actuelle est que la lignine se forme dans les espaces entre les microfibrilles de cellulose par le couplage oxydatif des monomères de lignine libres sécrétés directement dans la paroi cellulaire de la plante.
Un récent article Annals of Botany passe en revue les connaissances actuelles sur la biosynthèse et la polymérisation de la lignine et note que, selon le type de cellule, le processus de lignification va d'une autonomie complète à une coopération complète avec les cellules partenaires environnantes. Les différents rôles de la lignine pour la fonction de chaque type de cellule végétale spécifique sont clairement illustrés par les multiples défauts phénotypiques présentés par les mutants knock-out dans la synthèse de la lignine, ce qui peut expliquer pourquoi aucun mécanisme général de lignification n'a encore été défini.
Barros, J., Serk, H., Granlund, I. et Pesquet, E. (2015) La biologie cellulaire de la lignification chez les plantes supérieures. Annals of Botany 115(7): 1053-1074. doi : 10.1093/aob/mcv046
La lignine est un polymère polyphénolique qui renforce et imperméabilise la paroi cellulaire de types de cellules végétales spécialisées. La lignification fait partie du programme normal de différenciation et du fonctionnement de types cellulaires spécifiques, mais peut également être déclenchée en réponse à divers stress biotiques et abiotiques dans des cellules qui autrement ne seraient pas lignifiantes. La lignification de la paroi cellulaire présente des caractéristiques spécifiques selon le type cellulaire considéré. Ces caractéristiques comprennent le moment de la lignification au cours de la différenciation cellulaire, la palette d'enzymes et de substrats associés, les sites de dépôt sous-cellulaires, la composition monomère et l'autonomie cellulaire pour la production de monomère de lignine. Cette revue donne un aperçu de la compréhension actuelle de la biosynthèse et de la polymérisation de la lignine au niveau de la biologie cellulaire. Le processus de lignification va de l'autonomie complète à la coopération complète selon le type de cellule. Les différents rôles de la lignine pour la fonction de chaque type de cellule végétale spécifique sont clairement illustrés par les multiples défauts phénotypiques présentés par les mutants knock-out dans la synthèse de la lignine, ce qui peut expliquer pourquoi aucun mécanisme général de lignification n'a encore été défini. La gamme d'effets phénotypiques observés comprend une altération du transport de la sève du xylème, une perte de support mécanique, une protection et une dispersion réduites des graines et/ou une sensibilité accrue aux ravageurs et aux maladies.
