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植物表皮细胞壁复杂机制的分子洞见( Molecular insights into the complex mechanics of plant epidermal cell walls )
Yao Zhang Jingyi Yu Xuan Wang Daniel M. Durachko Sulin Zhang Daniel J. Cosgrove
植物已经进化出复杂的以纳米纤维为基础的细胞壁来满足多样的生物和物理限制。强度和延展性是如何从生长的细胞壁的纳米尺度到介观尺度的组织中显现出来的,长期以来一直悬而未决。我们试图通过建立一个基于聚合物物理学的粗颗粒模型来阐明纤维素和基质多糖的机械作用,该模型概括了表皮细胞壁的组装和拉伸力学方面。在该模型中,简单的非共价结合作用产生了类似于初生细胞壁的成束纤维素网络,并且具有应力依赖的弹性、刚性和超过屈服阈值的塑性。可塑性源于纤维-纤维在排列的纤维素网络中的滑动。这一物理模型提供了对植物机械生物学基本问题的定量洞察力,并揭示了结合刚性、屈服性和延展性的生物材料的设计原则。
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