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Spectroscopic Discrimination of Sorghum Silica Phytoliths

  • Grasses accumulate silicon in the form of silicic acid, which is precipitated as amorphous silica in microscopic particles termed phytoliths. These particles comprise a variety of morphologies according to the cell type in which the silica was deposited. Despite the evident morphological differences, phytolith chemistry has mostly been analysed in bulk samples, neglecting differences between the varied types formed in the same species. In this work, we extracted leaf phytoliths from mature plants of Sorghum bicolor (L.) Moench. Using solid state NMR and thermogravimetric analysis, we show that the extraction methods alter greatly the silica molecular structure, its condensation degree and the trapped organic matter. Measurements of individual phytoliths by Raman and synchrotron FTIR microspectroscopies in combination with multivariate analysis separated bilobate silica cells from prickles and long cells, based on the silica molecular structures and the fraction and composition ofGrasses accumulate silicon in the form of silicic acid, which is precipitated as amorphous silica in microscopic particles termed phytoliths. These particles comprise a variety of morphologies according to the cell type in which the silica was deposited. Despite the evident morphological differences, phytolith chemistry has mostly been analysed in bulk samples, neglecting differences between the varied types formed in the same species. In this work, we extracted leaf phytoliths from mature plants of Sorghum bicolor (L.) Moench. Using solid state NMR and thermogravimetric analysis, we show that the extraction methods alter greatly the silica molecular structure, its condensation degree and the trapped organic matter. Measurements of individual phytoliths by Raman and synchrotron FTIR microspectroscopies in combination with multivariate analysis separated bilobate silica cells from prickles and long cells, based on the silica molecular structures and the fraction and composition of occluded organic matter. The variations in structure and composition of sorghum phytoliths suggest that the biological pathways leading to silica deposition vary between these cell types.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Janina KneippORCiD, Victor M.R. Zancajo, S. Diehn, N. Filiba, R. Elbaum
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Frontiers in Plant Science
Jahr der Erstveröffentlichung:2019
Organisationseinheit der BAM:1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien
1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien / 1.0 Abteilungsleitung und andere
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Frontiers Media
Verlagsort:Lausanne
Jahrgang/Band:10
Erste Seite:1571
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Freie Schlagwörter:Biosilicification; Phytoliths; Raman; Solid state NMR; Sorghum; Synchrotron FTIR
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Chemie und Prozesstechnik
Chemie und Prozesstechnik / Chemische Charakterisierung und Spurenanalytik
DOI:10.3389/fpls.2019.01571
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-502672
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:23.01.2020
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:23.01.2020
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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