{"id":41487,"date":"2016-05-07T11:00:06","date_gmt":"2016-05-07T14:00:06","guid":{"rendered":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/?p=41487"},"modified":"2016-05-06T20:22:26","modified_gmt":"2016-05-06T23:22:26","slug":"genes-alvos-para-o-melhoramento-da-cana-energia-sao-identificados","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/genes-alvos-para-o-melhoramento-da-cana-energia-sao-identificados\/","title":{"rendered":"Genes-alvos para o melhoramento da cana-energia s\u00e3o identificados"},"content":{"rendered":"

\"\"<\/a>O desenvolvimento de uma variedade de cana-de-a\u00e7\u00facar com menor teor de sacarose (a\u00e7\u00facar) e maior quantidade de fibra e de mat\u00e9ria org\u00e2nica vegetal (biomassa) \u2013 a chamada cana-energia \u2013, voltada \u00e0 produ\u00e7\u00e3o de etanol celul\u00f3sico ou bioeletricidade, ou com maior teor de sacarose, direcionada \u00e0 produ\u00e7\u00e3o de a\u00e7\u00facar e de etanol de primeira gera\u00e7\u00e3o, pode estar pr\u00f3ximo de se tornar realidade.<\/p>\n

Pesquisadores dos Institutos de Qu\u00edmica (IQ) e de Bioci\u00eancias (IB) da Universidade de S\u00e3o Paulo (USP), em colabora\u00e7\u00e3o com colegas dos Departamentos de Biologia Vegetal e de Fitotecnia da Universidade Federal de Vi\u00e7osa (UFV), de Minas Gerais, do Centro de Ci\u00eancias Agr\u00e1rias da Universidade Federal de S\u00e3o Carlos (UFSCar) e do Instituto Nacional de Ci\u00eancia e Tecnologia (INCT) do Bioetanol, identificaram genes associados \u00e0 produ\u00e7\u00e3o de compostos qu\u00edmicos (bioss\u00edntese) da parede celular da cana-de-a\u00e7\u00facar. Entre eles a lignina, que \u00e9 importante para a produ\u00e7\u00e3o de bioeletricidade por ter alto poder calor\u00edfico.<\/p>\n

Resultado de um Projeto Tem\u00e1tico financiado pela Fapesp, no \u00e2mbito do Programa Pesquisa em Bioenergia (Bioen), e de um acordo de coopera\u00e7\u00e3o com a Funda\u00e7\u00e3o de Amparo \u00e0 Pesquisa do Estado de Minas Gerais (Fapemig), o estudo foi publicado como artigo de capa da edi\u00e7\u00e3o de maio da revista Plant Molecular Biology<\/em>.<\/p>\n

O estudo tamb\u00e9m faz parte de um estudo de p\u00f3s-doutorado, realizado com Bolsa da Fapesp.<\/p>\n

Com base nessa an\u00e1lise de transcriptoma das plantas eles constru\u00edram, pela primeira vez, redes de genes que poderiam ser alteradas para melhorar caracter\u00edsticas de interesse na cana<\/div>\n

\u201cNossas descobertas abrem caminho para a identifica\u00e7\u00e3o de vias bioqu\u00edmicas importantes que podem ajudar a desenvolver novas variedades de cana ou de plantas transg\u00eanicas \u00fateis para a produ\u00e7\u00e3o de bioetanol e de novos materiais em biorrefinarias\u201d, disse Glaucia Mendes Souza, professora do IQ-USP e coordenadora do projeto, \u00e0 Ag\u00eancia Fapesp<\/em>.<\/p>\n

Os pesquisadores realizaram uma an\u00e1lise da express\u00e3o de genes (transcriptoma) de tr\u00eas esp\u00e9cies ancestrais da cana \u2013 a Saccharum officinarum, a S. spontaneum e a S. robustum \u2013, usadas nos programas de melhoramento para gerar cultivares, e de uma variedade comercial da planta, a RB867515.<\/p>\n

Com base nessa an\u00e1lise de transcriptoma das plantas eles constru\u00edram, pela primeira vez, redes de genes que poderiam ser alteradas para melhorar caracter\u00edsticas de interesse na cana, como a produ\u00e7\u00e3o de sacarose e de fibra na parede celular da planta.<\/p>\n

As an\u00e1lises das redes gen\u00e9ticas resultaram na identifica\u00e7\u00e3o de 18 genes chamados fatores de transcri\u00e7\u00e3o \u2013 que codificam prote\u00ednas que ativam ou inativam a express\u00e3o de outros genes \u2013, que podem ser reguladores-chave da bioss\u00edntese da parede celular da cana-de-a\u00e7\u00facar.<\/p>\n

Um desses genes, denominado ScMYB52, foi apontado como um bom candidato para estudos posteriores.<\/p>\n

\u201cConseguimos identificar genes que est\u00e3o relacionados com pontos-chave de regula\u00e7\u00e3o do metabolismo da parede celular da cana. Agora j\u00e1 temos alvos para fazer an\u00e1lises mais aplicadas e verificar se, ao focar nesses genes, \u00e9 poss\u00edvel alterar a composi\u00e7\u00e3o de fibras e de sacarose da planta\u201d, disse Souza, membro da coordena\u00e7\u00e3o do Bioen.<\/p>\n

Parti\u00e7\u00e3o do carbono<\/strong>
\nOs resultados do estudo permitem aumentar a compreens\u00e3o do funcionamento da parti\u00e7\u00e3o de carbono na cana \u2013 como a planta distribui o carbono absorvido da atmosfera e fixado quimicamente na forma de carboidratos. E, com base nisso, direcion\u00e1-lo para a produ\u00e7\u00e3o de mol\u00e9culas de interesse, como sacarose, fibra e lignina.<\/p>\n

Hoje se sabe que, depois de absorvido da atmosfera, o carbono \u00e9 utilizado para a produ\u00e7\u00e3o de mol\u00e9culas mais complexas na planta, como a sacarose e a celulose, que podem ser convertidas em energia quando quebradas em processos de combust\u00e3o ou oxida\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Um ter\u00e7o do carbono dos cultivares modernos de cana est\u00e1 estocado na forma de sacarose. Os outros dois ter\u00e7os est\u00e3o embutidos na biomassa da cana, distribu\u00eddos nas fibras do colmo e da palha da planta.<\/p>\n

\u201cIsso n\u00e3o foi sempre assim. Nos ancestrais da cana-de-a\u00e7\u00facar temos gen\u00f3tipos com uma rela\u00e7\u00e3o maior de fibra em rela\u00e7\u00e3o \u00e0 sacarose\u201d, explicou Souza.<\/p>\n

O ac\u00famulo de sacarose na cana pode ser controlado epigeneticamente \u2013 por mudan\u00e7as heredit\u00e1rias na express\u00e3o dos genes que independem de altera\u00e7\u00f5es na sequ\u00eancia prim\u00e1ria do DNA da planta<\/div>\n

A fim de desenvolver variedades com maior teor de sacarose, voltadas a aumentar a produ\u00e7\u00e3o de a\u00e7\u00facar ou de etanol \u2013 produzido por meio da fermenta\u00e7\u00e3o do caldo da cana \u2013, ou com maior teor de fibra e de biomassa, para produ\u00e7\u00e3o de etanol celul\u00f3sico, os programas de melhoramento gen\u00e9tico de cana v\u00eam selecionando e cruzando h\u00e1 s\u00e9culos esp\u00e9cies ancestrais e cultivares da gram\u00ednea.<\/p>\n

Essa estrat\u00e9gia, contudo, pode estar se esgotando, apontou Souza. \u201cOs programas de melhoramento da cana est\u00e3o chegando a um limite e n\u00e3o est\u00e3o conseguindo aumentar muito mais a quantidade de sacarose, por exemplo, da planta\u201d, afirmou.<\/p>\n

Por meio de estudos como o que est\u00e3o realizando ser\u00e1 poss\u00edvel os programas de melhoramento da cana utilizarem ferramentas de biologia molecular para realizar melhoramento guiado \u2013 aumentando a express\u00e3o de genes relacionados a caracter\u00edsticas como o aumento do teor de fibra, sacarose e biomassa, inserindo mais c\u00f3pias deles no genoma de variedades da planta, ou alterando a express\u00e3o deles \u2013, apontou Souza.<\/p>\n

\u201cPor meio desses fatores de transcri\u00e7\u00e3o que identificamos poderemos analisar se \u00e9 poss\u00edvel aumentar ou diminuir os teores de fibra, sacarose e de compostos qu\u00edmicos produzidos pela cana, como a lignina, que \u00e9 muito importante para a produ\u00e7\u00e3o de bioeletricidade, por exemplo, porque tem um alto poder calor\u00edfico\u201d, afirmou.<\/p>\n

\u201cA ideia, no futuro, \u00e9 direcionar pela planta a produ\u00e7\u00e3o de compostos de interesse comercial, sem competir com a produ\u00e7\u00e3o de sacarose e de fibras, por exemplo\u201d, apontou.<\/p>\n

Os pesquisadores tamb\u00e9m identificaram no mesmo estudo que o ac\u00famulo de sacarose na cana pode ser controlado epigeneticamente \u2013 por mudan\u00e7as heredit\u00e1rias na express\u00e3o dos genes que independem de altera\u00e7\u00f5es na sequ\u00eancia prim\u00e1ria do DNA da planta.<\/p>\n

O artigo \u201cCo-expression network analysis reveals transcription factors associated to cell wall biosynthesis in sugarcane\u201d (doi: 10.1007\/s11103-016-0434-2), de Glaucia Mendes Souza e outros, pode ser lido na revista Plant Molecular Biology em http:\/\/link.springer.com\/article\/10.1007\/s11103-016-0434-2<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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