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Biotecnologia aplicada ao melhoramento genético de gramíneas para a produção de biocombustíveis

Processo: 19/04878-7
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Apoio a Jovens Pesquisadores
Vigência: 01 de fevereiro de 2020 - 31 de janeiro de 2025
Área do conhecimento:Ciências Agrárias - Agronomia
Pesquisador responsável:Wagner Rodrigo de Souza
Beneficiário:Wagner Rodrigo de Souza
Instituição-sede: Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
Pesq. associados:Danilo da Cruz Centeno ; Hugo Bruno Correa Molinari
Assunto(s):Biotecnologia  Bioetanol  Gramíneas  Parede celular vegetal  Biomassa 

Resumo

Atualmente, a conversão de biomassa é a estratégia mais viável economicamente para a produção de biocombustíveis líquidos, como é o caso do etanol celulósico. A complexa rede de polímeros presentes na parede celular da biomassa vegetal dificulta a fermentação de açúcares livres pelas leveduras, sendo um grande obstáculo para a produção de bioetanol. No presente projeto, pretende-se comparar três estratégias para a modificação genética da parede celular, com o intuito da diminuição de recalcitrância e consequente aumento da digestibilidade da biomassa. Para tal, será utilizada a planta modelo Setaria viridis, uma gramínea filogeneticamente relacionada à cana-de-açúcar. Utilizando a tecnologia CRISPR/Cas9, serão editados os genes COMT e BAHD, responsáveis pela incorporação de lignina e ferulato na parede celular, respectivamente. Além disso, será superexpresso o gene XAT, responsável pela incorporação de resíduos de arabinose nas cadeias laterais da fração hemicelulósica da parede celular. Após a modificação genética, a parede celular e a biomassa das plantas modificadas que apresentarem maior digestibilidade serão detalhadamente caracterizadas. A comparação entre os resultados obtidos permitirão, no futuro, desenvolver uma estratégia racional para a engenharia genética da cana-de-açúcar, visando o desenvolvimento de novas variedades com a biomassa modificada. Além disso, pretende-se também estabelecer um protocolo para a edição gênica de Setaria viridis através da produção de ribonucleoproteínas CRISPR/Cas9, gerando plantas não transgênicas, com o intuito de se aplicar esta técnica futuramente em cana-de-açúcar. (AU)