Caracterização da composição da parede celular em plantas de Setaria viridis após edição do genoma

• Processo: 22/04419-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2023
• Data de Término da vigência: 29 de fevereiro de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Agrárias - Agronomia
• Pesquisador responsável: Wagner Rodrigo de Souza
• Beneficiário: Fernanda de Oliveira Menezes
• Supervisor: Leonardo Dario Gomez
• Instituição Sede: Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of York, Inglaterra
• Vinculado à bolsa: 19/26761-4 - Efeitos de modificações genéticas na parede celular para aumento da digestibilidade de biomassa e durante estresses abióticos em gramíneas, BP.DR
• Assunto(s): Biotecnologia vegetal Biocombustíveis Biomassa Gramíneas Parede celular vegetal Setaria viridis
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biocombustíveis | Biomassa | gramineas | Parede Celular Vegetal | Biotecnologia vegetal

Resumo

A degradação do material lignocelulósico é muito difícil devido à sua complexa estrutura. A complexa rede de ligações cruzadas nas paredes celulares pode inibir a digestão da celulose, bloqueando o acesso enzimático à biomassa. Assim, o tratamento enzimático e termoquímico é essencial para a degradação das macromoléculas lignocelulósicas em pequenas subunidades para processamento posterior, o que torna este processo dispendioso. Como a recalcitrância da biomassa é conferida basicamente pela composição da parede celular, a modificação genética da parede celular representa uma poderosa ferramenta para a redução da recalcitrância e, consequentemente, para a viabilidade do processo de produção do biocombustível. Atualmente, existe uma vasta literatura descrevendo diferentes estratégias de modificação da parede celular para aumentar a digestibilidade da biomassa. No entanto, essas estratégias são aplicadas a diferentes espécies, faltando uma comparação adequada das diferentes modificações da parede celular em uma mesma espécie, o que dificulta a adoção de uma estratégia racional de modificação genética para aumentar a digestibilidade. Os genes de ácido cafeico O-metiltransferase (COMT) e BAHD aciltransferase são descritos como candidatos promissores para melhorar a digestibilidade da biomassa. Assim, o objetivo desta proposta é analisar a digestibilidade da biomassa e caracterizar em detalhes a composição da parede celular de plantas Setaria viridis após o uso de duas estratégias distintas de modificação genética da parede celular: (1) nocaute do gene COMT, e (2) nocauteando, simultaneamente, três genes BAHD, usando uma abordagem CRISPR/Cas9. Com isso, pretendemos contribuir para o entendimento da arquitetura da parede celular vegetal, padrões de oscilação e sua biossíntese. Tais informações são valiosas para acelerar o desenvolvimento de tecnologias para produção de etanol celulósico. (AU)