Caracterização fenotípica de linhagens transgênicas da gramínea Setaria viridis silenciadas para lacases potencialmente envolvidas no processo de lignificação

• Processo: 24/22301-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Botânica - Fisiologia Vegetal
• Pesquisador responsável: Igor Cesarino
• Beneficiário: Arthur Netto Escudeiro
• Instituição Sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 21/06142-8 - Modificando o metabolismo fenólico: da descoberta de funções gênicas às biofábricas verdes, AP.BIOEN.JP2
• Assunto(s): Gramíneas Lignina Sacarificação
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: gramineas | Laccases | Lignina | Parede secundária | Sacarificação | Biologia molecular e biotecnologia de plantas

Resumo

A lignina é um polímero componente da parede celular vegetal, que limita o acesso das enzimas hidrolíticas aos seus substratos polissacarídeos na parede, sendo apontada como o principal fator responsável pela recalcitrância da biomassa. Portanto, é essencial o entendimento do metabolismo de lignina, principalmente em gramíneas C4, que possuem grande capacidade de acumular biomassa, sendo importantes matérias-primas para utilização na bioeconomia. As lacases são um grupo de enzimas que participam do processo de lignificação ao oxidarem monolignóis, gerando radicais que se acoplam, formando o polímero de lignina. Porém, o estudo de lacases ainda é limitado, com poucas evidências genéticas de sua participação na polimerização da lignina em gramíneas. Em trabalhos anteriores, nosso laboratório identificou lacases potencialmente envolvidas no metabolismo de lignina na gramínea-modelo Setaria viridis, culminando na produção de linhagens transgênicas silenciadas para os genes-alvo, co-ortólogos dos genes AtLAC4 e AtLAC17 de Arabidopsis thaliana, cujo envolvimento na polimerização de lignina foi validado por genética reversa. Dessa forma, este projeto propõe a caracterização fenotípica destas linhagens por meio de i) análises do desenvolvimento vegetativo das plantas; ii) ensaios de histoquímica para a localização de lignina e tricina in situ; iii) determinação de conteúdo e composição de lignina e perfil de polissacarídeos estruturais; e iv) análise de potencial de sacarificação. A caracterização destas lacases não só suprirá uma lacuna de conhecimento na deposição de lignina em gramíneas C4, como também validará potenciais estratégias biotecnológicas para a redução da recalcitrância da biomassa vegetal nos processos de biorrefinaria. (AU)