Metabolismo de lignina em quatro genótipos de cana-de-açúcar cultivados em campo

Autor(es)

Letícia Marrone de Souza

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Biologia
• Data de defesa: 2015-06-23

Membros da banca

Paulo Mazzafera; Marcos Silveira Buckeridge; Ladaslav Sodek

• Orientador: Paulo Mazzafera

Resumo

A cana-de-açúcar é a principal fonte de sacarose para a produção do bioetanol de primeira geração e mais recentemente uma importante fonte de biomassa lignocelulósica para a geração do etanol de segunda geração, obtido a partir da celulose depositada na parede celular vegetal. A lignina, um complexo heteropolímero aromático presente na parede secundária das células vegetais, é o principal fator que confere recalcitrância ao material lignocelulósico e o maior obstáculo encontrado pelas biorrefinarias para a produção viável do etanol de segunda geração. Este biopolímero é formado pela polimerização oxidativa combinatória de principalmente três monômeros de álcool p-hidroxicinamílicos: álcool p-coumarílico, álcool coniferílico e álcool sinapílico. Ao serem incorporados ao polímero de lignina passam a ser chamados, p-hidroxifenil (H), guaiacil (G) e siringil (S), respectivamente, os quais são ligados por diferentes tipos de ligações covalentes. Sabendo que características como o conteúdo de lignina, sua composição e os tipos de ligações existentes entre suas unidades S, G e H são fatores que afetam a recalcitrância da parede celular, este trabalho teve como objetivo obter conhecimento a respeito da composição e biossíntese de lignina em quatro genótipos de cana-de-açúcar cultivados em condições de campo em duas localidades do Estado de São Paulo. Os genótipos foram previamente caracterizados quanto ao teor de lignina e foram contrastantes para essa característica, sendo IACSP04-028 e IACSP04-053, com menor teor (± 4%), e IACSP04-691 e IACSP04-015, com maior teor (± 8%). As regiões do córtex e medula do colmo da cana-de-açúcar, em dois estádios do desenvolvimento vegetativo puderam ser diferenciadas pelo conteúdo de lignina, da mesma forma que a composição da lignina (razão S/G) mostrou diferença entre os tecidos. O perfil dos oligômeros identificou doze compostos fenólicos dentre aldeídos, dímeros e trímeros e evidenciou o efeito de localidade entre os genótipos. Os padrões de expressão relativa de dezenove genes codificadores das enzimas da via de biossíntese de lignina foram obtidos, indicando elevado grau de complexidade na correlação entre os dados moleculares e bioquímicos referentes à lignina. Os resultados aqui apresentados trazem conhecimentos complementares importantes quanto à biossíntese de lignina em cana-de-açúcar, os quais podem contribuir para futuras manipulações de genes envolvidos em processos da biossíntese desse polímero como forma de otimizar a produção de etanol lignicelulósico, tendo a biomassa da cana-de-açúcar como matéria prima (AU)

• Processo FAPESP: 12/23187-6 - Metabolismo de lignina em quatro genótipos de cana-de-açúcar cultivados em campo
• Beneficiário: Letícia Marrone de Souza
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado