Determinação das enzimas de degradação da parede celular durante a formação do aerênquima em raízes de cana de açúcar

Resumo

Atualmente tem sido discutido que a utilização da biomassa como fonte de energia limpa e renovável torna-se essencial na busca de formas de adaptação e mitigação ao dióxido de carbono, oriundo da queima de combustíveis fósseis. No entanto, para o consumo mundial de energia, a quantidade de biomassa disponível não é suficiente para atender a demanda de substituição plena do petróleo, fazendo com que sejam necessárias tecnologias para aproveitamento máximo da biomassa produzida, tanto para a fermentação como para outras formas de co-geração. No Brasil a cana de açúcar é uma das alternativas para a geração de energia, principalmente na forma de etanol, sendo que atualmente parte dessa biomassa não é utilizada. Com o intuito de viabilizar a utilização da biomassa na fermentação são necessárias tecnologias de pré-tratamento que aumentem a acessibilidade aos polissacarídeos da parede celular, gerando maior quantidade de açúcares fermentáveis com menor concentração de resíduos. O processo de produção desses açúcares é denominado etanol celulósico, várias iniciativas têm sido realizadas no sentido de utilizar coquetéis de hidrolases de microrganismos para a degradação da parede celular de plantas. No entanto, o sucesso de tal intento tem sido relativo, uma vez que as paredes celulares têm demonstrado altos níveis de recalcitrância à hidrólise. Por outro lado, em plantas há diversas situações em que as paredes celulares são eficientemente degradadas por seus próprios sistemas enzimáticos, oferecendo assim oportunidades para compreender os mecanismos de controle desse processo. Dentre eles estão os processos de degradação de reservas em sementes, amadurecimento de frutos e a formação de aerênquimas. Em raízes de cana se açúcar, um mecanismo de formação de aerênquima lisígeno foi recentemente caracterizado por nosso grupo. Este sistema se faz um modelo interessante, uma vez que este, quando induzido, degrada completamente as paredes celulares de uma parte do parênquima cortical das raízes. O papel das enzimas hidrolíticas neste processo ainda não foi caracterizado. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho será mensurar e caracterizar as atividades das principais hidrolases da parede celular, durante o processo de formação de aerênquima. Pretende-se também, complementar este trabalho medindo e correlacionando os níveis de transcrição dos genes relacionados a essas hidrolases.