Overexpression of a Sugarcane BAHD Acyltransferase Alters Hydroxycinnamate Content in Maize Cell Wall

Autor(es):Mostrar menos -

Fanelli, Amanda ^[1] ; Rancour, David M. ^[2] ; Sullivan, Michael ^[3] ; Karlen, Steven D. ^{[4, 5]} ; Ralph, John ^{[4, 5]} ; Riano-Pachon, Diego Mauricio ^[6] ; Vicentini, Renato ^[7] ; Silva, Tatiane da Franca ^[1] ; Ferraz, Andre ^[8] ; Hatfield, Ronald D. ^[3] ; Romanel, Elisson ^[1]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Sao Paulo, Escola Engn Lorena, Dept Biotecnol, Lab Genom Plantas & Bioenergia PGEMBL, Lorena - Brazil

^[2] Lytic Solut LLC, Madison, WI - USA

^[3] ARS, USDA, US Dairy Forage Res Ctr, Madison, WI - USA

^[4] Univ Wisconsin, Wisconsin Energy Inst, Dept Biochem, Madison, WI - USA

^[5] Univ Wisconsin, Wisconsin Energy Inst, Dept Energys Great Lakes Bioenergy Res Ctr, Madison, WI - USA

^[6] Univ Sao Paulo, Ctr Energia Nucl Agr, Lab Biol Computac Evolutiva & Sistemas, Piracicaba - Brazil

^[7] Univ Estadual Campinas, Inst Biol, Dept Genet & Evolucao, Campinas - Brazil

^[8] Univ Sao Paulo, Escola Engenharia Lorena, Dept Biotecnol, Escola Engn Lorena, Lorena - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: FRONTIERS IN PLANT SCIENCE; v. 12, APR 21 2021.
• Citações Web of Science: 2

Resumo

The purification of hydroxycinnamic acids {[}p-coumaric acid (pCA) and ferulic acid (FA)] from grass cell walls requires high-cost processes. Feedstocks with increased levels of one hydroxycinnamate in preference to the other are therefore highly desirable. We identified and conducted expression analysis for nine BAHD acyltransferase ScAts genes from sugarcane. The high conservation of AT10 proteins, together with their similar gene expression patterns, supported a similar role in distinct grasses. Overexpression of ScAT10 in maize resulted in up to 75% increase in total pCA content. Mild hydrolysis and derivatization followed by reductive cleavage (DFRC) analysis showed that pCA increase was restricted to the hemicellulosic portion of the cell wall. Furthermore, total FA content was reduced up to 88%, resulting in a 10-fold increase in the pCA/FA ratio. Thus, we functionally characterized a sugarcane gene involved in pCA content on hemicelluloses and generated a C4 plant that is promising for valorizing pCA production in biorefineries. (AU)

• Processo FAPESP: 21/02352-8 - Super-expressão de uma aciltransferase BAHD de cana-de-açúcar altera o conteúdo hidroxicinâmico em parede celular de milho
• Beneficiário: Elisson Antonio da Costa Romanel
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Publicações científicas - Artigo
• Processo FAPESP: 14/17486-6 - Genômica da biossíntese de hemicelulose em cana-de-açúcar: visando compreender a relação dos genes com a recalcitrância da parede celular
• Beneficiário: Elisson Antonio da Costa Romanel
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Regular
• Processo FAPESP: 16/24391-7 - Análise evolutiva e genômica funcional de genes da cana-de-açúcar envolvidos na recalcitrância da parede celular
• Beneficiário: Elisson Antonio da Costa Romanel
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Regular
• Processo FAPESP: 16/25785-9 - Prospecção e avaliação do uso biotecnológico de genes envolvidos na modificação estrutural da celulose cristalina em cana-de-açúcar
• Beneficiário: Tatiane da Franca Silva
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular