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Biotecnologia aplicada ao melhoramento genético de gramíneas para a produção de biocombustíveis

Resumo

Atualmente, a conversão de biomassa é a estratégia mais viável economicamente para a produção de biocombustíveis líquidos, como é o caso do etanol celulósico. A complexa rede de polímeros presentes na parede celular da biomassa vegetal dificulta a fermentação de açúcares livres pelas leveduras, sendo um grande obstáculo para a produção de bioetanol. No presente projeto, pretende-se comparar três estratégias para a modificação genética da parede celular, com o intuito da diminuição de recalcitrância e consequente aumento da digestibilidade da biomassa. Para tal, será utilizada a planta modelo Setaria viridis, uma gramínea filogeneticamente relacionada à cana-de-açúcar. Utilizando a tecnologia CRISPR/Cas9, serão editados os genes COMT e BAHD, responsáveis pela incorporação de lignina e ferulato na parede celular, respectivamente. Além disso, será superexpresso o gene XAT, responsável pela incorporação de resíduos de arabinose nas cadeias laterais da fração hemicelulósica da parede celular. Após a modificação genética, a parede celular e a biomassa das plantas modificadas que apresentarem maior digestibilidade serão detalhadamente caracterizadas. A comparação entre os resultados obtidos permitirão, no futuro, desenvolver uma estratégia racional para a engenharia genética da cana-de-açúcar, visando o desenvolvimento de novas variedades com a biomassa modificada. Além disso, pretende-se também estabelecer um protocolo para a edição gênica de Setaria viridis através da produção de ribonucleoproteínas CRISPR/Cas9, gerando plantas não transgênicas, com o intuito de se aplicar esta técnica futuramente em cana-de-açúcar. (AU)

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Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
RIBEIRO, ANA PAULA; VINECKY, FELIPE; DUARTE, KAROLINE ESTEFANI; SANTIAGO, THAIS RIBEIRO; DAS CHAGAS NOQUELI CASARI, RAPHAEL AUGUSTO; HELL, ALINE FORGATTI; DIAS BRITO DA CUNHA, BARBARA ANDRADE; MARTINS, POLYANA KELLY; CENTENO, DANILO DA CRUZ; DE OLIVEIRA MOLINARI, PATRICIA ABRAO; DE ALMEIDA CANCADO, GERALDO MAGELA; DE MAGALHAES, JURANDIR VIEIRA; KOBAYASHI, ADILSON KENJI; DE SOUZA, WAGNER RODRIGO; CORREA MOLINARI, HUGO BRUNO. Enhanced aluminum tolerance in sugarcane: evaluation of SbMATE overexpression and genome-wide identification of ALMTs in Saccharum spp.. BMC PLANT BIOLOGY, v. 21, n. 1 JUN 29 2021. Citações Web of Science: 0.
BASSO, MARCOS FERNANDO; DUARTE, KAROLINE ESTEFANI; SANTIAGO, THAIS RIBEIRO; DE SOUZA, WAGNER RODRIGO; GARCIA, BRUNO DE OLIVEIRA; BRITO DA CUNHA, BARBARA DIAS; KOBAYASHI, ADILSON KENJI; CORREA MOLINARI, HUGO BRUNO. Efficient genome editing and gene knockout in Setaria viridis with CRISPR/Cas9 directed gene editing by the non-homologous end-joining pathway. PLANT BIOTECHNOLOGY, v. 38, n. 2, p. 227-238, JUN 2021. Citações Web of Science: 0.

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