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L'étude recense le gène principal pour accélérer l'accroissement de canne à sucre

En dépit des efforts internationaux de reproduction, l'agronomie avancée et le management efficace des parasites et des maladies, puissances de canne à sucre ont été statiques pendant des décennies dû aux contraintes sur le développement de chaume. La capacité de stockage du sucre du chaume est matériel limitée, limitant le volume du sucrose et de la biomasse qui peut être obtenu à partir de la collecte pour le sucre et la production de la seconde génération de l'éthanol (2G), selon des experts le domaine.

« Traverser ce seuil de développement par la reproduction conventionnelle [croisement des variétés] s'avère dur, » a dit Marcelo Menossi, un professeur d'université dans le Service de Génétique, l'évolution et les Bioagents à l'université de l'institut de la biologie de Campinas (IB-UNICAMP) au Brésil.

Menossi, en collaboration avec les stagiaires universitaires supérieurs dirigés par lui et avec des collègues au laboratoire national de la Science et de technologie du bioéthanol du Brésil (CTBE), la recherche Australie de sucre et l'université Halle-Wittenberg (MLU) de Martin Luther de l'Allemagne, constaté que la clavette à surmonter cette contrainte sur la puissance de canne à sucre pourrait se situer dans un gène ScGAI appelé.

Dans une étude réalisée pendant un projet a lié à BIOEN, le programme de recherche de bioénergie de FAPESP - la fondation de recherches de São Paulo, le Menossi et les collaborateurs ont découvert que ScGAI est un régulateur important de développement de chaume en canne à sucre.

En manipulant l'activité de ce gène dans les lignes transgéniques de canne à sucre développées en Australie, les chercheurs ont réussi au volume considérablement croissant de chaume et à changer l'attribution des ressources du carbone en molécules structurelles et de stockage. Ils ont maintenant rapporté leurs découvertes dans un article publié en tourillon de la botanique expérimentale.

« La variété de canne à sucre dans laquelle nous avons modifié l'expression de ScGAI s'est développée bien plus rapidement. Ceci signifie qu'il devrait être possible de multiplier un grand choix de canne à sucre d'énergie qui mûrit plus rapidement et a une production plus élevée de biomasse selon l'élément du temps, » Menossi a dit.

La découverte a été dérivée de la recherche de PhD de Rafaël Garcia Tavares, conduite à IB-UNICAMP sous la supervision de Menossi et avec une bourse de FAPESP.

Pendant l'étude, ScGAI s'est avéré pour négocier le règlement des hormones de développement employées par des cultivateurs de canne à sucre, tels que l'éthylène et les gibbérellines.

Des gibbérellines sont généralement appliquées pour améliorer la puissance dans beaucoup de collectes et pour accélérer la canne à sucre mûrissant en déclenchant la dégradation rapide des protéines de DELLA, avec lesquelles sont de ce fait évités de l'interaction et de dégrader d'autres protéines qui stimulent le développement de chaume.

Le « éthylène est type appliqué aux plantations de canne à sucre pendant l'étape de maturation, quand l'agriculteur veut que la centrale continue d'accumuler le sucrose au lieu d'élever et de produire plus de lames. À la différence des gibbérellines, il stabilise DELLAs et les laisse agir l'un sur l'autre avec et dégrader d'autres protéines encourageant la croissance. Cependant, le rôle de DELLAs comme régulateurs d'accroissement de canne à sucre était mal compris, » Menossi a dit.

Brevetage de la méthode de manipulation

Pour glaner une meilleure compréhension de la façon dont DELLAs règlent l'accroissement de canne à sucre, particulièrement en ce qui concerne le développement de chaume, les chercheurs a entrepris une expérience dans laquelle ils ont modifié l'expression de ScGAI dans une variété australienne de canne à sucre.

Dans quelques lignes, ScGAI a été amorti pour réduire la production de DELLAs et pour les arrêter de dégrader d'autres protéines qui contribuent au développement de la centrale.

Dans d'autres lignes, les chercheurs ont pris des mesures pour s'assurer que le gène overexpressed dans le but d'augmenter la production de DELLAs et de les stabiliser de sorte qu'elles prolongées pour dégrader les protéines encourageant la croissance.

Dans une analyse comparative effectuée après quatre mois, les lignes transgéniques de canne à sucre de ScGAI-overexpressing manifestées ont arrêté l'accroissement, des entre-noeuds plus courts, et ont nui le métabolisme énergétique.

En revanche, les centrales ScGAI-amorties étaient un allongement rapide plus grand et montré d'entre-noeud, une production accrue de phytomer, et une attribution des ressources plus grande de carbone à la cheminée. Le phytomer est défini comme élément comportant un noeud et un entre-noeud, ses bourgeons axillaires, et lame jointe.

« L'étude prouve clairement que le gène de ScGAI est une composante fondamentale de développement de canne à sucre et peut être un objectif pour que la manipulation génétique permette l'intervention dans la vitesse de la croissance de plantes en réglant des protéines de DELLA, » a dit le Coordinateur du projet de recherche de FAPESP.

Les chercheurs ont sollicité un brevet sur la méthode qu'ils ont inventé pour manipuler ScGAI afin de diminuer la quantité de DELLAs en canne à sucre de sorte que la centrale se développe plus rapidement. Deux compagnies ont exprimé un intérêt pour la technologie.

« La prochaine opération est d'exécuter des essais pratiques et voir si nous pouvons obtenir les mêmes résultats en élevant les lignes transgéniques avec le gène manipulé en serre chaude, » Menossi a dit.