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El estudio determina el gen dominante para acelerar incremento de la caña de azúcar

A pesar de esfuerzos internacionales de la cría, la agronomía avanzada y la administración efectiva de los parásitos y de las enfermedades, rendimientos de la caña de azúcar han sido estáticas por décadas debido a apremios en el revelado del polvo. La memoria del azúcar del polvo es físicamente limitada, restringiendo el volumen de sucrosa y de biomasa que se puede obtener de la cosecha para el azúcar y la producción de segunda generación del etanol (2G), según expertos en el área.

La “fractura a través de este umbral de desarrollo por la cría convencional [cruce de variedades] está probando difícilmente,” dijo a Marcelo Menossi, catedrático en el departamento de la genética, de la evolución y de los Bioagents en la universidad del instituto de la biología de Campinas (IB-UNICAMP) en el Brasil.

Menossi, en colaboración con los estudiantes graduados vigilados por él y con los colegas en el laboratorio nacional de la ciencia y de la tecnología del bioetanol del Brasil (CTBE), investigación Australia del azúcar y la universidad Halle-Wittenberg (MLU) de Martin Luther de Alemania, encontrado que la llave a superar esta restricción en rendimiento de la caña de azúcar podría mentir en un gen llamó ScGAI.

En un estudio realizado durante un proyecto conectó a BIOEN, el programa de investigación de la bioenergía de FAPESP - el asiento de investigación de São Paulo, Menossi y los colaboradores descubrieron que ScGAI es un regulador importante del revelado del polvo en caña de azúcar.

Manipulando la actividad de este gen en las líneas transgénicas de la caña de azúcar desarrolladas en Australia, los investigadores tuvieron éxito en volumen substancialmente cada vez mayor del polvo y el cambio de la dotación del carbono a las moléculas estructurales y del almacenamiento. Ahora han denunciado sus conclusión en un artículo publicado en gorrón de la botánica experimental.

“La variedad de la caña de azúcar en la cual alteramos la expresión de ScGAI se convirtió lejos más rápidamente. Esto significa que debe ser posible criar una variedad de caña de azúcar de la energía que se madure más rápidamente y tenga producción más alta de la biomasa por la unidad del tiempo,” Menossi dijo.

El descubrimiento fue derivado de la investigación del doctorado de Rafael García Tavares, conducto en IB-UNICAMP bajo supervisión de Menossi y con una beca de FAPESP.

Durante el estudio, ScGAI fue encontrado para mediar la regla de las hormonas de desarrollo usadas por los cultivadores de la caña de azúcar, tales como etileno y giberelinas.

Las giberelinas son empleadas extensamente para perfeccionar el rendimiento en muchas cosechas y para acelerar la caña de azúcar que madura accionando la degradación rápida de las proteínas de DELLA, con las cuales de tal modo se previenen de obrar recíprocamente y de degradar otras proteínas que estimulen el revelado del polvo.

El “etileno se aplica típicamente a las plantaciones de la caña de azúcar durante el escenario de maduración, cuando el granjero quisiera que la instalación continuara el acumular de la sucrosa en vez de crecer y de producir más hojas. A diferencia de las giberelinas, estabiliza DELLAs y las permite obrar recíprocamente con y degradar otras proteínas animadoras del crecimiento. Sin embargo, el papel de DELLAs como reguladores del incremento de la caña de azúcar era mal entendido,” Menossi dijo.

El patentar del método de la manipulación

Para espigar una mejor comprensión de cómo DELLAs regula incremento de la caña de azúcar, especialmente con respecto al revelado del polvo, los investigadores conducto un experimento en el cual alteraron la expresión de ScGAI en una variedad australiana de la caña de azúcar.

En algunas líneas, ScGAI fue impuesto silencio para reducir la producción de DELLAs y para pararlas de degradar otras proteínas que contribuyen al revelado de la instalación.

En otras líneas, los investigadores tomaron medidas para asegurarse de que el gen overexpressed con el objetivo de aumentar la producción de DELLAs y de estabilizarlas de modo que continuaran degradar las proteínas animadoras del crecimiento.

En un análisis comparativo realizado después de cuatro meses, las líneas transgénicas de la caña de azúcar de ScGAI-overexpressing visualizadas impidieron el incremento, entrenudos más cortos, y empeoraron metabolismo energético.

En cambio, las instalaciones ScGAI-impuestas silencio eran una elongación rápida más alta y exhibida del entrenudo, producción creciente del phytomer, y mayor dotación del carbono al vástago. El phytomer se define como una unidad que comprende un nodo y un entrenudo, sus brotes axilares, y hoja sujetada.

“El estudio muestra sin obstrucción que el gen de ScGAI es un componente fundamental del revelado de la caña de azúcar y puede ser un objetivo para que la manipulación genética permiso la intervención en la velocidad del crecimiento vegetal regulando las proteínas de DELLA,” dijo al coordinador del proyecto de investigación de FAPESP.

Los investigadores han solicitado una patente en el método que inventaron para manipular ScGAI para disminuir la cantidad de DELLAs en caña de azúcar de modo que la instalación se convierta más rápidamente. Dos compañías han expresado un interés en la tecnología.

“El paso siguiente es realizar pruebas de campo y ver si podemos obtener los mismos resultados creciendo las líneas transgénicas con el gen manipulado en una cabina,” Menossi dijo.