La biomasa vegetal contiene un considerable valor calorífico, pero la mayor parte constituye paredes celulares robustas, una ventaja evolutiva poco apetitosa que ayudó a los pastos a sobrevivir a los recolectores y prosperar durante más de 60 millones de años.
El problema es que esta robustez aún los hace menos digeribles en el rumen de vacas y ovejas y difíciles de procesar en las refinerías de bioenergía para combustible de etanol.
Pero ahora un equipo multinacional de investigadores, del Reino Unido, Brasil y EE. UU., Ha identificado un gen involucrado en el endurecimiento de las paredes celulares cuya supresión aumentó la liberación de azúcares hasta en un 60%. Sus hallazgos se informan hoy en Nuevo fitólogo .
"El impacto es potencialmente global ya que cada país usa cultivos de hierba para alimentar a los animales y varias plantas de biocombustibles en todo el mundo usan esta materia prima", dice Rowan Mitchell, biólogo de plantas de Rothamsted Research y co-líder del equipo.
"Solo en Brasil, los mercados potenciales para esta tecnología se valoraron el año pasado en R $ 1300M $ 400M para biocombustibles y R $ 61M para ganado forrajero", dice Hugo Molinari, investigador principal del Laboratorio de Genética y Biotecnología enEmbrapa Agroenergy, parte de la Corporación Brasileña de Investigación Agrícola Embrapa y el otro co-líder del equipo.
Miles de millones de toneladas de biomasa de cultivos de hierba se producen cada año, señala Mitchell, y un rasgo clave es su digestibilidad, que determina qué tan económico es producir biocombustibles y qué tan nutritivo es para los animales. Mayor rigidez de la pared celular o ferulilación, reduce la digestibilidad.
"Identificamos genes específicos de hierba como candidatos para controlar la feruloilación de la pared celular hace 10 años, pero ha resultado muy difícil demostrar este papel, aunque muchos laboratorios lo han intentado", dice Mitchell. "Ahora proporcionamos la primera evidencia sólida para unode estos genes "
En las plantas genéticamente modificadas del equipo, un transgen suprime el gen endógeno responsable de la feruloilación a alrededor del 20% de su actividad normal. De esta manera, la biomasa producida está menos ferulilada de lo que estaría en una planta no modificada.
"La supresión no tiene un efecto obvio en la producción de biomasa de la planta o en la apariencia de las plantas transgénicas con menor feruloilación", señala Mitchell. "Científicamente, ahora queremos descubrir cómo el gen media la feruloilación. De esa manera, nosotrospodemos ver si podemos hacer que el proceso sea aún más eficiente "
Los hallazgos son, sin duda, una bendición en Brasil, donde una floreciente industria de la bioenergía produce etanol a partir de las sobras no alimentarias de otros cultivos de hierba, como la rastra de maíz y los residuos de caña de azúcar, y de la caña de azúcar cultivada como un cultivo energético dedicado. Mayor eficienciade la producción de bioetanol lo ayudará a reemplazar el combustible fósil y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.
"Económica y ambientalmente, nuestra industria ganadera se beneficiará de una búsqueda de alimentos más eficiente y nuestra industria de biocombustibles se beneficiará de la biomasa que necesita menos enzimas artificiales para descomponerla durante el proceso de hidrólisis", señala Molinari.
Para John Ralph, coautor y pionero de campo, el descubrimiento ha sido difícil de conseguir y hace mucho tiempo. "Varios grupos de investigación 'tenían la proteína / gen de feruloilación inminentemente', y eso fue hace unos 20 años", señala el profesorde Bioquímica en la Universidad de Wisconsin-Madison y en el Centro de Investigación de Bioenergía de los Grandes Lagos del Departamento de Energía de EE. UU.
"Nuestro grupo ha estado interesado, desde principios de la década de 1990, en la reticulación ferulada en las paredes celulares de las plantas y desarrolló los métodos de RMN que fueron útiles en la caracterización aquí", señala Ralph. "Esto ha sido difícil de descubrir."
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Materiales proporcionado por Investigación Rothamsted . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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