Traduzido de Science Daily
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O gênero de grama Miscanthus, comumente usado para adicionar movimento e textura aos jardins, pode rapidamente se tornar a primeira escolha para a produção de biocombustíveis. Um novo estudo mostra que essas gramíneas podem ser cultivadas em condições menos agrícolas, como terras marginais, devido à sua notável resiliência e capacidade fotossintética em baixas temperaturas.
Miscanthus é um biocombustível promissor graças ao seu alto rendimento de biomassa e baixos requisitos de insumos, o que significa que pode se adaptar a uma ampla gama de zonas climáticas e tipos de solo. É considerada uma opção de negócio viável para os agricultores, mas a produção pode ser ameaçada pelo suprimento insuficiente ou excessivo de água, como o aumento das enchentes no inverno ou ondas de calor no verão.
Com muito pouco conhecimento sobre sua produtividade em condições de solo inundado e saturado de umidade, os pesquisadores do Earlham Institute em Norwich queriam entender as diferenças na tolerância ao estresse hídrico entre as espécies de Miscanthus para orientar o melhoramento genômico da cultura.
A equipe de pesquisa, junto com colaboradores do TEAGASC, da Autoridade de Desenvolvimento Agrícola e Alimentar da República da Irlanda e do Instituto de Ciências Biológicas, Ambientais e Rurais do País de Gales, analisou vários genótipos de Miscanthus para identificar características que forneceram informações sobre adaptação. e regulação durante o estresse hídrico.
Eles descobriram genes específicos que desempenham papéis importantes na resposta ao estresse hídrico em diferentes espécies de Miscanthus e viram consistências com processos biológicos funcionais que são críticos durante a sobrevivência do estresse hídrico em outros organismos.
O Dr. José De Vega, autor do estudo e líder do grupo no Earlham Institute, disse: “Miscanthus é uma cultura comercial devido à sua alta produtividade de biomassa, resiliência e capacidade de continuar a fotossíntese durante os meses de inverno. Estas qualidades tornam-no um candidato particularmente bom cultura para cultivo em terras marginais no Reino Unido, onde a produção pode ser limitada por verões escaldantes e invernos chuvosos. “
Anteriormente, um ensaio de uma década na Europa mostrou que Miscanthus produzia até 40 toneladas de matéria seca por hectare a cada ano. Isso foi alcançado após apenas dois anos de implantação, mostrando que sua capacidade de biocombustível era mais eficiente na produção de etanol por hectare do que switchgrass e milho.
As espécies de Miscanthus são utilizadas como espécies forrageiras no Japão, Coréia e China há milhares de anos e, devido ao seu alto rendimento de biomassa e alto teor de lignocelulose (matéria vegetal seca), são utilizadas comercialmente como matéria-prima para a produção de bioenergia.
A biomassa lignocelulósica é a matéria-prima mais abundante disponível na Terra para a produção de biocombustíveis, principalmente para a produção de bioetanol. A alta capacidade de biomassa de Miscanthus torna a grama uma mercadoria valiosa para agricultores em terras marginais, mas as respostas da cultura ao estresse hídrico variam dependendo da origem das espécies de Miscanthus.
Os cientistas compararam as respostas fisiológicas e moleculares entre as espécies de Miscanthus em condições de inundação e seca. As condições fisiológicas induzidas foram utilizadas para uma análise aprofundada das bases moleculares do estresse hídrico em espécies de Miscanthus.
Uma perda significativa de biomassa em condições de seca foi observada em todas as quatro espécies de Miscanthus. Em condições de inundação, a produção de biomassa foi tão boa ou melhor do que em condições controladas para todas as espécies. O baixo número de genes expressos diferencialmente e o maior rendimento de biomassa em condições de inundação apoiaram o uso de Miscanthus em terras marginais sujeitas a inundações.
“O desafio global de alimentar a crescente população mundial é exacerbado quando as safras de alimentos são usadas como matéria-prima para a produção de energia verde”, disse o Dr. De Vega.
“O melhoramento genético bem sucedido para a produção de etanol e produtos químicos requer a capacidade de crescer em terras marginais juntamente com atributos prioritários; não relacionados a alimentos, perenes, com alto rendimento de biomassa, baixo aporte químico e mecânico, maior eficiência no uso da água e alto capacidade de armazenamento de carbono – Miscanthus atende a estes para melhorar a reprodução – economizando dinheiro e espaço para os agricultores e ajudando nosso ambiente poluído pela emissão de CO2.
“A equipe de pesquisa está no processo de selecionar inicialmente genótipos de alta biomassa de grandes populações de Miscanthus que estão mais bem adaptados às condições do Reino Unido e requerem poucos insumos. O uso de abordagens genômicas está nos permitindo entender melhor as características. Tornando algumas espécies de Miscanthus comercialmente alternativa sustentável para terras marginais e aplicando isso às práticas agrícolas. “
O artigo ‘Resposta fisiológica e transcricional ao estresse hídrico entre as espécies de gramíneas bioenergéticas Miscanthus’ está publicado em Biotecnologia para biocombustíveis.
Fonte da história:
Materiais fornecido por Earlham Institute. Nota: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.
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