农业研究所（IAC）在庆祝其成立139周年之际，又取得了一项专注于甘蔗和能源领域创新的科研成果。IAC已获得一项生物技术工具的专利，该工具能够提高植物生物质的产量并改变其成分，使其更适合工业化生产，最终转化为先进的生物燃料。
这项名为“用于生产生物量增加和生物量改变植物的Shine基因过表达盒及其用途和方法”的技术，是位于圣保罗州内陆里贝朗普雷图的IAC高级甘蔗研发部生物技术实验室近二十年研究的成果。IAC由佩德罗二世皇帝于1887年6月27日创立，本月将庆祝其成立139周年。纪念仪式将于30日下午3点在坎皮纳斯举行。
研究结果表明，在提高生物质产量的同时，使其更容易被工业转化。“这种组合对于生产纤维素乙醇、可持续航空燃料（SAF）、生物化学品和其他生物经济产品尤其具有吸引力，”IAC研究员兼专利发明人Silvana Aparecida Creste Dias de Souza强调说。
该专利加强了 IAC 将科研成果转化为适用于生产部门的技术的机构战略，有助于提高巴西农业的竞争力，并发展以可再生资源为基础的低碳经济。
据这位科学家介绍，这项发明着重于了解能源甘蔗和甘蔗细胞壁形成过程中涉及的遗传机制，并开发能够提高生物质在可再生能源生产中利用率的策略。“这项技术利用了Shine基因的过表达，Shine基因是一种转录因子，能够调控与植物生长和细胞壁组成相关的过程，”来自圣保罗州农业与供应部农业企业研究局（APTA）下属IAC的研究人员评论道。
研究表明，该基因的表达能够同时促进生物质产量增加、木质素含量降低以及糖化效率提高——糖化是将生物质转化为可发酵糖的关键步骤。“这些特性对于生产第二代（2G）乙醇尤为重要，第二代乙醇是从甘蔗的木质纤维素部分（例如甘蔗渣和秸秆）中提取的。与利用甘蔗汁中糖分生产的传统乙醇不同，第二代乙醇依赖于植物细胞壁的分解，从而释放纤维素和半纤维素中的结构糖，”他解释道。
技术提高了生物质的可用性。
西尔瓦娜·克雷斯特指出，该过程的主要挑战之一正是木质素的存在。木质素赋予植物刚性，并阻碍工业加工过程中酶对纤维素和半纤维素的接触。半纤维素与纤维素和木质素共同构成细胞壁。
“我们的目标是开发一种能够同时解决第二代乙醇生产中两个重要瓶颈的技术：提高生物质的可用性并提高其转化为可发酵糖的效率。结果表明，Shine基因在能源作物应用方面具有巨大潜力，”来自农学研究所的研究人员说道。
近年来，利用 Shine 技术开发的转基因事件已在农艺研究所开发的两个甘蔗品种 IACSP01-5503 和 IACSP02-1064 上进行了田间评估。经过两个农业周期的试验，结果表明每公顷干生物量产量持续增加，同时每公顷糖产量也增加。
“这些数据表明，该技术不仅有利于利用生物质生产纤维素乙醇，而且还有助于提高单位耕地面积的糖和能源产量，”他表示。
除了在生物燃料行业具有潜力外，该技术未来还可以应用于新的植物育种和基因工程平台，并与其他感兴趣的农艺性状相结合，例如抗虫性、耐除草剂性和对不利环境条件的适应性。
这项工具源于功能基因组学研究，该研究旨在识别能够在不影响植物发育的前提下改变其结构特征的基因。尽管这项技术最初是为了提高第二代乙醇的生产效率而设计的，但田间评估结果表明，它显著提高了农业生产力——这对甘蔗和能源行业而言是一项意义重大的额外益处。
除了IAC的研究员外，发明团队成员还包括Alexandre Palma Boer Martins、Michael dos Santos Brito、Paula Macedo Nóbile和Natália Gonçalves Takahashi。该研究得到了圣保罗研究基金会（FAPESP）、国家科学技术发展委员会（CNPq）和高等教育人员培训协调委员会（CAPES）的资助。
