最近发现甘蔗根经历了类似的过程。它们的细胞壁在发育过程中被修饰，在称为通气组织的一种组织中形成充满气体的细胞间隙。

“通气组织在水稻等淹水田中种植的作物非常普遍，因为它支持它们或使它们漂浮在水中，同时还允许植物的水下部分吸入氧气并呼出碳气。”巴西圣保罗大学生物科学研究所（IB-USP）教授Marcos Buckeridge说。

近年来，Buckeridge和合作者一直致力于研究甘蔗根细胞分离中涉及的基因，目的是开发甘蔗转基因品种，其中该过程发生在植物的其他部分，如茎，其中生物量和蔗糖积累。 。这些品种的细胞壁将像木瓜一样柔软 - 因此绰号“木瓜甘蔗” - 并且可以更容易地降解以大规模生产第二代生物乙醇（从生物质中获得）。

研究员隶属于巴西国家生物乙醇科学与技术研究所（INCT生物乙醇，圣保罗研究基金会支持的几个此类研究中心之一 - 圣保罗州FAPESP与国家科学和技术发展委员会（CNPq）合作，现在朝着这个方向迈出了重要的一步。

他们与来自巴西和国外其他大学和研究机构的同事合作，描述了甘蔗根细胞分离中涉及的第一个基因序列，并阐明了它们在这一过程中的功能。该研究的结果发表在Journal of Experimental Botany上。

“如果我们成功促进甘蔗茎中的细胞壁分离，那么不仅可以减少用于酶水解的酶鸡尾酒量[甘蔗渣和甘蔗渣中碳水化合物的降解及其转化为可发酵糖以获得第二代乙醇，但也增加蔗糖提取，“INCT生物乙醇的首席研究员Buckeridge说。

研究人员测定了两个被认为对甘蔗根部通气组织发育初期至关重要的基因。第一个是scRAV1，它编码控制植物叶片老化的RAV转录因子。第二种是scEPG1，它编码内多聚半乳糖醛酸酶（EPG），一种降解果胶的酶，可将细胞保持在一起，从而通过通气组织形成促进细胞分离和果实组织软化。

由于甘蔗基因组的复杂性，其具有每个染色体的几个拷贝和每个基因的多个变体，这两个基因从17个人工细菌染色体克隆测序，所述人工细菌染色体克隆含有与R570甘蔗品种同源的基因组区域。

将基因序列与高粱相应区域的基因序列进行比较（高粱基因组与甘蔗基因组非常相似）。来自两个基因中的每一个的类似序列在烟草叶中表达用于反式激活测定，以查看它们激活了哪些其他基因。

“烟草很容易在基因上进行转化，并作为一种模型来证明这样的机制是如何运作的，”Buckeridge说。

对基因组区域和反式激活测定的分析显示，scRAV1控制甘蔗根通气组织形成期间的早期果胶降解，并且scRAV1产生的蛋白质与scEPG1启动子结合，阻断该基因的转录。

“我们的研究结果为利用生物技术进行甘蔗的基因操作以促进第二代乙醇的生产铺平了道路，”Buckeridge说。第一步

研究人员开发了一种增强scRAV1表达的甘蔗品种。他们还发现了一种microRNA（一种调节基因表达的分子），能够特异性地抑制scRAV1并在整个植物中刺激scEPG1的表达。

“在这种转基因品种中，我们开始看到甘蔗细胞壁似乎变软了，类似于我们想要的效果。例如，某些植物的茎无法保持直立。可能是木瓜甘蔗开发的第一步，“Buckeridge说。