En Europa se están investigando nuevas formas de energía sostenible para su uso futuro. Uno de los objetos de estudio es la forma de generar biocombustible a bajo coste a partir de biomasa vegetal. Sin embargo, el contenido en lignina y hemicelulosas de algunas plantas representa un problema dada su dificultad para transformarlo en biocombustible. Científicos procedentes de Dinamarca, Tailandia y Estados Unidos podrían haber dado con una solución a este inconveniente mediante técnicas fitogenéticas que den lugar a plantas cuya degradación produce biocombustibles. El estudio se publicó recientemente en la revista Biotechnology for Biofuels.
Expertos en este campo han descubierto que las plantas con alto contenido en lignina y hemicelulosas (biomasa lignocelulósica) poseen altas concentraciones de pentosas. La fermentación de estos azúcares, al contrario que las hexosas, no produce combustible con facilidad. Científicos del Instituto Nacional Lawrence Berkeley de los Estados Unidos, llevaron a cabo un estudio para sintetizar (mediante manipulación genética) plantas con menos xilano (el polisacárido más abundante después de la celulosa) en las paredes celulares secundarias y mejorar así la producción de biocombustible.
Se utilizaron tres variantes mutantes de Arabidopsis con un déficit de xilano (mutantes de xilema irregular [irx] irx7, irx8 e irx9) con objeto de sintetizar plantas con poco xilano y mejorar la capacidad de degradación del carbohidrato en azúcares sencillos (sacarificación).
Según los investigadores, los mutantes irx presentan generalmente fenotipos enanos graves producidos por la obstrucción de los vasos del xilema y el consecuente deterioro del transporte de agua y nutrientes. Piensan que el restablecimiento de la biosíntesis de xilano en la planta complementaría las mutaciones.
Modificaron las regiones promotoras de los genes de los factores de transcripción VND6 y VND7 implicados en la formación vascular con objeto de reintroducir la biosíntesis de xilano en el xilema de irx7, 8 y 9. El equipo observó que los fenotipos resultantes, en algunos casos, presentaban los patrones de crecimiento naturales generando plantas más fuertes debido a la restauración de sus propiedades mecánicas. También lograron mantener bajo el contenido en xilanos y aumentar el rendimiento de la sacarificación. ¿El resultado? Una mejora del proceso de degradación para generar biocombustibles.
En algunas plantas, la concentración de xilosa se redujo hasta un 23% y, en otras, la de lignina cayó un 18%. Los investigadores lograron restaurar la función natural del xilano en las plantas. Tras el pretratamiento, observaron una mejora del 42% en el rendimiento de la sacarificación de las plantas.
“Estos resultados muestran que se puede obtener plantas con bajo contenido en xilano en sus paredes celulares secundarias sin, por ello, perder la integridad estructural de los vasos del xilema”, afirmó el coautor Henrik V. Scheller, de la División de Biociencia Física del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley y del Joint Bioenergy Institute de la Universidad de California-Berkeley (Estados Unidos). “El sistema de generación de xilano mediante manipulación genética que presentamos, constituye un enorme avance hacia los cultivos destinados a la obtención de bioenergía cuyas propiedades facilitan su transformación en biocombustibles. En el futuro, este método basado en Arabidopsis podría transferirse a otras especies de cultivos para la obtención de biocombustible, en particular, algunas especies de álamos.”
Los investigadores consideran que sus hallazgos podrían facilitar el desarrollo de una energía alternativa y reducir considerablemente el uso de los combustibles fósiles.
