Cientistas querem melhorar artificialmente fotossíntese da cana-de-açúcar

Agência Fapesp - 20/02/2009

Compreender as características da fotossíntese na cana-de-açúcar e os mecanismos de fixação de energia da planta é um passo fundamental para melhorar a produtividade da planta na produção de etanol.

Cientistas brasileiros e suecos reuniram-se em São Paulo nesta semana para mostrar como pretendem articular pesquisas na área a fim de enfrentar esse desafio.

Fotossíntese melhorada artificialmente

De acordo com Marcos Buckeridge - um dos responsáveis pela seção de Biomassa do BIOEN (Pesquisa em Bioenergia) - a fotossíntese da cana-de-açúcar pode, em tese, ser melhorada artificialmente, o que aumentaria a produtividade da planta.

"Em nossas pesquisas, descobrimos quatro genes que estão associados ao aumento da captura da luz pela planta. Temos a possibilidade prática de usá-los para desenvolver um transgênico que estimule esse efeito, aumentando artificialmente a produtividade da cana", disse Buckeridge, professor do Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo (IB-USP), à Agência FAPESP.

"Mas ainda não compreendemos como o mecanismo funciona. E vimos que os genes aumentam a transcrição quando a planta está submetida a níveis elevados de dióxido de carbono, mas não sabemos se as proteínas estão mesmo lá", completou o cientista.

CO2 aumenta produção de energia

Fundador e diretor do Laboratório de Fisiologia Ecológica de Plantas (Laifeco) do IB-USP, Buckeridge é pioneiro em experimentos sobre a resposta das plantas às mudanças climáticas e às emissões de CO2.

As plantas possuem, em suas células, dois sistemas ligados à fotossíntese: um deles captura a luz e o outro é responsável pelas reações bioquímicas. "Esses sistemas estão conectados. Fizemos experimentos que submetiam as plantas a um alto fluxo de dióxido de carbono e, para nossa surpresa, a maior presença do carbono aumentou a captura de luz. Mas não sabemos como isso ocorre", apontou.

Durante o workshop realizado em São Paulo, o professor Fikret Mamedov, da Universidade de Uppsala, na Suécia, apresentou resultados de estudos sobre os dois sistemas fotossintéticos e sugeriu algumas hipóteses para o melhor funcionamento do complexo sob o fluxo aumentado de CO2.

"Nossas pesquisas sobre a dinâmica da membrana tilacóide [membrana interna dos cloroplastos] da planta mostram que, talvez, a presença de um carbonato possa explicar o aumento da velocidade da fotossíntese quando há elevação do carbono no ambiente", disse.

Sistemas fotossintéticos

No Departamento de Fotoquímica e Ciências Moleculares da Universidade de Uppsala, Mamedov estuda sistemas fotossintéticos das plantas empregando novas metodologias. "Utilizamos uma técnica de espectroscopia conhecida como Electron Parametric Ressonance, ou EPR", explicou.

De acordo com Buckeridge, a interação entre os estudos brasileiros e suecos poderá ajudar a encontrar respostas. "Eles possuem as técnicas de que precisamos para entender o que está ocorrendo. Já concordaram em receber pesquisadores nossos na Suécia para nos aprofundarmos nas pesquisas que eles fazem, em especial sobre as proteínas relacionadas a esse processo", disse.

No Workshop BIOEN on Sugarcane Improvement, que será realizado nos dias 18 e 19 de março, Buckeridge apresentará resultados de pesquisas sobre a conexão entre os sistemas fotossintéticos e o metabolismo de açúcar das plantas.

"Sabemos que, se produzirmos muito açúcar, a planta 'desliga' a fotossíntese. O que vamos tentar descobrir é como funcionam todas essas redes. A missão principal dos estudos, daqui em diante, será descobrir o que ocorre no transporte de elétrons. Podemos mexer nesse mecanismo para tornar o sistema mais eficiente", disse.

Competitividade e agregação de valor

Na abertura do workshop, Celso Lafer, presidente da FAPESP, destacou a importância da área de pesquisa em questão. "O tema dos biocombustíveis é de grande importância para a competitividade do Estado de São Paulo e do Brasil. Os workshops do BIOEN se inserem em um conjunto de diversas outras atividades de pesquisas realizadas na mesma área", disse.

Geraldo Alckmin, secretário do Desenvolvimento de São Paulo, ressaltou a importância das pesquisas científicas e tecnológicas na área de bioenergia. "Os estudos sobre bioenergia, especialmente sobre a cana-de-açúcar, estimulam atividades essenciais para o emprego, renda, desenvolvimento, energia e agregação de valor em São Paulo", disse o ex-governador.

"Graças aos avanços na produção de etanol, que nos possibilitaram ter uma das gasolinas mais limpas do mundo, o Brasil dá um exemplo ao mundo em desenvolvimento sustentável", afirmou.

Pesquisa cooperativa entre universidades e empresas

Carlos Henrique de Brito Cruz, diretor científico da FAPESP, explicou que o BIOEN, que conta com investimentos iniciais de R$ 73 milhões, participa intensamente não apenas da pesquisa científica, voltada para o avanço do conhecimento, mas também representa um esforço para o incentivo da pesquisa cooperativa entre universidades e empresas.

"Hoje, desenvolvemos programas nessa área com três empresas. A Dedini, com R$ 100 milhões em cinco anos, e a Braskem, com R$ 50 milhões em cinco anos - sendo QUE, nos dois casos, a FAPESP entra com a metade dos recursos e a empresa com a outra metade. Com a Oxiteno, estamos na seleção da primeira rodada de projetos, com um convênio piloto de R$ 6 milhões, que tem participação do BNDES", disse.

Segundo Brito Cruz, a iniciativa precursora do Bioen foi o projeto Projeto de Pesquisa em Políticas Públicas da Cadeia Cana-Etanol (Diretrizes de Políticas Públicas para a Agroindústria Canavieira do Estado de São Paulo), apoiado pela FAPESP e voltado para as rotas tecnológicas para a produção do etanol.

Espaço para crescimento da cana-de-açúcar

De acordo com Luis Cortez, que coordena o projeto, graças à FAPESP os pesquisadores paulistas têm encontrado um ambiente propício para trabalhar no avanço do campo da bioenergia, estratégico para o Brasil.

"As principais questões que temos pela frente dizem respeito ao potencial para aumento da produtividade da cana-de-açúcar. Analisamos cenários com e sem irrigação e, mesmo excluindo a Amazônia, as área muito secas e as regiões montanhosas, vemos um potencial de aumento da produção para 2 milhões de hectares - quase o que já existe plantado no mundo hoje -, com a produtividade dobrando em relação aos atuais 6 mil litros de etanol por hectare de cana plantada", disse.

Glaucia Mendes de Souza, professora do Instituto de Química da USP e uma das coordenadoras do BIOEN, ressaltou que os workshops estão sendo desenhados para fomentar discussões e trazer à pauta as últimas pesquisas feitas na área.

"O BIOEN tem participação de mais de 20 instituições fora do Brasil. O workshop é importante para integrar os esforços feitos no exterior àqueles feitos pelos nossos pesquisadores e pós-graduandos no Brasil", disse.

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