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Bioingeniería de biomasa lignocelulósica en maíz
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Descripción general
El maíz es uno de los principales cultivos del mundo y se ha utilizado predominantemente como forraje debido a su alto valor nutritivo. En los últimos años, para sustituir a los contaminantes combustibles fósiles, el maíz se ha utilizado también como fuente para la producción de bioetanol. Inicialmente, el bioetanol se ha producido a partir de los azúcares acumulados en las semillas (biocombustible de primera generación), compitiendo directamente con los campos dedicados a la alimentación humana y animal. Una solución para evitar esta competencia es el uso del rastrojo de maíz (biomasa lignocelulósica) pero su enorme cantidad de celulosa es hoy en día desechada debido a su interacción con el polímero lignina. Estas interacciones implican que un porcentaje importante de estos polisacáridos no son digeridos por los rumiantes ni extraídos para la producción de bioetanol celulósico (biocombustible de segunda generación), reduciendo así los valores nutricionales y energéticos de esta biomasa.
Nuestros principales intereses se dirigen a comprender cómo la modificación de los genes de la lignina afecta al contenido y composición de los polímeros de lignina y polisacáridos dentro de las paredes celulares del maíz. Este conocimiento es esencial para emprender nuevos enfoques biotecnológicos que conduzcan a nuevas líneas de maíz con valores nutricionales y energéticos mejorados de la biomasa lignocelulósica, haciendo así que su alto contenido en polisacáridos esté disponible para estas propuestas industriales;
Publicaciones Seleccionadas
Calderone S., Mauri N., Manga-Robles A., Fornalé S., García-Mir L., Centeno ML., Sánchez-Retuerta C., Ursache R., Acebes JL., Campos N., García-Angulo P., Encina A. and Caparrós-Ruiz D.
Diverging cell wall strategies for drought adaptation in two maize inbreds with contrasting lodging resistance.
(2024) Plant, Cell & Environment. 2024 Feb 5. doi: 10.1111/pce.14822.
Vélez-Bermúdez IC., Salazar-Henao JE., Riera M., Caparros-Ruiz D. and Schmidt W.
Protein and antibody purification followed by immunoprecipitation of MYB and GATA zinc finger–type maize proteins with magnetic beads.
(2022) STAR Protocols, 2022 Jun 7;3(2):101449. doi: 10.1016/j.xpro.2022.101449. eCollection 2022 Jun 17.
Kubra G., Khan M., Munir F., Gul A., Shah T., Hussain A., Caparrós-Ruiz D. and Amir R.
Expression Characterization of Flavonoid Biosynthetic Pathway Genes and Transcription Factors in Peanut under Water Deficit Condition.
(2021) Front. Plant Sci. doi: 10.3389/fpls.2021.680368.
Manga-Robles A., Santiago R., Malvar R.A., Moreno-González V., Fornalé S., López I., Centeno M.L., Acebes J.L., Álvarez J.M., Caparros-Ruiz D., Encina A. and García-Angulo P.
Elucidating compositional factors of maize cell walls contributing to stalk strength and lodging resistance.
(2021) Plant Sci. Jun;307:110882 doi: 10.1016/j.plantsci.2021.110882
Rebaque D., Martínez-Rubio R., Fornalé S., García-Angulo P., Alonso-Simón A., Álvarez JM., Caparros-Ruiz D., Acebes JL., Encina A.
Characterization of structural cell wall polysaccharides in cattail (Typha latifolia): Evaluation as potential biofuel feedstock.
(2017) Carbohydrate Polymers 175 679-688
Fornalé S., Rencoret J., García-Calvo L., Encina A., Rigau J., Gutiérrez A., del Río JC., Caparros-Ruiz D.
Changes in cell wall polymers and degradability in maize mutants lacking 3′- and 5′-O-Methyltransferases involved in lignin biosynthesis.
(2017) Plant & Cell Physiology 58: 240-255
Vélez-Bermúdez IC., Salazar-Henao JE., Fornalé S., López-Vidriero I., Franco-Zorrilla JM., Grotewold E., Gray J., Solano R., Schmidt W., Pagés M., Riera M., Caparros-Ruiz D.
A MYB/ZML complex regulates wound-induced lignin genes in maize.
(2015) The Plant Cell 27: 3245-3259
Fornalé S., Rencoret J., Garcia-Calvo L., Capellades M., Encina A., Santiago R., Rigau J., Gutiérrez A., Del Río JC., Caparros-Ruiz D.
Cell wall modifications triggered by the down-regulation of Coumarate 3-hydroxylase-1 in maize.
(2015) Plant Science 236:272-282
Fornalé S., Lopez E., Salazar-Henao JE., Fernández-Nohales P., Rigau J., Caparros-Ruiz D.
AtMYB7, a new player in the regulation of UV-sunscreens in Arabidopsis thaliana
(2014) Plant & Cell Physiology 55: 507-516.
Gray J., Caparros-Ruiz D., Grotewold E.
Grass phenylpropanoids: Regulate before using!
(2012) Plant Science 184:112-120
Fornalé S., Capellades M., Encina A., Wang K., Irar S., Lapierre C., Ruel K., Joseleau JP., Berenguer J., Puigdomènech P., Rigau J., Caparrós-Ruiz D.
Altered lignin biosynthesis improves cellulosic bioethanol production in transgenic maize plants downregulated for cinnamyl alcohol dehydrogenase
(2012) Molecular Plant 5: 817-830
Mélida H., Caparrós-Ruiz D., Alvarez J., Acebes JL., Encina A.
Deepening into the proteome of maize cells habituated to the cellulose biosynthesis inhibitor dichlobenil.
(2011) Plant Signaling & Behaviour 6: 1-4
Fornalé S., Shi X., Chai C., Encina A., Irar S., Capellades M., Fuguet E., Torres JL., Rovira P., Puigdomènech P., Rigau J., Grotewold E., Gray J. & Caparrós-Ruiz D.
ZmMYB31 directly represses maize lignin genes and redirects the phenylpropanoid metabolic flux.
(2010) The Plant Journal 64: 633-644
Mélida H., Encina A., Álvarez JM., Acebes JL. & Caparrós-Ruiz D.
Unravelling the biochemical and molecular networks involved in maize cells habituation to the cellulose biosynthesis inhibitor dichlobenil.
(2010) Molecular Plant 3: 842-853