La biomasse végétale contient une valeur calorifique considérable, mais la majeure partie constitue des parois cellulaires robustes, un avantage évolutif peu appétissant qui a aidé les graminées à survivre aux butineuses et à prospérer pendant plus de 60 millions d'années.

Le problème est que cette robustesse les rend encore moins digestes dans le rumen des vaches et des moutons et difficiles à transformer dans les raffineries de bioénergie pour l'éthanol carburant.

Mais maintenant, une équipe multinationale de chercheurs, du Royaume-Uni, le Brésil et les États-Unis, a identifié un gène impliqué dans la rigidification des parois cellulaires dont la suppression augmentait la libération de sucres jusqu'à 60 %. Leurs conclusions sont publiées aujourd'hui dans Nouveau phytologue .

"L'impact est potentiellement mondial car chaque pays utilise des cultures d'herbe pour nourrir les animaux et plusieurs usines de biocarburants dans le monde utilisent cette matière première, " dit Rowan Mitchell, un biologiste végétal à Rothamsted Research et co-responsable de l'équipe.

« Rien qu'au Brésil, les marchés potentiels pour cette technologie ont été évalués l'année dernière à 1 300 millions de reais (400 millions de dollars) pour les biocarburants et 61 millions de reais pour les bovins fourragers, " dit Hugo Molinari, Chercheur principal du Laboratoire de génétique et biotechnologie de l'Embrapa Agroenergy, partie de la Société brésilienne de recherche agricole (Embrapa) et l'autre co-responsable de l'équipe.

Des milliards de tonnes de biomasse issues de cultures herbacées sont produites chaque année, note Mitchell, et un trait clé est sa digestibilité, qui détermine à quel point il est économique de produire des biocarburants et à quel point il est nutritif pour les animaux. Renforcement accru de la paroi cellulaire, ou féruloylation, réduit la digestibilité.

« Nous avons identifié des gènes spécifiques aux graminées comme candidats pour contrôler la féruloylation de la paroi cellulaire il y a 10 ans, mais il s'est avéré très difficile de démontrer ce rôle bien que de nombreux laboratoires aient essayé, " dit Mitchell. " Nous fournissons maintenant la première preuve solide pour l'un de ces gènes. "

Dans les plantes génétiquement modifiées de l'équipe, un transgène supprime le gène endogène responsable de la féruloylation à environ 20 % de son activité normale. De cette façon, la biomasse produite est moins féruloylée qu'elle ne le serait autrement dans une usine non modifiée.

"La suppression n'a pas d'effet évident sur la production de biomasse de la plante ou sur l'apparition des plantes transgéniques à plus faible féruloylation, " note Mitchell. "Scientifiquement, nous voulons maintenant découvrir comment le gène médie la féruloylation. De cette façon, nous pouvons voir si nous pouvons rendre le processus encore plus efficace."

Les résultats sont sans aucun doute une aubaine au Brésil, où une industrie bioénergétique en plein essor produit de l'éthanol à partir des restes non alimentaires d'autres cultures de graminées, tels que les tiges de maïs et les résidus de canne à sucre, et de la canne à sucre cultivée comme culture énergétique dédiée. Une efficacité accrue de la production de bioéthanol l'aidera à remplacer les combustibles fossiles et à réduire les émissions de gaz à effet de serre.

« Économiquement et écologiquement, notre industrie de l'élevage bénéficiera d'une recherche de nourriture plus efficace et notre industrie des biocarburants bénéficiera de la biomasse qui a besoin de moins d'enzymes artificielles pour la décomposer au cours du processus d'hydrolyse, " note Molinari.

Pour John Ralph, co-auteur et pionnier du domaine, la découverte a été durement gagnée et se fait attendre depuis longtemps. "Divers groupes de recherche" avaient la protéine/le gène de féruloylation imminente ", et c'était il y a 20 ans, " note le professeur de biochimie à l'Université du Wisconsin-Madison et au Great Lakes Bioenergy Research Center du département américain de l'Énergie.

"Notre groupe s'est intéressé, depuis le début des années 90, dans la réticulation férulate dans les parois cellulaires végétales et développé les méthodes RMN qui ont été utiles dans la caractérisation ici, " note Ralph. " Cela a été difficile à découvrir. "