用生态能源包装工厂

叶子含油量高的转基因植物可以改变农业,同时减少对环境的破坏
10月24日

由于一项新的研究,超级能源丰富的生物燃料可能很快就会成为可能,大大减少对环境的影响棕榈油加工厂集约农业。

美国研究人员培育出的植物叶片含油量是普通植物的170倍,这大大提高了它们所能吸收的能量。目前,植物油主要是从种子中提取的,这使得更多丰富的绿色植被白白浪费。

如果田间试验证明是成功的,这项工作可以增加植物产品的营养价值,增加生物质发电,并使农业更有效率。

这项工作还可能对棕榈油等对环境具有破坏性的石油产品的生产产生重要影响,棕榈油导致大片热带雨林遭到砍伐,威胁到猩猩等物种。

“棕榈油是生产生物柴油的主要原料,”布鲁克海文国家实验室(Brookhaven National Laboratory)的徐长征博士(Changcheng Xu,音译)说,他领导了这项研究。“如果我们能让茎或叶储存油来生产生物柴油或生物电,那么我们将使用更少的土地。”

徐的团队研究的是模式植物物种拟南芥也被称为芥蓝,是世界各地实验室中常见的植物物种。他们发现,通过基因操作,使植物产生过量的一种名为PDAT的酶,从而产生富含油脂的叶子。

“PDAT催化了油生物合成的最后一步”,徐说。“如果你过度表达PDAT,你可以使这一步更有效率。”

PDAT水平的增加也刺激了石油形成的前体,一种被称为脂肪酸的小脂肪化学物质的产生。

“一石两鸟,”许开玩笑说。

不幸的是,这种操作并不稳定,因为形成的油滴很快就会被植物细胞中的其他酶分解。

然而,通过同时增加一种叫做油蛋白的蛋白质的数量,这种蛋白质可以保持种子中的油滴,叶子不仅产生了稳定的多余油,而且还积累了170倍于正常量的油。

下一步的工作必须将这项技术带出实验室,但在这项工作改变农业面貌之前,还必须克服几个障碍。

其中一个障碍是,过量的石油生产转移了叶绿体中的重要脂肪,而叶绿体是将阳光转化为糖的太阳能电池。

徐解释说,这个问题可能因植物而异,因为不同物种构建叶绿体的方式不同。

“在像菠菜这样的植物中,PDAT的过度表达不会使植物变成淡绿色,”徐解释说。“但在其他(高生物量)植物中,可能存在问题。”

实验室内部的合作现在正致力于将这项技术应用于甘蔗和柳枝稷。例如,富含油脂的甘蔗的绿色植被可以通过燃烧来产生生物电。因此,很少有作物会被浪费,因为同样的收获可以用来发电、生产糖和生物乙醇产品。

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