Исследователи, финансируемые Исследовательским советом по биотехнологии и биологическим наукам (BBSRC), обнаружили разновидности соломенных растений, клеточные стенки которых легче разрушаются для получения биотоплива, но которые не намного меньше или слабее обычных растений.Это открытие может помочь снизить давление на глобальную продовольственную безопасность, поскольку производство биотоплива из непродовольственных культур становится проще и дешевле.Воздействие выбросов углерода на глобальное потепление вызывает потребность в углеродно-нейтральном биотопливе.
Многие существующие виды биотоплива производятся из сельскохозяйственных культур, которые можно использовать в пищу, и поэтому они оказывают негативное влияние на глобальную продовольственную безопасность.Один из ответов — производить топливо из древесных непищевых частей растений, таких как солома. Они богаты полисахаридами (сахарными цепочками), которые можно расщепить на простые сахара, а затем ферментировать в этанол в качестве топлива.
Однако такое биотопливо в настоящее время слишком дорого из-за затрат на переваривание древесных тканей в простые сахара.Исследователи из Центра новых сельскохозяйственных продуктов Йоркского университета под руководством профессора Саймона МакКуина-Мейсона, работая с коллегами из Франции, проверили большую коллекцию вариантов модельного вида травы Brachypodium на усвояемость.
Подобный скрининг вариантов позволяет быстро оценить диапазон естественного разнообразия, которое может быть обнаружено у того или иного вида.Используя этот подход, аспирант Поппи Марриотт определила 12 независимых линий растений с хорошо усваиваемой соломой, которые росли нормально и не показали снижения прочности соломы.Анализ этих растений показал, что повышенная усвояемость может быть достигнута за счет ряда изменений клеточной стенки, где большая часть сахара содержится в древесной биомассе.
Кроме того, команда из Йорка также показала, что они могут идентифицировать генные изменения, которые приводят к высокой усвояемости.Новые результаты опубликованы в последнем выпуске Proceedings of the National Academy of Sciences USA.
Идентифицируя эти варианты растений с соломой, которая легче переваривается, но которая сохраняет свой размер и прочность, можно снизить стоимость и сложность производства биотоплива.Профессор МакКуин-Мейсон сказал: «Эта работа создает основу для выявления аналогичных линий высокой усвояемости у товарных видов сельскохозяйственных культур, которые проложат путь к более рентабельному и устойчивому биотопливу.«Использование побочных продуктов растений, таких как солома, дает двойную выгоду, так как мы можем собирать пищу с растений, а затем использовать солому для производства углеродно-нейтрального топлива».
Профессор Мелани Велхэм, исполнительный директор BBSRC по науке, сказала: «Это исследование является еще одним важным шагом на пути к упрощению и удешевлению производства углеродно-нейтрального биотоплива. Использование побочных продуктов сельскохозяйственных культур, таких как солома для биотоплива, снижает нагрузку на запасы продовольствия, а также добавляет ценность урожая, повышение продовольственной безопасности и помощь фермерам.
«Это всего лишь один пример того, как инвестиции BBSRC в бионауку мирового класса работают над решением некоторых существующих и возникающих глобальных проблем, с которыми мы все сталкиваемся».