美國(guó)愛荷華州立大學(xué)最近研究發(fā)現(xiàn)，通過一種特殊的基因方式，藻類生物質(zhì)產(chǎn)量可以增產(chǎn)50％至80％。該研發(fā)的重要突破口源自海藻的某些表達(dá)基因（基因通過轉(zhuǎn)錄和翻譯呈現(xiàn)表型效應(yīng)的過程——編者注），它可以增加植物光合作用量，從而增加海藻生物質(zhì)的產(chǎn)量。
愛荷華州立大學(xué)遺傳學(xué)、發(fā)展和細(xì)胞生物學(xué)系教授馬丁·斯伯丁表示：“對(duì)野生海藻而言，在二氧化碳充足的條件下，增加海藻生物質(zhì)產(chǎn)量需要結(jié)合兩個(gè)基因，才能使光合碳（光合作用中的碳同化——編者注）轉(zhuǎn)化為有機(jī)物的轉(zhuǎn)化率提高50％。這項(xiàng)技術(shù)正在申請(qǐng)專利，目前獲得來(lái)自愛荷華州立大學(xué)研究基金會(huì)的授權(quán)，該基金會(huì)為該技術(shù)開發(fā)提供基金。
斯伯丁表示：“這為生物燃料的發(fā)展提供了更多的可能性。我認(rèn)為，這將大幅降低生物燃料的成本，同時(shí)生物燃料的使用也將因此得到推廣。”
據(jù)悉，在自然界中，藻類的生長(zhǎng)速度有限，因?yàn)槠錈o(wú)法從大氣中獲得足夠的二氧化碳。在二氧化碳相對(duì)不多的環(huán)境下，比如在地球大氣層的空氣中，藻類有兩個(gè)基因——LCIA基因和LCIB基因就會(huì)表達(dá)，這有助于捕捉空氣中更多的二氧化碳，然后輸送進(jìn)細(xì)胞內(nèi)，保持藻類的生長(zhǎng)。但是，如果藻類處在二氧化碳充足的地方，如土壤中，附近的植物根系會(huì)釋放二氧化碳，這樣，這兩個(gè)相關(guān)基因就會(huì)關(guān)閉，因?yàn)樵孱愐勋@得足夠的二氧化碳。
斯伯丁研究小組的研究表明，通過這兩個(gè)基因的表達(dá)，海藻生物質(zhì)產(chǎn)量明顯增加。早前我們是預(yù)計(jì)能增產(chǎn)10%-20%，但是沒有想到會(huì)達(dá)到50%-80%這么多。
在實(shí)驗(yàn)中，為了使海藻產(chǎn)生更多生物質(zhì)，斯伯丁首次將LCIA基因和LCIB基因的表達(dá)分開。每個(gè)表達(dá)可使生物質(zhì)顯著增加10％至15％。當(dāng)這兩個(gè)基因一起表達(dá)時(shí)，生物質(zhì)增加了50％至80％。斯伯丁表示：“這兩個(gè)基因共同表達(dá)，可以增加二氧化碳量，這些二氧化碳通過藻類光合作用轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)。”
在光合作用過程中，多余的生物質(zhì)會(huì)轉(zhuǎn)化為淀粉。通過使用現(xiàn)有突變基因技術(shù)，斯伯丁可以誘導(dǎo)藻類生產(chǎn)油，而不是淀粉。這個(gè)過程需要更多能量，油類生物質(zhì)產(chǎn)量預(yù)計(jì)將增加50％。據(jù)悉，斯伯丁的研究資金部分來(lái)自美國(guó)農(nóng)業(yè)部全國(guó)糧食和農(nóng)業(yè)研究所及美國(guó)能源部。
共有條評(píng)論