Генетические секреты эвкалиптового масла: от ароматерапии до авиатоплива

Углублённый генетический анализ 480 растений эвкалипта синепепельного (Eucalyptus polybractea, blue mallee) выявил ключевые гены, ответственные за выработку терпенового масла. Это открывает путь к селекции сортов с повышенным выходом масла для производства эфирных масел или биотоплива.

Что изучали и зачем

Исследование, опубликованное в журнале New Phytologist под названием "High marker density GWAS provides novel insights into the genomic architecture of terpene oil yield in Eucalyptus", было посвящено генетической основе вариаций в выходе масла у эвкалипта. Учёные во главе с Карстеном Кюльхаймом из Мичиганского технологического университета более 10 лет изучают терпены — органические соединения в листьях растений, которые создают характерный аромат и служат для защиты от вредителей или привлечения опылителей.

Интерес к маслу эвкалипта связан с его потенциалом в качестве возобновляемого топлива. В отличие от биоэтанола (из кукурузы) и биодизеля (из растительных масел), масло эвкалипта обладает достаточной энергетической плотностью для авиации. Его можно преобразовать в высокоэнергетическое биотопливо для реактивных двигателей, включая тактическое ракетное топливо (JP-10).

Ключевые результаты и методы

• Используя полногеномный поиск ассоциаций (GWAS), учёные идентифицировали гены, отвечающие за производство компонентов эвкалиптового масла, пригодных для создания как реактивного топлива, так и биодизеля.
• Исследование объясняет генетические причины производства около 50 различных терпенов у растения.

Практическое применение и перспективы

Полученные данные позволят ускорить и сделать более эффективным одомашнивание (domestication) эвкалиптов для создания плантаций по производству возобновляемого топлива.

"Это позволяет нам отбирать деревья, которые в основном производят полезные для наших целей компоненты масла; мы можем использовать биотехнологии, чтобы удалить гены нежелательных компонентов или усилить желаемые", — пояснил Карстен Кюльхайм.

Планируется предоставить фермерам генетические маркеры для раннего отбора саженцев с высоким потенциалом производства терпенов. Это позволит создавать новые поколения растений, естественным образом дающих больше масла.

Дополнительные преимущества культуры

Эвкалипты представляют собой перспективную денежную культуру для засушливых регионов, поскольку они:

• Хорошо растут в жарких, сухих условиях.
• Не требуют орошения.
• Не конкурируют с производством пищи за пахотные земли.