Дизайнерский сахарный тростник для биотоплива: альтернатива кукурузе и свитчграссу

Ученый из Texas A&M AgriLife Research доктор Жорже да Силва прогнозирует выпуск нового поколения растений для производства биотоплива в течение двух лет. Вместо предложенного в 2006 году президентом США Джорджем Бушем свитчграсса или традиционной кукурузы он использует сахарный тростник.

Почему сахарный тростник?

• Уникальная скрещиваемость: Сахарный тростник можно скрещивать с другими видами, например, с сорго, для создания новых растений с благоприятными признаками.
• Решение "еда vs. топливо": Использование кукурузы и сахарного тростника первого поколения для производства этанола конфликтует с их пищевой ценностью и ведет к росту цен. Новые гибриды решают эту проблему.
• Эффективность: Биомасса (стебли и листья) новых гибридных растений на основе сахарного тростника как минимум в 9 раз эффективнее в производстве этанола, чем биомасса кукурузы.

Научные вызовы и методы

Основная задача — заставить сахарный тростник расти за пределами тропиков. Ученые стремятся придать ему холодоустойчивость, засухоустойчивость и устойчивость к болезням и насекомым методом "пирамидирования" — сборки благоприятных генов из разных источников.

Сложность работы обусловлена генетикой сахарного тростника:

• В отличие от человека (2 копии каждого гена), сахарный тростник имеет 10 копий каждого гена.
• Эта сложность создает множество переменных, затрудняющих прогнозирование урожайности.

Для ускорения работы лаборатория использует:

1. Микропропагацию (культуру тканей): Быстрое размножение растений, свободных от болезней предков.
2. Биореакторы: Для ускорения процесса клонирования с меньшими затратами труда и площадей.

Текущий статус и перспективы

Из сотен тысяч возможных скрещиваний отобраны элитные линии — гибриды с нужными признаками. Они уже проходят испытания на различных участках в Техасе.

Ожидается, что через два года будет готово к выпуску около полутора десятков сортов. Однако да Силва подчеркивает, что это динамичный процесс, который, вероятно, никогда не закончится, так как всегда будут появляться новые вызовы: болезни, вредители, изменения в экономике и промышленности.

Параллельно с разработкой растительного материала ведутся работы по созданию пилотных предприятий для переработки новой биомассы в топливо.