Повышение содержания крахмала в свитчграсе для биотоплива

Перспективной альтернативой нефтяному топливу считаются биотоплива второго поколения из лигноцеллюлозной биомассы. Однако полисахариды в клеточных стенках растений прочно связаны с лигнином. Для экономической конкурентоспособности нужны недорогие способы высвобождения этих полисахаридов и их преобразования в ферментируемые сахара.

Исследователи из Объединенного института биоэнергетики (JBEI) Министерства энергетики США совместно с коллегами из Службы сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США сделали важный шаг к этой цели. Они показали, что внедрение в свитчграсс (перспективное сырье для биотоплива) варианта кукурузного гена Corngrass1 (Cg1) более чем вдвое (на 250%) увеличивает количество крахмала в клеточных стенках растения.

• Механизм: Ген Cg1 удерживает растение в ювенильной (молодой) фазе развития, не давая ему перейти во взрослую.
• Результаты: Биомасса такого свитчграсса содержит меньше лигнина и больше глюкозы и других сахаров. Это делает её легче для расщепления ферментами и повышает выход глюкозы при осахаривании.
• Дополнительное преимущество: Растение не цветет даже после двух лет роста, что снижает риск распространения генов в дикой природе.

Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), подтверждает потенциал этого подхода для улучшения энергетических культур. Однако для эффективного высвобождения сахаров всё ещё требуется предварительная обработка биомассы, хотя и менее энергоемкая, чем для дикого типа растений. Также предстоит выяснить молекулярный механизм, с помощью которого Cg1 контролирует старение растений.