Исследователи изучают топливо из водорослей и насекомых в местных травах

Топливо из водорослей и открытие неизвестных науке насекомых в местных травах стали одними из результатов, представленных исследователями из Университета штата Южная Дакота (SDSU) на конференции Sun Grant 2012 года.

Исследования охватывали полный спектр тем — от производства сырья до его обработки. Программа Sun Grant, финансируемая Министерствами сельского хозяйства, обороны, энергетики и транспорта США, способствует сотрудничеству для разработки биотоплива.

Топливо из цианобактерий

Руаньбао Чжоу, профессор биологии и микробиологии, создал генетически модифицированные сине-зеленые водоросли (цианобактерии), производящие спирт линалоол.

• Линалоол — это длинноцепочечный спирт с 10 атомами углерода (C₁₀), в отличие от этанола (C₂). Его энергетическая плотность почти идентична бензину.
• Ген, продуцирующий линалоол, был выделен из ели европейской и встроен в цианобактерии. Они используют солнечный свет, CO₂ и воду для производства крахмала, сахара и небольшого количества линалоола.
• Следующая задача — оптимизировать условия для увеличения выхода линалоола, перенаправив энергию клеток с производства крахмала на синтез спирта.

Перспективы: Цианобактериальные "фабрики" могли бы стать дополнением к этаноловым заводам. Водоросли, растущие вдвое за 4 часа, будут поглощать огромные объемы CO₂ — побочного продукта производства этанола (в Южной Дакоте — ~12.5 тонн в секунду). Топливо можно будет извлекать, не уничтожая водоросли, используя существующие технологии.

Новые насекомые в биомассе

Пол Джонсон и Арвид Бое из SDSU описали ранее неизвестных насекомых в таких растениях, как спартина, просо прутьевидное и сильфиум.

• Поскольку местные травы не изучались как сельхозкультура с конца 1800-х годов, о их экосистеме известно мало.
• За два года в Южной Дакоте и Висконсине было задокументировано 30 различных организмов. Почти две трети из них ранее не были идентифицированы и каталогизированы.
• Большинство организмов питаются растениями, но лишь немногие представляют экономическую угрозу. Например, гусеница моли Eucosma повреждает сильфиум, приводя к 100% потере цветов и семян и 50% потере биомассы за 5 лет.

Решение: Проблемы можно смягчить, высаживая смесь видов растений. Чем выше разнообразие, тем стабильнее экосистема. Это также означает, что инженерам и химикам, вероятно, придется разрабатывать процессы для одновременной переработки нескольких видов биомассы.

Итог: Конференция Sun Grant объединяет исследователей для решения этих задач. Как отметил Вэнс Оуэнс, необходимы инвестиции, и программа продолжит играть ключевую роль в построении биоэкономики.