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日本科学家研制出首例转基因芒草

时间:2012-08-21  来源:中国科学报  编辑:  浏览:606次
专家点评中科院植物研究所资源植物研发重点实验室主任桑涛如今,化石能源日益紧缺,污染日趋严重,新能源的开发和利用成为时代的迫切要求…在寻找新能源的过程中,高个子芒草已经成为能源植物中的佼佼者…日本研究团队的文章是去年月份在《全球变化生物学生物能源》上发表的,这是国际上在生物质能源领域的主流期刊…转基因技术在芒草中的应用大约在十年前湖南农业大学就成功尝试过了,最近中国科学院上海生命科学
日本科学家研制出首例转基因芒草

中国景观网8月21日消息:日本北海道大学的一个研究团队研制出了首例转基因芒草。芒草是一种多年生草本植物,起源于东亚,被认为是一种非常有前景的能源作物。芒草是一种纤维素原材料,它含有木质纤维素,可用于生产乙醇。新开发的芒草转基因技术将培育出芒草新品种,如通过改造细胞壁的组成(降低木质素含量)来培育促进糖化作用的品种,及培育具有强的环境抗压能力的品种等。 

专家点评:

中科院植物研究所资源植物研发重点实验室主任桑涛:

如今,化石能源日益紧缺,污染日趋严重,新能源的开发和利用成为时代的迫切要求。在寻找新能源的过程中,“高个子”芒草已经成为能源植物中的佼佼者。

日本研究团队的文章是去年8月份在《全球变化生物学生物能源》上发表的,这是国际上在生物质能源领域的主流期刊。报道中介绍的芒草转基因技术,是对植物器官进行组织培养,然后用基因枪打入待转的基因,再生之后,在植物体内进行表达。这实际上是植物学领域非常普通的技术,在水稻、棉花等作物中应用得很成熟。转基因技术在芒草中的应用大约在十年前湖南农业大学就成功尝试过了,最近中国科学院上海生命科学院植物生理生态研究所也积极探索了更为有效的芒草转基因体系。

美国和日本都非常重视芒草的相关研究。美国最大的生物质能源的研究中心“能源生物科学研究所(energy biosciences institute)”把芒草作为重要的能源植物来研究。研究所主任somerville曾在《科学》上撰文时计算,如果能在美国1400万公顷休耕地的一半的土地上种植芒草,按照每公顷芒草产量为40吨来计算,就有可能实现美国2007年制定的《能源独立和安全法案》中提出的生物质能源发展目标。他们目前的努力方向在继续提高产量上,已能在部分地区实现年产量40吨/公顷。

实际上,中国研究芒草有着得天独厚的优势。从种质资源上,中国有全世界大部分芒草的野生种,其中包括生物质产量最高的种类。从芒草作为多年生植物的特点来看,其根系发达,抗旱、抗寒能力强,若在我国贫瘠、干旱和受荒沙化威胁的西北等地区种植,不仅有可能满足能源持续供应的需求,还能改善生态环境。

中国的芒草相关研究起步较晚,基础比较薄弱,从2008年开始,中科院启动了"高效可持续利用能源作物芒草的研究、开发和遗传改良"的方向性项目。目前我们下最大功夫的地方在于培育品种。在贫瘠、盐碱等不适合于粮食生产的土地上,把芒草从野草驯化培育成高产能源作物。对此,我们已经取得了初步成功,但优良品种选育需要长期不断的努力。

值得注意的是,上述新闻中提到的,通过转基因技术降低木质素的含量,通过优化木质素纤维素的结构,更有效地将纤维素转化为乙醇、丁醇等液体燃料,这是当前全球生物质能源研究和研发的热点。但是由于这一方向的研究涉及到基因挖掘、转化以及各种后续评价,研究周期长、投入大,我国仅仅还在起步阶段。在芒草等能源植物的研究上,如何成体系地促进基础研究和实际应用的结合,是中国的长远战略需求,也是当前面临的最大挑战。

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标签:芒草
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