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上海金穗生物科技有限公司
主營產(chǎn)品： 實驗試劑，標準品，透析袋，不銹鋼試管帽，包埋劑 |
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2014-4-22
在過去的一個世紀，人類對化石燃料的開發(fā)和利用*地推動了社會的發(fā)展。但由于面臨能源需求持續(xù)增長、原油價格不斷上漲以及化石燃料的使用導致的溫室效應等重大問題，開發(fā)可再生、可持續(xù)的生物能源迫在眉睫。
在遇到能源危機和提出生物能源利用的概念以前，人類使用植物纖維素已有上萬年的歷史了，我們使用它制作衣物、制造紙張和飼養(yǎng)牲畜?，F(xiàn)在，研究人員再次將目光聚集在纖維素上——這種自然界中含量zui多的多糖有望為解決能源問題貢獻力量。
植物纖維素大多嵌入在植物組織復合體中，而這個復合體中還大量存在著給纖維素使用造成困難的酚醛聚合物——木質(zhì)素。木質(zhì)素是一類酚類次生代謝產(chǎn)物，在植物體內(nèi)行使重要的生理功能，但它能影響纖維素水解酶分解纖維素，甚至是吸附聚集這些酶，使得酶解過程難以進行，*影響生物燃料(biofuel)的生產(chǎn)。難以分解的酚醛聚合物木質(zhì)素還成為了造紙生產(chǎn)的主要污染物，而引入反應條件劇烈且成本高昂的木質(zhì)素預處理環(huán)節(jié)，必然使得整個行業(yè)的發(fā)展受到影響。同時，它的存在還會降低飼料被牲畜消化吸收的效率。
在過去的幾十年中，研究工作者們一直致力于通過改造植株中的木質(zhì)素組成，來降低其對工業(yè)生產(chǎn)和畜牧造成的影響。是否能通過改造得到自身合成易于處理或消化的木質(zhì)素的植株，成為整個纖維素利用領(lǐng)域的關(guān)鍵。此研究通過提取當歸的總RNA，克隆得到了能夠幫助植物自身在木質(zhì)素合成時加入阿魏酸的相關(guān)基因FMT（編碼阿魏輔酶A轉(zhuǎn)移酶），并把該基因轉(zhuǎn)入到楊木的基因組中。“我們也用過擬南芥(Arabidopsis thaliana)這種更易于轉(zhuǎn)化入外源基因的模式植物來進行檢驗。但我們希望使用真正能提供大量生物質(zhì)的植物，以產(chǎn)出足夠的材料，來在各種不同的處理條件下進行真正的測試。作為模式植物，楊樹能很好地滿足這些要求。”拉爾夫告訴果殼網(wǎng)。轉(zhuǎn)入FMT基因的轉(zhuǎn)基因楊木，在外觀上與正常野生株上沒有明顯區(qū)別。但通過對木質(zhì)取樣并使用液相色譜檢測，研究者發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)入了合成及轉(zhuǎn)運阿魏酸基因的楊木，合成的木質(zhì)素中含有阿魏酸，這意味著人為加入的基因能夠成功表達對應蛋白，并且這些蛋白可以發(fā)揮預期的功能。
FMT酶能夠?qū)⑽乎］o酶A與木質(zhì)素單體偶聯(lián)，zui終將阿魏酰輔酶A連入木質(zhì)素長鏈。而隨之被帶入多聚物內(nèi)的、易于斷裂的酯鏈，使得木質(zhì)素的裂解處理過程容易很多。研究發(fā)現(xiàn)，使用6.25毫摩爾的氫氧化鈉，90℃處理3小時后，木質(zhì)素含量就減少到滿足進行后續(xù)工業(yè)生產(chǎn)的標準，而目前常用的處理溫度是160-200℃。因此，使用改進后的楊木木料進行工業(yè)生產(chǎn)，可以大大減少木質(zhì)素處理環(huán)節(jié)的技術(shù)難度和能源成本。
我們有理由相信，在不久的將來，轉(zhuǎn)基因植物(transgenic plant)將在新能源中扮演日益重要的角色。www.shjsbio.com
