Царевичен ген повишава качеството на суровините

Трансплантацията на един от гените на царевицата прави растенията много по-качествена суровина за производство на биогориво. Модифицираните растения се разклоняват много повече, не цъфтят и натрупват до 250% повече нишесте, пишат американски учени в списание Proceedings of the National Academy of Sciences.

Група учени под ръководството на Джордж Чък и Сара Хейк от Центъра по генетика на растенията към Университета на щата Калифорния в Беркли, „вградили” в геномите на няколко растителни вида ген Corngrass1 (Cg1). При царевицата той е отговорен за „младостта” на растителните клетки.

За целите на експеримента изследователите са използвали тревата Distachyon Brachypodium, чийто геном е декодиран през 2010 г. Включени са били и традиционите за подобни експерименти растения - Arabidopsis thaliana и Panicum virgatum (вид просо), които се считат за обещаващи от гледна точка за масовото производство на биогорива.

Оказало се, че в модифицираните растения нишестето е с 250% повече, което дава много повече глюкоза по време на озахаряването на биомасата. В културите от експеримента е наблюдавано и пълно отсъствие на цъфтеж и никакви повишения на емисиите на парниковите газови. Тези резултати показват потенциалната полза от този подход както за възможността за отглеждане на нови култури за биогорива, така и за ограничаване на трансгенните замърсявания на дивите видове, споделят учените.

Авторите отбелязват, че при производството на биотопливо от обикновени култури възниква необходимостта от допълнителна обработка на суровината, защото клетъчните стени на зрелите култури се състоят от целулозни влакна вплетени в сложна структура от полизахариди и лигнин. Лигнинът и вплетените в него микрофибри на целулозата образуват структура, приличаща на железобетон, където целулозата представлява „арматурата”. Именно лигнинът е отговорен за вдървесиняване (стареене) на клетките.

За стартиране на процеса на озахаряване на биомасата и превръщането и в монозахариди, от които всъщност се получава биогоривото е необходимо разрушаването на тази структура. В същото време, веществата, които се използват за такава предварителна обработка, впоследствие възпрепятстват размножаването на микроорганизмите, които синтезират горивото.

Чък, Хейк и техните колеги използвали факта, че структурата на клетъчните стени се изменя в продължение на живота на растенията: в частност, в младите стъбла лигнинът е значително по-малко. Удължаването на младенческия период на растенията води до натрупване на повече биомаса - листата, стъбла и странични разклонения, тъй като те не ги изразходват за такъв енергоемък процес, като цъфтеж и образуване на плодове.

Изследователите внедрили генът в избраните за експеримента растения и ги отглеждали както в оранжерии, така и на открита площ. Оказало се, че „поцаревичените” сортове от всички видове силно са се разклонили и са образували много повече листа. Освен това, отбелязват авторите на статията, по структура клетъчните стени фактически са замрели в стадий „младост”. Стъблата на тези растения са натрупали от 190-250% повече нишесте, от обикновените сортове и от тях може да се получи много повече глюкоза, от там и биогориво.