29/11/2012 - Durch genetische Manipulation effizienterer Biokraftstoff

Menéame

In Europa werden neue Formen nachhaltiger Energie für die künftige Nutzung erforscht. Eines der Studienobjekte ist die Form von Erzeugung von Biokraftstoff zu niedrigen Kosten aus pflanzlicher Biomasse.

Der Inhalt der Lignin y Hemizellulose Einige Pflanzen stellen ein Problem dar, da es schwierig ist, es in Biokraftstoff umzuwandeln. Wissenschaftler aus Dänemark, Thailand und den Vereinigten Staaten hätten diese Problematik durch pflanzengenetische Verfahren lösen können, die Pflanzen hervorbringen, deren Abbau Biokraftstoffe erzeugt.

Die Studie wurde vor kurzem in der Zeitschrift Biotechnology for Biofuels.

 pflanzengenetische Techniken

Experten in diesem Bereich haben festgestellt, dass Pflanzen mit hohem Lignin- und Hemizellulosegehalt (Lignocellulosebiomasse) hohe Konzentrationen von Pentosa aufweisen. Die Gärung dieser Zucker, im Gegensatz zu Hexen, produziert nicht leicht Brennstoff. Wissenschaftliche Lawrence Berkeley National Institute der Vereinigten Staateneine Studie durchgeführt, um (durch genetische Manipulation) Pflanzen mit weniger Xylan (das meiste Polysaccharid nach der Cellulose) an den sekundären Zellwänden zu synthetisieren und so die Produktion von Biokraftstoff zu verbessern.

 

Es wurden drei Mutanten-Varianten von Arabidopsis mit einem Xylanmangel (unregelmäßige Xylema-Mutanten [irx] Irx7, Irx8 und Irx9) verwendet, um Pflanzen mit wenig Xylan zu synthetisieren und die Abbaufähigkeit von Carbohydrat in einfachen Zuckern (Verscharfung) zu verbessern.

Nach Ansicht der Forscher weisen die Mutanten Irx im Allgemeinen schwere Zwergephänotypen auf, die durch die Behinderung der Xylemagefäße und die daraus resultierende Verschlechterung des Wasser- und Nährstofftransports verursacht werden. Sie glauben, dass die Wiederherstellung der Xylanbiosynthese in der Pflanze die Mutationen ergänzen würde.

 

Sie haben die Gene der an der vaskulären Bildung beteiligten Transkriptionsfaktoren VND6 und VND7 verändert, um die Xylanbiosynthese in Irx7, 8 und 9 wieder aufzunehmen. Das Team stellte fest, dass die daraus resultierenden Phänotype in einigen Fällen natürliche Wachstumsmuster aufwiesen. Stärkere Pflanzen erzeugen aufgrund der Wiederherstellung seiner mechanischen Eigenschaften. Sie konnten auch den Inhalt in Xylanen niedrig halten und die Leistungsfähigkeit der Extraktion erhöhen. Verbesserung des Abbauprozesses zur Erzeugung von Biokraftstoffen.

 

Bei einigen Pflanzen wurde die Xylase-Konzentration um bis zu 23 Prozent reduziert, bei anderen um 18 Prozent. Die Forscher gelang es, die natürliche Funktion von Xylan in den Pflanzen wiederherzustellen. Nach der Vorbehandlung wurde eine Verbesserung der Auswaschleistung der Pflanzen um 42 Prozent beobachtet.

 

Diese Ergebnisse zeigen, dass Pflanzen mit niedrigem Xylangehalt an ihren sekundären Zellwänden gewonnen werden können, ohne die strukturelle Integrität der Xylema-Becher zu verlieren, so der Mitautor Henrik V. Scheller von der Abteilung Physikbiowissenschaften des Lawrence Berkeley National Laboratory und des Joint Bioenergy Institute von der University of California-Berkeley (USA). In Zukunft könnte diese Arabidopsis-basierte Methode auf andere Arten von Kulturen übertragen werden, um Biokraftstoff zu erhalten, insbesondere bestimmte Arten von Pappeln.

 

Die Forscher sind der Ansicht, dass ihre Erkenntnisse die Entwicklung alternativer Energien erleichtern und die Nutzung fossiler Brennstoffe erheblich reduzieren könnten.

Weitere Informationen sind abrufbar unter:

Lawrence Berkeley National Laboratory der Vereinigten Staaten

Biotechnology for Biofuels

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