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  核心提示:最近,美国能源部联合生物能源研究所研究人员通过转基因工程,首次制造出了能消化柳枝稷生物质(一种常见野草)的埃希氏菌(Escherichia coli bacteria),将其中的糖转化为可代替汽油、柴油和航空燃料3种运输燃料的先进生物能源,而且无需添加任何酶。

  据美国物理学家组织网11月29日报道,最近,美国能源部联合生物能源研究所研究人员通过转基因工程,首次制造出了能消化柳枝稷生物质的埃希氏菌(Escherichia coli bacteria),将其中的糖转化为可代替汽油、柴油和航空燃料3种运输燃料的先进生物能源,而且无需添加任何酶。相关论文发表在《美国国家科学院院刊》上。

  正常埃希氏菌无法在柳枝稷上生长,但研究人员改造了这种细菌,使其能表达多种酶,由此能消化纤维素或半纤维素生存。分解纤维素和半纤维素的埃希氏菌还可以在柳枝稷上共同培养,进一步设计成3条代谢路径,让它们能产出燃料替代品或适合于汽油、柴油及航空发动机的前期分子。这是第一次演示了埃希氏菌能产生这3种形式的运输燃料。

  此外,由于植物中的纤维素、半纤维素很难提取,研究人员用了一种离子液(熔化的盐)预处理的方法使生物质溶解,然后让埃希氏菌消化溶解后的生物质,产出具有石油燃料性能的碳氢化合物。

  论文领导作者、联合生物能源研究所博士后研究员格雷戈里·博金斯基解释说,用离子液预处理柳枝稷必不可少,他们是结合了离子液预处理和转基因埃希氏菌这两种策略。

  由非粮食作物和农业废弃物纤维素加工的先进燃料,被认为是最好的可再生液态运输燃料,可用于目前的发动机和基础设施,但最大障碍是成本太高,难以和其他燃料竞争。“我们能降低加工过程中最大部分的成本——添加酶把纤维素和半纤维素解聚成可发酵的糖,将两个步骤合二为一可降低燃料生产成本,为用木质纤维素材料生产先进生物燃料打开大门。”负责该研究的联合生物能源研究所首席执行官杰伊·基斯林说。

  研究小组还在进一步研究如何提高合成燃料的产量。博金斯基说:“我们已经有了燃料产品路径,能获得比目前所演示的更高的产量。我们还需要找到一种能由埃希氏菌分泌的酶,同时还能消化更多经离子液处理后的生物质,或改良离子液预处理步骤,让其更容易被消化。”(来源:科技日报)

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