Деревья, подверженные экологическому стрессу, дают больше биотоплива

Деревья ивы, выращиваемые на биотопливо, могут давать впятеро больше биотоплива, если они растут наклонно, по сравнению с теми ивами, которые растут вертикально вверх. Этот эффект наблюдался в дикой природе и на плантациях вокруг Великобритании, но ученые до сих пор не могли объяснить, почему некоторые ивы производят больше биотоплива, чем другие.

Теперь британские исследователи выявили генетический признак, определяющий этот эффект. Он активируется в некоторых деревьев, когда они начинают расти под острым углом к почве - например, там, где из-за сильного ветра их повалило на бок.

Эффект создает избыточная выработка молекул сахаров в части ствола ивы, которая пытается выровнять, выпрямить растение кверху. Эти высокоэнергетические сахара ферментируются в биотопливо и позволяют ему быть таким же эффективным, как ископаемые виды топлива. Ивы широко культивируются по всей Великобритании, и они могут стать перспективным биотопливом для автомобилей, систем отопления и промышленности. Исследователи говорят, что если селекционировать иву по этому генетическому признаку, она будет более продуктивна, чем другие «зеленые» источники энергии.

Исследование проводилось под руководством доктора Николаса Бреретона и д-ра Майкла Рэя, сотрудников отдела наук о жизни в Имперском колледже Лондона, и проходило при участии ученых из Rothamsted Research. Результаты работы опубликованы в журнале «Biotechnology for Biofuels».

Д-р Бреретон сказал: «Нам уже было известно, что экологические стрессы могут привести к изменению процесса развития дерева, что реакция древесины на стресс может упростить извлечение сахаров из нее. Это важный прорыв, наше исследование показывает, что существуют природные генетические вариации, отвечающие за эти различия, и этот момент вполне может стать ключом к разгадке стабильного получения биоэнергии из ивы».

Исследователи провели испытания в лабораторных условиях, в Лондоне. Они выращивали некоторые ивы под углом в 45 градусов, и искали любые генетические различия между этими растениями и нормально развивающимися, растущими вертикально вверх.

Затем группа проводила такое же исследование на ивах, растущих в естественных условиях на Оркнейских островах, от самого северного побережья Шотландии, где дуют постоянно настолько сильные ветра, что деревья постоянно наклонены под крутым углом. Измерения подтвердили, что местные ивы могут дать впятеро больше сахаров, чем идентичные деревья, выращенные в более защищенных условиях в Rothamsted Research на юге Великобритании.

Д-р Анжела Карпа из Rothamsted Research , которая руководит финансируемым BBSRC BSBEC- BioMASS проектом, сказала: «Мы довольны этими результатами, потому что они показывают, что некоторые ивы реагируют на экологические стрессы, такие как сильные ветры, полезным для нас способом, а именно - изменением биохимического состава древесины. Это означает, что мы могли бы улучшить иву, отобрав эти разновидности из огромного разнообразия нашей коллекции».

Эта работа является частью проекта центра устойчивого развития биоэнергетики BBSRC (BSBEC), где она связана с другими программами, направленными на улучшение преобразования биомассы в топливо. В сочетании с работой в Rothamsted Research, которая проводится в национальной коллекции Ивовых, новые результаты помогут ученым вырастить биотопливо в сложных климатических условиях.

©

Источник: The Crop Site