Хотя такие растения, как кукуруза и соя, являются основными источниками биотоплива, они выращиваются на земле, которую в противном случае можно было бы использовать для выращивания пищевых культур. Имея в виду эту проблему, ученые с помощью генной инженерии создали, производящую масло ряску, которую можно выращивать в сточных водах.
Исследование было проведено учеными из Брукхейвенской национальной лаборатории Министерства энергетики США и Лаборатории в Колд Спринг Харбор. Они начали с существующего вида ряски, известной как Lemna japonica, к которой они добавили несколько генов, которые, как уже было известно, стимулируют производство и хранение масла в других растениях.
В так называемом эффекте «толкай/тяни/защищай» один из этих генов подталкивает (увеличивает) выработку жирных кислот, один из них вытягивает (собирает) эти жирные кислоты в триацилглицериновые масла, а другой защищает их от разрушения в окружающей среде путем покрытия капель масла в тканях растений. В результате, искусственная ряска накапливает масло почти на 10% от своей биомассы в сухом виде, что, как сообщается, в 100 раз превышает показатель накопления дикого аналога растения.
Внимательный взгляд на искусственную ряску Lemna japonica, выход масла из которой, как сообщается, в семь раз выше, чем из соевых бобов. Также изображение ряски под микроскопом показывает структуру зеленых пластинок, каждая из которых имеет размер примерно три миллиметра в поперечнике. Фото: Brookhaven National Laboratory.
Выход масла также в семь раз выше, чем у сои. Однако, в отличие от соевых бобов, посевы ряски не занимали бы сельскохозяйственные угодья, поскольку их выращивали бы в больших сосудах или прудах. На самом деле, ученые предполагают, что ряску можно выращивать в жидких стоках свиноферм и птицефабрик, которые растения будут очищать, вытягивая из воды лишние питательные вещества.
Одна из проблем заключалась в том, что обычно ген, стимулирующий выработку жирных кислот, также замедляет рост растений. Чтобы обойти эту проблему, «толкающий» ген был соединен с другим геном, известным как промотор, последний из которых активируется путем добавления в воду определенного химического индуктора. «Добавление этого промотора отключает толкающий ген до тех пор, пока мы не добавим индуктор, который позволяет растениям нормально расти, прежде чем мы включим производство жирных кислот/масла», — сказал Джон Шанклин (John Shanklin), ведущий ученый, биохимик из Брукхейвенской национальной лаборатории.
Научный сотрудник Брукхейвенской национальной лаборатории изучает ряску под микроскопом. Фото: Brookhaven National Laboratory.
В настоящее время исследователи изучают методы выращивания ряски и извлечения из нее масла в промышленных масштабах.
Статья об исследовании была недавно опубликована в журнале Plant Biotechnology Journal.
Источник: Brookhaven National Laboratory.
