Исследование: деревья с изменённым лигнином лучше подходят для биотоплива

Лигнин — природный компонент клеточных стенок растений, играющий ключевую роль в их способности расти против силы тяжести. Однако лигнин создаёт проблему для учёных, стремящихся преобразовать растительную биомассу в биотопливо и другие био-продукты, так как затрудняет расщепление растительного материала.

Попытки создать растения с меньшим содержанием лигнина часто приводили к ослаблению растений и замедлению роста. Учёные из Брукхейвенской национальной лаборатории (США) и их коллеги нашли новый подход: они модифицировали фермент, участвующий в синтезе лигнина, у осины.

Ключевые результаты:

• У генетически модифицированных деревьев снизилось общее содержание лигнина и изменилась его структура: стало меньше одного из двух основных типов компонентов лигнина.
• Оставшийся лигнин стал более конденсированным (с увеличенным числом поперечных связей).
• Несмотря на это, древесная биомасса таких деревьев высвобождала на 62% больше простых сахаров под действием пищеварительных ферментов.
• Выход этанола из этой древесины был почти на 50% выше, чем из древесины контрольных деревьев.
• Изменения также привели к увеличению производства целлюлозных волокон — основного источника ферментируемых сахаров.
• Рост деревьев, плотность древесины и урожай биомассы не пострадали и были сопоставимы с контрольной группой.

Вывод: Инженерная модификация ферментов, изменяющих предшественники лигнина, — эффективная биотехнологическая стратегия для повышения пригодности древесины (например, семейства тополёвых) для производства биотоплива без ущерба для роста растений.