這種常見水生植物或可生產大量生物燃料

工程改造的浮萍可能成為多產的“綠色”石油生產者

Artist rendering of duckweed

為生物燃料/生物產品生產石油而進行工程改造的浮萍照片插圖。

布魯克海文國家實驗室

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科學家們已經找到了如何從浮萍中提取大量石油的方法,浮萍是自然界生長最快的水生植物之一。將這種植物油轉化為生物柴油用於交通運輸和供暖,可能是更可持續未來重要組成部分。

在一項新的研究發表於《植物生物技術雜誌》中,研究人員對浮萍植物進行了基因工程改造,使其每英畝石油產量比目前最常用的生物柴油生產植物——大豆高出七倍。該研究的主要作者,美國能源部布魯克海文國家實驗室的生物化學家約翰·尚克林表示,進一步的研究可能會在未來幾年內使工程改造的浮萍石油產量翻一番。尚克林和他的同事與紐約冷泉港實驗室的研究人員共同進行了這項研究。

與在地下形成數百萬年的化石燃料不同,生物燃料的補充速度比使用速度更快。用新的和用過的植物油、動物脂肪和藻類製成的燃料可能比化石燃料具有更低的碳足跡,但這取決於它們的來源——但最近人們對它們產生了強烈反對。部分原因是現在有太多的農作物用於能源生產而不是食品;生物燃料佔用了全球超過 1 億英畝的農業用地。


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浮萍在除南極洲以外的每個大陸都很常見,是世界上每英畝產量最高的植物之一,研究人員認為,由於三個關鍵原因,它可能成為改變遊戲規則的可再生能源。首先,它很容易在水中生長,因此不會與糧食作物爭奪優質農業用地。其次,浮萍可以在農業汙染中茁壯成長,例如來自豬和家禽養殖場的汙染——有可能清理掉這些農場釋放到水中的一些氮和磷。

圖片來源:Thomas Fuchs

第三,尚克林和他的團隊找到了一種方法來繞過一個主要的生物技術障礙:內布拉斯加大學林肯分校的生物化學家麗貝卡·羅斯頓(她沒有參與這項研究)表示,工程改造的綠色植物通常會在石油生產上消耗大量能量,從而停止生長。尚克林說,對於這項新研究,研究人員添加了一個最初處於非活動狀態的產油基因,透過僅在植物完成生長後才引入特定分子,“像開啟燈開關一樣將其開啟”。

羅斯頓說,這個過程“效果非常好”。 “如果它在其他物種中也能複製——並且沒有理由認為它不會——這可以解決我們最大的問題之一,即我們如何在不影響生長的情況下在更多植物中生產更多石油。”

為了將生產規模擴大到工業水平,科學家們將需要設計和生產用於種植工程改造植物和提取石油的大型容器——尚克林說,這是一個挑戰,因為浮萍是一種非主流作物,沒有太多的現有基礎設施。

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