Новый сорт сорго превзошел сою по содержанию масла

Ученые давно работают над созданием новых устойчивых источников растительных масел, известных как триацилглицерины (англ. triacylglycerols (TAG)), чтобы удовлетворить растущий спрос на возобновляемые виды топлива, включая устойчивое авиационное топливо и возобновляемое дизельное топливо.

В настоящее время масличная пальма и семена масличных, в основном соя, обеспечивают большую часть сырья для производства возобновляемого топлива, но эти источники сами по себе не могут удовлетворить растущие мировые потребности. Помимо этого исследователи занимаются селекцией культур с высокой биомассой, таких как сорго, для производства масла.

В своем новом исследовании, опубликованном в журнале Plant Biotechnology Journal ученые CABBI описывают технологию выращивания сорго с высоким содержанием TAG.

Исследователи спроектировали генном сорго так, чтобы оно накапливало до 5,5% сухого веса TAG в листьях и 3,5% сухого веса в стеблях в полевых условиях — в 78 и 58 раз больше, чем не модифицированное сорго соответственно. Такой уровень производства может обеспечить примерно в 1,4 раза больше масла на гектар, чем соевые бобы, что делает его перспективным новым сырьем для возобновляемого топлива.

«Эта работа является кульминацией большой командной работы, которая демонстрирует, как фундаментальные исследования могут быть использованы для разработки нового сырья для сельскохозяйственных культур для удовлетворения глобальных потребностей в энергии», — сказал Эдгар Кахун, директор Центра инноваций в области растениеводства в Университете Небраски и один из авторов статьи. В отличие от богатых маслом семян и плодов таких растений, как масличная пальма и соя, TAG обычно накапливаются только в вегетативных органах растения (листьях и стеблях) в качестве реакции на стрессовое повреждение мембраны.

Чтобы спроектировать сорго для накопления растительного масла, команда использовала стратегию «push-pull-protect», которую CABBI ранее использовали для увеличения накопления растительного масла в других растениях. Индуцированные гены работают так, чтобы вовлекать больше углерода из фотосинтеза в производство масла, втягивать» жирные кислоты в молекулы TAG и «защищать» хранящееся масло от распада.

Используя передовые методы переноса генов, ученые CABBI вывели линии сорго, которые при выращивании в полевых условиях не только поддерживали стабильную выработку масла на протяжении нескольких поколений, но и избегали сокращения биомассы, наблюдаемого в аналогичных исследованиях с другими биомассовыми культурами.

Эти линии сорго предоставляют потенциальные новые источники сырья для возобновляемого топлива, снижая зависимость от традиционных масличных культур и удовлетворяя растущий спрос на возобновляемую энергию. Масличное сорго также имеет потенциал для предоставления новых источников дохода и рынков для фермеров. Биопереработка масличного сорго открывает новые пути для стимулирования биоэкономики и поддержки жизнеспособности сельской местности. Исследовательская группа продолжит изучать способы дальнейшего увеличения выхода масла, чтобы достичь цели CABBI по выращиванию культур с содержанием TAG 10% по сухому весу.