日本北海道大學的一個研究團隊研制出了首例轉(zhuǎn)基因芒草。芒草是一種多年生草本植物,起源于東亞，被認為是一種非常有前景的能源作物。芒草是一種纖維素原材料，它含有木質(zhì)纖維素,可用于生產(chǎn)乙醇。新開發(fā)的芒草轉(zhuǎn)基因技術(shù)將培育出芒草新品種，如通過改造細胞壁的組成（降低木質(zhì)素含量）來培育促進糖化作用的品種，及培育具有強的環(huán)境抗壓能力的品種等。

　　專家點評：

　　中科院植物研究所資源植物研發(fā)重點實驗室主任桑濤：

　　如今，化石能源日益緊缺，污染日趨嚴重,新能源的開發(fā)和利用成為時代的迫切要求。在尋找新能源的過程中，“高個子”芒草已經(jīng)成為能源植物中的佼佼者。

　　日本研究團隊的文章是去年8月份在《全球變化生物學生物能源》上發(fā)表的，這是國際上在生物質(zhì)能源領(lǐng)域的主流期刊。報道中介紹的芒草轉(zhuǎn)基因技術(shù)，是對植物器官進行組織培養(yǎng)，然后用基因槍打入待轉(zhuǎn)的基因，再生之后，在植物體內(nèi)進行表達。這實際上是植物學領(lǐng)域非常普通的技術(shù)，在水稻、棉花等作物中應用得很成熟。轉(zhuǎn)基因技術(shù)在芒草中的應用大約在十年前湖南農(nóng)業(yè)大學就成功嘗試過了，最近中國科學院上海生命科學院植物生理生態(tài)研究所也積極探索了更為有效的芒草轉(zhuǎn)基因體系。

　　美國和日本都非常重視芒草的相關(guān)研究。美國最大的生物質(zhì)能源的研究中心“能源生物科學研究所(Energy Biosciences Institute)”把芒草作為重要的能源植物來研究。研究所主任Somerville曾在《科學》上撰文時計算，如果能在美國1400萬公頃休耕地的一半的土地上種植芒草，按照每公頃芒草產(chǎn)量為40噸來計算，就有可能實現(xiàn)美國2007年制定的《能源獨立和安全法案》中提出的生物質(zhì)能源發(fā)展目標。他們目前的努力方向在繼續(xù)提高產(chǎn)量上，已能在部分地區(qū)實現(xiàn)年產(chǎn)量40噸/公頃。

　　實際上，中國研究芒草有著得天獨厚的優(yōu)勢。從種質(zhì)資源上，中國有全世界大部分芒草的野生種，其中包括生物質(zhì)產(chǎn)量最高的種類。從芒草作為多年生植物的特點來看，其根系發(fā)達，抗旱、抗寒能力強，若在我國貧瘠、干旱和受荒沙化威脅的西北等地區(qū)種植，不僅有可能滿足能源持續(xù)供應的需求，還能改善生態(tài)環(huán)境。

　　中國的芒草相關(guān)研究起步較晚，基礎比較薄弱，從2008年開始，中科院啟動了"高效可持續(xù)利用能源作物芒草的研究、開發(fā)和遺傳改良"的方向性項目。目前我們下最大功夫的地方在于培育品種。在貧瘠、鹽堿等不適合于糧食生產(chǎn)的土地上，把芒草從野草馴化培育成高產(chǎn)能源作物。對此，我們已經(jīng)取得了初步成功，但優(yōu)良品種選育需要長期不斷的努力。

　　值得注意的是，上述新聞中提到的，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)降低木質(zhì)素的含量，通過優(yōu)化木質(zhì)素纖維素的結(jié)構(gòu)，更有效地將纖維素轉(zhuǎn)化為乙醇、丁醇等液體燃料，這是當前全球生物質(zhì)能源研究和研發(fā)的熱點。但是由于這一方向的研究涉及到基因挖掘、轉(zhuǎn)化以及各種后續(xù)評價，研究周期長、投入大，我國僅僅還在起步階段。在芒草等能源植物的研究上，如何成體系地促進基礎研究和實際應用的結(jié)合，是中國的長遠戰(zhàn)略需求，也是當前面臨的最大挑戰(zhàn)。

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