五千年(敝帚自珍)

主题:【原创】这个世界会好吗? -- 真理

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家园 广东科学家将用白蚁从纤维素制取乙醇

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  在自然界中,木质纤维素是太阳能极为重要的活体贮存形式,是地球上最丰富的可再生资源。据统计,地球上每年光合作用可产生大于1000亿吨的植物干物质,其中一半以上是纤维素和半纤维素。另外,人类活动产生的废弃物如农业废物(稻草、稻壳、麦秆、花生壳、玉米芯、棉籽壳、甘蔗渣等)、食品加工废物(果皮、果渣等)、木材废物(木屑、树皮)以及城市废弃物也含有大量的纤维素。我国每年产生木质纤维素生物资源的总量约13.92亿吨,如果不对其加以利用,实在过于浪费。我国目前每年汽车年耗油约8000万吨,我们只需把每年产生的木质纤维素生物资源的一半转化为乙醇,其数量就可以超过我国汽油消费总量的2倍以上

  和我们人一样,白蚁将木质纤维素吃到肚子里也会消化并转化成葡萄糖,不同的是,人类膳食中的纤维素主要含于蔬菜和粗加工的谷类中,不能被消化吸收,但白蚁就能做到这一点。

  钟俊鸿说,目前直接用纤维素酶降解纤维素的效率并不高,木质纤维素通常被难以降解的木质素包裹,使纤维素酶对纤维素的可及性差,酶作用不到恰当的位置上,转化效率低,这造成木质纤维素利用的重大障碍。白蚁能先分解掉木质素,然后用酶来消化纤维素,效率就会提高很多。

  白蚁主要以纤维素类物质为食物,在木质纤维素的生物循环中发挥着重要的作用,尤其是在热带地区,成为了木质纤维素的重要降解者。在一些热带干旱地区,培菌白蚁消耗超过90%的干木;在相对湿润的热带稀树草原,它们能够矿化初级生物量的20%。在白蚁特殊食性的长期进化过程中,其消化系统内已建立了能够高效降解纤维素的肠道共生微生物群落,自身产生的纤维素酶与来自微生物的纤维素酶实现了紧密配合,高度适应了其相应的消化系统。白蚁肠道系统对植物细胞壁多糖的消化能力比大型草食动物瘤胃微生物的降解能力要高出30%至40%,它可以被看作是一种小型的生物反应器———由研磨器(即被称为咀嚼组织的下颚和前胃)、反应池(消化道)、酶和微生物区系组成。

  克隆白蚁纤维素酶

  专家们的最终目的是克隆。

  专家们发现自然界中好的纤维素酶存在于白蚁体内,因此希望把它克隆到微生物上,然后利用微生物大量产生纤维素酶,纤维素酶再消化纤维素。克隆技术现在已非常成功,只要把白蚁能高效消化纤维素酶的基因片段找出来,再把基因放在另外的工程菌当中,就可以将自然界中的纤维素变成单糖,再将单糖发酵,变成酒精。

  找到比较好的白蚁种类是关键,有了好的白蚁肠道纤维素酶基因,将其克隆出来的效用才高。现在广东省研究所专家们还在挑选富含纤维素酶高的白蚁种类,已挑选出四五种


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