孟山都:转基因玉米研究提高乙醇提取

  • http://seed.aweb.com.cn 2007年11月27日23:52 农博网
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  •   美国加州的植物基因公司Ceres正在对柳枝稷进行研发,柳枝稷是美国草原地区的乡土植物,主要用于水土保持和牛饲料。公司希望这种草原上随处可见的草能变成能源农作物,用做生产乙醇燃料的原材料,一旦技术上取得更大的突破,草原面积广阔的美国俄克拉荷马州到处都会变成种植柳枝稷的农场,这些农场中柳枝稷输出的能源将使整个俄克拉荷马州变成OPEC的一大“成员”,与中东石油输出大国相媲美,草在生物能源的召唤下将变成宝藏。

      Ceres是由孟山都投资的一家小型基因技术公司,它现在重点研究柳枝稷,公司的大棚内已经长满了各种高大而瘦长的草类植物,其中有些是用传统育种方式开发的,有些是用转基因技术开发的。这些草产量更高,更加耐旱并且在乙醇生产过程中更容易降解。公司的研究人员表示,他们已经通过实验证明,通过传统育种方式获得的几种草类每亩纤维素的产量达到八九吨,远远高于普通草类每亩5吨的产量。

      过去科学家们对生物能源的关注主要集中在工业生产方面,即如何改进利用农作物生产乙醇的化学工艺,提高乙醇的产量,但专家们认为,要想提高生物燃料在美国石油消耗中的比例,使生物能源在整个能源消耗中占有重要的地位,必须对农作物本身进行改进,让这些农作物每亩能源产量不断提高。另外目前用做生产生物能源的农作物主要是玉米,即使整个美国的玉米都用来生产乙醇,这些乙醇只能取代石油市场15%的份额,所以科学家们需要寻找其他农作物原料,以生产更多的生物燃料。美国能源部的一位官员表示,未来10到15年,如果生物能源在市场上的份额提升50%,则需要依赖科学家们对农作物原料进行改进,保证进入乙醇生产工厂的原料含有更高的生物能量。

      与多年来科学家们通过转基因技术提高农作物抵抗害虫和除草剂的能力不同,开发能源农作物是转基因技术在农业领域运用的新突破,这种新运用需要改变农作物的基本结构,往往需要降低农作物中的木质素含量,木质素能够增加农作物的硬度从而保证农作物的正常生长,但这种物质会妨碍农作物中的纤维素转变成燃料乙醇。

      在对农作物原料自身进行改进的技术选择上,并不是只有转基因技术一种,传统育种技术也是一种选择。农业生物技术的龙头老大孟山都公司就表示,他们将集中财力通过传统育种技术来改善农作物的生物能量,这种技术与转基因技术相比更加容易,因而成功的速度更快。

      孟山都公司已经开始对公司现有的玉米品种进行了检测,通过比较看看哪些品种生产的乙醇产量更高。

      孟山都公司的专家表示,他们通过传统育种方式对玉米进行改进后,这些玉米中可用于发酵的淀粉含量显著提高,乙醇产量往往会比其他玉米高2%到5%,这种高能量的玉米也得到了众多厂家的青睐,不惜花高价求购这种高性能的玉米。这造成了整个玉米市场出现供不应求的局面,那些急需玉米原料的厂家实际上并不真正关心所买到的玉米是否具有优越的特性,只要能买到玉米就行,那些没有经过优化设计的玉米同样成了抢手货。

      除了淀粉可以用来生产乙醇外,科学家最新的研究领域是利用农作物中的纤维素来生产乙醇,纤维素是一种复杂的碳水化合物,在酶的作用下可以降解成更简单的糖类,这些糖可以进一步发酵生成乙醇。纤维素往往可以通过农作物的茎秆获得,但这种来源产量很低,科学家们开始想到草类等多年生植物,这些植物生长成本低,几乎不需要灌溉和施肥,而一般的农作物却需要每年重新种植,而且灌溉和施肥需要消耗更多的能量。

      转基因农作物用作生产生物燃料具有明显的优势和巨大前景,一些环保人士还是提出了他们的质疑,这些被改变了基因的农作物将会交叉感染其它野生植物,导致森林中其它野生植物因木质素含量降低从而缺乏硬度而逐渐枯萎。一些人还反对说,仅仅为了满足现代人对汽车的嗜好而改变农作物的基因完全没有必要,对于食用这些农作物的人们来说,他们并不愿意科学家们为了提高农作物生产生物能源的产量而向农作物中加入额外的酶。

      面对这些质疑,设计这些转基因能源农作物的科学家们解释说,与美国严重依赖从国外进口石油的危机相比,这些质疑所提出的风险显然是微不足道的,况且这些能帮助生产乙醇的农作物在生长过程中能吸收大量的二氧化碳,从而可以帮助人类应对全球变暖,实际上是对环境保护非常有利的行为。

      更多相关内容请进入:生物燃料与种业同行专题

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