Биотопливные мощности мискантуса на гектар сильнее кукурузы

Селекцию мискантуса будут вести с учетом устойчивости различных видов к водному стрессу и местным условиям

Травы рода мискантус, популярные в ландшафтном дизайне, но мало используемые в сельском хозяйстве, в будущем могут стать первым выбором для производства биотоплива. Новое исследование показывает, что эти мискантус можно выращивать в условиях маргинальных земель из-за выдающейся устойчивости и фотосинтетической способности при низких температурах.

Мискантус является многообещающим биотопливом благодаря высокому выходу биомассы и низким потреблением ресурсов, что означает адаптируемость к широкому спектру климатических зон и типов земель. Культура рассматривается как жизнеспособный коммерческий вариант для фермеров, но урожайность может оказаться под угрозой недостаточного или чрезмерного водоснабжения, такого как усиление зимних паводков или летних волн тепла.

Поскольку о продуктивности мискантуса в затопленных и влажных почвенных условиях известно очень мало, исследователи из Института Эрлхэма в Норвиче хотели понять различия в устойчивости к водному стрессу среди видов культуры, чтобы направить селекцию с помощью геномики.

Исследовательская группа вместе с сотрудниками TEAGASC, Управления сельского хозяйства и продовольствия Ирландии и Института биологических, экологических и сельских наук в Уэльсе проанализировала различные генотипы мискантуса. Ученые выявили определенные гены, которые играют ключевую роль в ответ на водный стресс у 4 видов мискантуса.

Ранее десятилетние испытания в Европе показали, что мискантус производит до 40 тонн сухого вещества с гектара ежегодно всего через два года после посадки. Это доказало, что его биотопливные мощности мискантуса более эффективны при производстве этанола на гектар, чем просо и кукуруза.

Виды мискантуса использовались в качестве кормовых видов в Японии, Корее и Китае на протяжении тысячелетий, и благодаря высокому выходу биомассы и высокому содержанию лигноцеллюлозы (сухого вещества растений) они коммерчески используются в качестве сырья для производства биоэнергетики.

Высокая биомасса мискантуса делает траву ценным товаром для фермеров на маргинальных землях, но реакция культуры на водный стресс варьируется в зависимости от происхождения видов мискантуса.

Ученые сравнили физиологические и молекулярные реакции 4 видов мискантуса как в условиях затопления, так и в условиях засухи. Вызванные физиологические условия были использованы для углубленного анализа молекулярных основ водного стресса у видов Miscanthus.

Значительная потеря биомассы наблюдалась в условиях засухи у всех четырех видов.

В условиях затопления урожай биомассы был на уровне или выше контролируемых условий для всех видов. Следовательно, еизкое количество дифференциально экспрессируемых генов и более высокий выход биомассы в условиях затопления позволяют возделывать культуру на маргинальных землях, подверженных наводнениям.

«Успешная селекция растений для производства этанола требует способности расти на маргинальных землях наряду с определением приоритетных характеристик: непродовольственные многолетники, высокая урожайность, низкое химическое и механическое воздействие, повышенная эффективность использования воды и высокая емкость хранения углерода. Мискантус выполняет эти требования и с улучшением селекции позволит фермерам сэкономить деньги, а также оздоровить окружающую среду. Исследовательская группа находится на раннем этапе отбора генотипов с высокой биомассой из крупных популяций мискантуса, которые лучше адаптированы к условиям Великобритании и требуют небольших вложений. Использование геномных подходов позволяет нам определить черты для создания коммерчески выгодных разновидностей для применения в агропромышленности», — сказал доктор Хосе Де Вега, автор исследования и руководитель группы в Институте Эрлхэма.

Источник

Поделиться новостью
Перейти к верхней панели