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白蚁为生物能源指明新路

2019-07-03 14:43:532087次浏览

       一个由美国科学家组成的研究热带白蚁肠部的小组,期望这一研究取得寻求更清洁,可再生燃料的突破。他们说在白蚁内部存在制造新一代生物燃料的酶,这种燃料能代替肮脏昂贵和充满地缘政治危险的化石燃料。

       白蚁无情大量啃食家具而造成每年数十亿美圆的损失而令人极其厌恶,但是基因研究人员认为中美洲的一种白蚁后肠“藏有潜在的金矿”。这些微生物产生慢慢分解木质纤维的酶。

      目前的生物燃料是由玉米,糖类和其他农作物制成的。这些作物的淀粉由酶发酵蒸馏转化成乙醇。然而问题之一是,这种产品能将粮食转化成燃料,美国对生物乙醇的大力扶持使得国际粮食市场价格回升。白蚁却能改变这一切,白蚁和牛一样有着一系列的肠室,每个肠室都含有不同的微生物种群,这些种群在将木质聚合体转化成糖的过程中起不同的的作用。这种糖能发酵制成生物燃料。该研究小组已将一些该微生物的基因进行线形排列分析,希望在工业范围内重新生成白蚁的微型生物反应场所。

       据环球能源网了解,科学家们进入了哥斯达黎加的雨林,在一棵大树下的巨型蚁巢中,采集了圆头工蚁。他们用镊子和针取出165只白蚁的第三节腹部内脏,即后肠。并将这些运至加利福尼亚州的一个实验室进行排序。大约七千一百万的基因码出现在这些肠中,这些基因码指向两种叫做“菲锦罗菌”的主要细菌系。这种细菌降解纤维素和密螺旋体,转化成可发酵的糖。

       白蚁肠是非常有效的。理论上,它能将一张A4纸转化成2升(1.8品脱)的氢气。虽然前面的道路还很漫长,但重要的一步已经迈出。按比例增加这一过程,生物质能工厂就能更有效经济地生产出生物燃料。科学家指出,我们必须破解一套对分解纤维素有重要作用的基因才能达到这一目的,而这一研究是十分重要的一步。

       环球能源网获悉,臭名昭著的白蚁贪婪地吞噬木材,将建筑物化为粉末,其破坏程度已造成人们每年数十亿美元的损失。但最新研究表明,它可为绿色生物燃料的未来提供生物化学手段。其微小身体中的微生物可望成为提高木材或废弃生物质转化为有价值生物燃料的酶的丰富来源。

       美国能源部Joint Genome研究院(DOE JGI)、加州技术研究院、Verenium公司(前Diversa公司)、生物燃料公司INBio、美国Costa  Rica生物多样化研究院和IBM Thomas  J.Watson研究中心已对此作出研究和分析,在《自然》杂志2007年11月22日一期上指明了这一可望应用的前景。

       研究人员指出,白蚁是一种不同异常的“机器”。白蚁可在很短的时间内消化极大量的木材,可替代很苛刻的化学品或过多的热量,白蚁利用其体内后部肠子中的特种微生物可将植物性材料的基层组织进行破壁,并使过程消化催化。

       由DOE JGI进行的工业规模DNA测试,证实了白蚁作为这一工具的功能。现在的任务是了解它如何消化植物材料,以发现这类新陈代谢的路径。然后合成所发现的新型的酶,从而加速开发新一代纤维素生物燃料。寻找出将木材聚合物转化为糖类的路径,然后再发酵成为如乙醇之类的燃料。

        美国能源部已于2007年6月在三个新的生物能源研究中心投资3.75亿美元加速开发纤维素乙醇和其他生物燃料的基础研究。


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