Rośliny z wysoką zawartością ligniny i celulozy charakteryzują się wysoką zawartością pentoz. Z tego powodu fermentacja cukrów do etanolu zachodzi z mniejszą wydajnością, obniżając opłacalność wykorzystania wielu gatunków do produkcji biopaliw.  Rozwiązaniem problemu byłoby opracowanie metodami inżynierii genetycznej roślin wykazujących zmniejszoną zawartość ksylanu, głównego polisacharydu nie-celulozowego obecnego we wtórnej ścianie komórkowej.

Zadania podjęła się grupa z Lawrence Berkeley National Laboratory, USA. W tym celu użyto 3 mutantów Arabidospsis ze zmniejszoną biosyntezą ksylanu, budulca ksylemu. Na skutek zaburzeń funkcjonowania naczyń, a w konsekwencji upośledzenia transportu wody i składników odżywczych, posiadają one fenotyp karłowaty. Koncepcja badań zakładała przywrócenie prawidłowej biosyntezy ksylanu specyficznego do tworzenia naczyń,  co odwróciło by skutki mutacji.

Dzięki manipulacji w regionie promotora genów naczyniowo-specyficznych czynników transkrypcyjnych VND6 i VND7, uzyskano rośliny o pokroju zbliżonym do naturalnego. Posiadały one jednocześnie zmniejszona ogólną zawartość ksylozy i ligniny, odpowiednio o 23% i 18%. Na skutek tych zmian osiągnięto 42% wzrost wydajności procesu scukrzania po obróbce wstępnej.

Główny autor publikacji, Henrik Scheller, przewiduje wykorzystanie w najbliższej przyszłości opracowanej metody do modyfikacji roślin energetycznych wykorzystwanych do produkcji biopaliw drugiej generacji, w szczególności topoli.

Seweryn Frasiński

1. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201200218/full

2. http://www.biomedcentral.com/

3. Scheller HV (2012) Engineering of plants with improved properties as biofuels feedstocks by vessel-specific complementation of xylan biosynthesis mutants. Biotechnology of biofuels 5:85