Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Engineering plants for biofuels

26.11.2012
With increasing demands for sustainable energy, being able to cost-efficiently produce biofuels from plant biomass is more important than ever. However, lignin and hemicelluloses present in certain plants mean that they cannot be easily converted into biofuels.

A study published in BioMed Central’s open access journal Biotechnology for Biofuels appears to have solved this problem, using gene manipulation techniques to engineer plants that can be more easily broken down into biofuels.



Plants high in lignin and hemicelluloses – lignocellulosic biomass – have a high content of pentose sugars that are more difficult to ferment into fuels than plants with hexose sugars. In order to be useful for biofuel production, scientists need to be able to engineer plants with smaller amounts of xylan – the major non-cellulosic polysaccharide – present in secondary cell walls.

With this in mind, a research group from the Lawrence Berkeley National Laboratory, USA, used 3 mutant strains of Arabidopsis deficient in xylan – irregular xylem (irx) mutants irx7, irx8 and irx9 – in order to engineer plants with low xylan content and improved properties for easier breakdown of carbohydrate into simple sugars (saccharification). The irx mutants normally exhibit severe dwarf phenotypes that result from xylem vessel collapse and consequent impaired transport of water and nutrients. The team hypothesized that restoring xylan biosynthesis in the plants would complement the mutations.

To reintroduce xylan biosynthesis into the xylem of irx7, 8 and 9, Henrik Scheller and colleagues manipulated the promoter regions of vessel-specific VND6 and VND7 transcription factor genes. Significantly, they found that the ensuing phenotypes completely restored wild-type growth patterns in some cases, resulting in stronger plants with restored mechanical properties, whilst at the same time maintaining a low overall xylan content and improved saccharification properties that allowed for better breakdown into biofuels.

Plants with up to 23% reduction in xylose levels and 18% reduction in lignin content were obtained, whilst normal xylem function was restored. The plants also showed a 42% increase in saccharification yield after pretreatment.

Lead author Scheller said, “These results show that it is possible to obtain plants that have reduced amounts of xylan in their walls while still preserving the structural integrity of the xylem vessels. The xylan engineering system we present here is a great step towards tailored bioenergy crops that can be easily converted into biofuels. He continued, “This approach in Arabidopsis has the potential to be transferred to other biofuel crop species in the near future, in particular, the poplar species.”

These results from this study provide hope that a viable alternative to fossil fuels may soon be available.

Hilary Glover | alfa
Further information:
http://www.biotechnologyforbiofuels.com/

More articles from Life Sciences:

nachricht Light-driven reaction converts carbon dioxide into fuel
23.02.2017 | Duke University

nachricht Oil and gas wastewater spills alter microbes in West Virginia waters
23.02.2017 | Rutgers University

All articles from Life Sciences >>>

The most recent press releases about innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2017

23.02.2017 | Veranstaltungen

Wie werden wir gesund alt? - Alternsforscher tagen auf interdisziplinärem Symposium in Magdeburg

23.02.2017 | Veranstaltungen

Luftfahrt der Zukunft

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

In Deutschland wächst die Zahl der Patienten mit Diabetes mellitus

23.02.2017 | Medizin Gesundheit

Viren unterstützen Fotosynthese bei Bakterien – Vorteil in der Evolution?

23.02.2017 | Biowissenschaften Chemie

Katalyse in der Maus

23.02.2017 | Biowissenschaften Chemie