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 Thievish hoverfly steals prey from carnivorous sundews
06.05.2016 | Staatliche Naturwissenschaftliche Sammlungen Bayerns

nachricht The Venus flytrap: from prey to predator
06.05.2016 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

All articles from Life Sciences >>>

The most recent press releases about innovation >>>

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

Im Focus: Experiment im schwebenden Tropfen

Der genaue Aufbau von Proteinen standardmässig mittels Röntgenstrahlung entschlüsselt. Die beiden Wissenschaftler Soichiro Tsujino und Takashi Tomizaki am Paul Scherrer Institut PSI haben diese Methode nun trickreich weiterentwickelt: Sie haben erfolgreich die Struktur eines Proteins bestimmt, das sich in einem frei in der Luft schwebenden Flüssigkeitstropfen befand. Den Tropfen hielten sie mittels Ultraschall in der Luft. Mit diesem Kniff gelang ihnen die Strukturanalyse bei Raumtemperatur und damit sehr nahe an den natürlichen Bedingungen im Organismus. Ihre Studie haben Soichiro Tsujino und Takashi Tomizaki nun in der Fachzeitschrift Scientific Reports veröffentlicht.

Eine ungewöhnliche Trägersubstanz haben sich zwei Wissenschaftler am Paul Scherrer Institut PSI ausgesucht, um ein Protein zu untersuchen: einen frei...

Im Focus: Sei mit STARS4ALL dabei, wenn Merkur vor die Sonne wandert

2012 war es die Venus, in diesem Jahr ist der Planet Merkur dran, vor der Sonne zu passieren. Für fast acht Stunden werden wir am 9. Mai 2016 die Möglichkeit haben, den Planeten Merkur als kleinen schwarzen Punkt auf der Oberfläche der Sonne durchziehen zu sehen. Das EU-Projekt STARS4ALL, an dem auch das IGB beteiligt ist, wird in Zusammenarbeit mit www.sky-live.tv das Phänomen von Teneriffa und von Island aus live übertragen. STARS4ALL bietet dazu Bildungsmaterial für Schüler an.

Am 9. Mai 2016, um die Mittagszeit, wird der Planet Merkur anfangen, die Scheibe der Sonne zu kreuzen; eine Reise, welche über sieben Stunden dauern wird.

Im Focus: MICROSCOPE sendet

Am Montag, 2. Mai 2016, erreichte die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vom Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) der Universität Bremen die erste Erfolgsmeldung von ihrem Forschungs-Satelliten. Per Videoübertragung waren sie zugeschaltet, als die französischen Kollegen das Experiment an Bord von MICROSCOPE (MICRO Satellite à traînée Compensée pour l'Observation du Principe d'Equivalence) initialisierten und das Messinstrument die ersten Testdaten übermittelte. Damit ist der wichtigste Meilenstein der Testphase erreicht, bevor sich herausstellt, ob Einsteins Relativitätstheorie auch nach dieser Satellitenmission noch Bestand haben wird.

“#TSAGE @onera_fr is on. The test masses have been released and servo looped!!!! Great all green“ lautet die Twitter-Nachricht der französischen Partner, die...

Im Focus: Genauester Spiegel der Welt bei European XFEL in Hamburg eingetroffen

Der vermutlich präziseste Spiegel der Welt ist bei European XFEL in der Metropolregion Hamburg eingetroffen. Der 95 Zentimeter lange Spiegel ist ein wichtiges Bauteil des Röntgenlasers, der 2017 in Betrieb gehen soll. Auf den ersten Blick sieht er einem normalen Spiegel durchaus ähnlich, ist jedoch extrem flach und glatt. Die größten Unebenheiten auf seiner Oberfläche haben eine Dimension von gerade einmal einem Nanometer, einem milliardstel Meter. Diese Präzision entspräche einer 40 Kilometer langen Straße, deren maximale Unebenheit gerade einmal so groß ist wie der Durchmesser eines Haars.

Der Röntgenspiegel ist der erste von mehreren, die an unterschiedlichen Stellen der Anlage zum Spiegeln und Filtern des Röntgenlaserstrahls eingebaut werden....

Im Focus: Erste Filmaufnahmen von Kernporen

Mithilfe eines extrem schnellen und präzisen Rasterkraftmikroskops haben Forscher der Universität Basel erstmals «lebendige» Kernporenkomplexe bei der Arbeit gefilmt. Kernporen sind molekulare Maschinen, die den Verkehr in und aus dem Zellkern kontrollieren. In ihrem kürzlich in «Nature Nanotechnology» publizierten Artikel erklären die Forscher, wie bewegliche «Tentakeln» in der Pore die Passage von unerwünschten Molekülen verhindern.

Das Rasterkraftmikroskop (AFM) ist kein Mikroskop zum Durchschauen. Es tastet wie ein Blinder mit seinen Fingern die Oberflächen mit einer extrem feinen Spitze...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Entdeckungsreise durch die Welt der Meere und Ozeane auf dem Ausstellungsschiff MS Wissenschaft

06.05.2016 | Veranstaltungen

Entscheidende Impulsgeber

06.05.2016 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Berlin beginnt heute

04.05.2016 | Veranstaltungen

 
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

HZB erhält Fördermittel, um den Herstellungsprozess für CIGS-Solarzellen zu optimieren

06.05.2016 | Förderungen Preise

BMBF fördert Forschungsprojekt der Leibniz Universität mit 2,25 Millionen Euro

06.05.2016 | Förderungen Preise

Wenn die Evolution eine Abkürzung nimmt

06.05.2016 | Biowissenschaften Chemie