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 Speech dynamics are coded in the left motor cortex
31.03.2015 | Universitätsmedizin Göttingen - Georg-August-Universität

nachricht Discovery of two new species of primitive fishes discovered
31.03.2015 | Universität Zürich

All articles from Life Sciences >>>

The most recent press releases about innovation >>>

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

Im Focus: Gemeinsam auf der Suche nach Wirkstoff gegen MRSA

Neues Projekt bündelt Kompetenzen des HZI und des Lead Discovery Center in Dortmund

Krankenhauskeime stellen in Deutschland ein immer größeres Problem dar. Der Grund: viele von ihnen sind resistent gegen die meisten herkömmlichen Antibiotika....

Im Focus: Rostocker Forscher entwickeln Mess-System für Schiffbau-Versuchsanstalten

Durch wissenschaftlich fundierte Daten der Forscher um Professor Nils Damaschke vom Institut für Allgemeine Elektrotechnik der Universität Rostock wird es künftig möglich, die Propellerform für Schiffe so zu optimieren, dass weniger Kraftstoff verbraucht und der Propellerverschleiß auf Grund von Kavitation reduziert werden kann. Die Wissenschaftler arbeiten inzwischen an der weiteren Verfeinerung eines kommerziellen Mess-Systems für die weltweit agierenden Schiffbau-Versuchsanstalten.

Kleinste Partikel spielen im täglichen Leben eine immer größere Rolle. Ob es sich um Schadstoffe in der Luft (Feinstaubbelastung) oder Zerstäubungsprozesse...

Im Focus: Den Synapsen bei der Arbeit zusehen

Göttinger Forscher beobachten Synapsenaktivität im Gehirn lebender Fruchtfliegen

Wissenschaftler der Universität Göttingen haben mit einer neuen Methode die Aktivität von Nervenzellen im Gehirn lebender Fruchtfliegen beobachtet. Bislang...

Im Focus: FiberLab-Roboter begeistert auf Photonics West in San Francisco

Mit ihrem „humanisierten“ Roboter zeigten Anna Lena Baumann und Wolfgang Schade erstmalig die erfolgreiche Umsetzung der 3D-Navigation über eine neuartige Lasermethode, der Standard Single-Mode-Glasfaser. Mehr als 17.000 Teilnehmer konnten den Roboter und FiberLab, das erste Projekt des Photonik Inkubators in Göttingen, auf der Photonics West in San Francisco kennen lernen.

Mit Hilfe eines in die Kleidung eingenähten Fasersensors wurden Armbewegungen eines Probanden dokumentiert und nach entsprechender Auswertung an den Roboter...

Im Focus: Femto Photonic Production: Neue Verfahren mit Ultrakurzpulslasern für die Fertigung von morgen

Für die deutsche Wirtschaft spielt die Lasertechnik eine herausragende Rolle: Etwa 40 Prozent der weltweit verkauften Strahlquellen und 20 Prozent der Lasersysteme für die Materialbearbeitung stammen aus Deutschland.

Beim Einsatz von Lasern in der Produktion sind deutsche Unternehmen führend. Diese Stärken gilt es zu erhalten und auszubauen. Deswegen hat das...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Premiere für die "innteract conference"

30.03.2015 | Veranstaltungen

Startup Weekend: In 54 Stunden von der Gründungsidee zur Firmengründung

30.03.2015 | Veranstaltungen

Große Bühne für Wissenschaft in drei Minuten

30.03.2015 | Veranstaltungen

 
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Die Kriegsspiele der Kleinlibellen

31.03.2015 | Biowissenschaften Chemie

Begehrter RedDot Design Award für Care-O-bot® 4

31.03.2015 | Förderungen Preise

Energetische Quartierskonzepte und Urban Labs

31.03.2015 | Seminare Workshops