基因组图谱加快生物燃料的开发

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佐治亚大学，2012年2月13日

Miscanthus x giganteus是一种作为乙醇和生物能源来源的大型的多年生草本植物，佐治亚大学的研究人员正在制作它的两个祖先的基因组图谱，这是当前在寻找清洁、可再生能源的来源的努力方面向前迈进的一大步。

金常肃（Changsoo Kim）是UGA植物基因组制作实验室的博士后研究助理，确定了包含约600对Miscanthus的DNA作为诊断工具。下一步是确定的哪些DNA片段用来诊断将该植物变成更好的生物燃料作物。

金的工作和植物基因组制作实验室是由特聘研究教授安德鲁·帕特森（Andrew Paterson）领导，他在UGA富兰克林文理学院的遗传学和植物生物学系和农业和环境科学院的作物和土壤科学系任职。

生物能源系统研究所的成员帕特森说：“我们现在正在对已经建立遗传图谱的同一种植物观测如下的性状：株高、开花日期、茎杆的大小、叶子的大小和它们可以从种植的地方扩散多远。然后，可以使用非常简单的统计方法来查看DNA片断和性状之间的相关性。”

芒草是一种生产干物质的自然候选物种。它具有和甘蔗一样的茎杆，可以长到１２英尺高，对土壤要求不高，很少需要施氮肥，在美国、欧洲和亚洲的温带湿润气候下生产良好。在美国东部，在更小的土地上，它可以比其他用于生物燃料的候选物种产生更多的生物量。

芒草也是比化石燃料清洁的能源来源。当煤或石油燃烧时，将一度被固定在底壳中的碳释放到大气中，这是全球气候变化的主要原因。芒草生长时从大气中吸收碳。当它被燃烧时，仅仅将吸收的碳释放出来，所以它是碳中性的。

 

帕特森说：“你不想要它开花，你想要它保持长叶和茎而不是生殖部分。自然告诉它不要这样做。”

遗传图谱将允许金及帕特森找到负责芒草开花的基因，并防止它在生长季节开花，使将农民获得高大、健壮的植株物，产生最多的干物质。

他们的努力吸引了风投资本家和生物技术公司，希望种植芒草有利可图并得到广泛种植。孟德尔生物技术公司就是这样的一家公司，他们对芒草感兴趣，与金和帕特森就芒草项目建立了伙伴关系。

孟德尔公司给农民或其他工业伙伴提供通过遗传研究强化了的作为生物能源生产的植物和植物种子。孟德尔生物能源种子部的高级副总裁唐纳德·潘特（Donald Panter）说： “有很多基础研究我们负担不起。我们是一家可以​把产品​商业化并我为客户提供服务的公司，所以我们与美国学术界的关系是至关重要的。”

遗传图谱使孟德尔免去了很多年的用来改良芒草的田间研究。如果没有遗传图谱，研究人员和育种家必须到田间去，在许多不同的地点，采集数以千计的植物性状数据，以便确定哪株植物最具作为生物燃料作物的潜力。使用遗传图谱，他们可以在分子水平上更快地选择最好的植物品种。

潘特说：“我们真的希望利用从美国学术界获得的知识，以帮助我们从无到有，在未来10至15年内，快速创造出商业品种，在上百万英亩的土地上种植。如果我们没有像安迪·帕特森这样的人帮助，我们不可能在成功的道路上走得很远。”

利用芒草进行大规模干物质生产需要多年时间，金和帕特森的研究是这一过程中的重要一步。

金说：“这仅仅是开始。我们将为育种家提供宝贵的资源，为他们的育种努力服务，这是我们的长期目标。”

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