生物行移动版

木质纤维素是地球上最丰富的有机物，提高其糖分提取效率可显著提升生物燃料产率。美国能源部下属联合生物能源研究所（JBEI）的研究人员在这一方向取得突破，成果发表于《植物生物技术杂志》。

研究团队采用合成生物学方法，培育出木质生物质更易分解为简单糖类的健康植物。以模式植物拟南芥为工具，通过改造细胞壁降低木质素含量，同时提高糖类产量。

核心挑战在于如何高效提取细胞壁中的糖分。与玉米等谷物中的淀粉基糖不同，细胞壁糖分被锁在结构稳定的芳香族聚合物——木质素中，提取需高温和昂贵的有害化学品。单纯减少木质素会导致生物质产量下降，并破坏维管组织完整性，影响水分和养分运输。

研究人员通过重新调控木质素生物合成，并创建人工正反馈回路（APFL），在特定组织中增强次生细胞壁合成，从而在不影响植物生长的情况下降低木质素含量。将APFL应用于拟南芥后，工程株在糖化过程中糖释放量显著增加。该策略可快速推广至其他维管植物，用于纸浆、饲料和生物能源生产，还能增强谷物秸秆强度、减少倒伏。

参考文献：Yang F, Mitra P, Zhang L et al. Engineering secondary cell wall deposition in plants. 2013. Plant Biotechnol J. 11(3):325-35