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2009中美能源植物生物技术双边学术研讨会纪要

2010-12-04 16:02:49| 分类：生物学 | 标签： |举报 |字号大中小订阅

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2009年11月16–17日, 由生态系统和环境变化
中美联合中心 (the China–U.S. Joint Research Center
for Ecosystem and Environmental Change)举办的
“ 中美能源植物生物技术双边专题研讨会”
(China–US Workshop for Biotechnology of Bioenergy
Plants)在美国田纳西州Knoxville召开。研讨会共有
50位与会者, 中科院植物所、上海生理生态所、西
北水土保持研究所、西双版纳热带植物园及北京市
农林科学院的10名研究人员出席了本次会议, 其中
7人作了大会发言。美国田纳西州立大学与橡树岭
国家实验室联合生物研究所所长Sayler Gary出席会
议并致辞, 美国能源植物生物技术专家Neal Stewart
教授、Joe Zhuang及中科院植物所刘公社研究员等
主持了研讨会。
本次研讨会的主要内容包括: (1) 交流当前能
源植物生物学的研究进展; (2) 能源植物工程技术
的未来发展方向; (3) 确定中美之间需要联合开展
的能源植物生物技术科研项目。会议关注的热点之
一是杨树和柳枝稷两种木质纤维原料植物。杨树基
因组学的全面解析和生物技术的兴起与发展, 得益
于先进的基因组测序。相关的遗传学和基因组学方
法作为强有力的技术，能够进一步促进种质资源中
关键性状(如细胞壁组分)的改良。有报告展示, 在转
基因杨树中通过上调或者下调木质素生物合成途
径的关键基因的表达能改变木质素的含量。而柳枝
稷适应性强, 生物产量高, 随着生物技术的发展,
有希望作为一种多年生能源草本原料。
美国根据自己的国情选择了杂交杨树、柳枝
稷、桉树、甜高粱、芒、热带草等作为能源植物。
而在中国, 具有能源开发价值的约4,000种植物中,
目前研究较多的包括烃类能源植物(绿玉树、续随子
等)、碳水化合物能源植物(甜高粱等)、淀粉能源植
物(木薯等)、纤维能源植物(芒草、纤维高粱等)、富
含油脂的能源植物(麻疯树、文冠果、黄连木、四合
木等)以及能源油藻等。在中国, 现阶段研究中面临
的主要瓶颈是: (1)原料不足; (2)原料分散; (3)专用
能源植物培育缓慢。因此亟需从上游开展能源植物
的研发, 支撑我国对生物质原料的持续供应。
本次会议还确定了几个联合研究项目: (1)黄土
高原胁迫选择对柳枝稷分子多样性的影响; (2)羊草
抗逆基因资源的发掘和利用。羊草能够适应寒冷和
干旱生境, 是中国北部最重要的草类之一; 通过
454新一代技术测序分析, 正在发掘羊草的非生物
胁迫耐受基因和刈割诱导基因, 新的功能基因将通
过遗传转化技术转入木本和草本能源植物中发挥
抗逆作用。(3)麻疯树高产和抗逆性研究。在中国南
方, 木本能源植物麻疯树已经用于生物柴油的生
产; 然而麻疯树种子产量低和抗冷性不高限制了这
种木本能源植物在中国和美国大部分地区的广泛
种植。
目前最有希望的太阳能生物转化绿色清洁能
源开发与利用途径有两个: (1)培育抗逆、高光能利
用率、高生物量, 高蓄能的能源植物; (2)开发和利
用高光效制氢产油微藻。围绕能源植物资源评价及
超能新品种的培育, 需要加快遗传多样性、能源性
状和抗逆性(抗旱、耐盐碱、耐寒冷、抗蚜虫以及多
年生植物耐收获、耐贮藏等)的系统研究。需要采用
分子生物学方法解析光合作用和能源富集的机制,
探明植物高效光能捕获机制及调控策略、关键代谢
网络及其调控机理, 并在此基础上开发能源植物分
子设计育种的新技术和新途径。需要大规模挖掘控
制重要性状的主效基因和/或QTL以及相关功能基
因; 发展应用分子标记、基因工程及分子设计等新
元件和新技术, 并与常规育种有机结合, 加速新种
质和品种的培育。在产业化工程技术上, 着重解决
杂交育种和良种繁育技术, 多生境标准化种植栽培
技术, 综合加工利用示范工厂及基地建设, 种质资
源库和信息数据库的建设及生态安全评价。
另外, 会议还讨论了基于萜烯燃料的新型植物
油的开发问题, 现在已经得到了其化学特性和发动
机测试中的排放特征等数据。
本次中美能源植物研讨会是继2007在美国,
2008在中国之后的第三次实质性学术交流会, 中美
双方目前已经建立了学者高访交流, 预期在2010年
开始双边的研究生交流。双方约定下次研讨会定于
2010年10月在中国北京召开, 主要讨论能源植物的
基因资源、能源植物基因组学、生物技术、生物工
艺等热点问题。相信两国研究机构的联合研究必定
会为21世纪能源植物的发展和低碳经济带来广阔
前景。
(刘公社、Neal Stewart、Joe Zhuang、沈世华、宋松泉、马克平供稿)

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