近日,中國農業科學院煙草研究所煙草功能基因組創新團隊王倩課題組與中國科學院青島生物能源與過程研究所張海波、韓國科學技術院Sang Yup Lee兩團隊合作,創新性地發現,煙草可作為高效低碳的能源作物,生產高附加值化學品,助力生物煉制的可持續發展。相關研究成果發表在《創新(The Innovation)》(IF=33.2)上。
煙葉作為能源植物應用的優勢
煙草是全球重要的經濟作物和農產品,也是我國農村經濟的重要支柱之一。該研究在深入分析烤后煙葉成分基礎上,發現煙葉加水滅菌后即可獲得營養全面且豐富、生物相容性強的液體,后者可直接作為培養基用于原核和真核生物的培養,生成具有高附加值的生物基燃料及化學品。該研究進一步以煙葉和玉米秸稈作為底物生產生物乙醇,通過對比“煙葉乙醇”和“秸稈乙醇”的生命周期碳排放及耗能,對煙葉作為生物質能源的環境效益進行評估。結果表明,煙葉加水后直接滅菌作為微生物發酵培養基,顯著降低了碳排放量和能耗,優化了生物煉制的路線,為生物能源利用的碳負排放的實現奠定基礎。
煙草是一種抗逆性強、耐鹽堿、生物量大的大田作物,蛋白質和糖分含量很高,代謝通路豐富。與其他作物相比,煙草對不同生態環境的適應性更廣,適應力更強。它可以耐受含鹽量約千分之九的土壤環境,能在中、重度鹽堿地上完成生活史,是具備突出的鹽漬土利用潛力的能源植物。因此,結合該研究成果,在鹽堿地等邊際土壤上種植煙草,收獲煙葉用于生物煉制,響應了習近平總書記提出的“開展鹽堿地綜合利用”和“碳達峰碳中和”的戰略。同時,該進展也為煙葉生產和加工過程中產生的煙草來源廢棄物處理提供了新思路,有助于煙草的多功能利用和生物質能源的挖掘開發。
該研究得到了中國農業科學院科技創新工程、國家自然基金面上項目、山東省自然科學基金等項目的資助。
篤行致遠 2024中國煙草行業發展觀察