生物燃料的新来源

一种新创造的微生物可以生产纤维素，这种纤维素可以转化为乙醇和其他生物燃料德克萨斯大学奥斯汀分校他们说，如果生产规模扩大，这种微生物可以提供很大一部分运输燃料。

除了纤维素，由Malcolm Brown Jr教授和David Nobles Jr博士开发的蓝细菌还能分泌葡萄糖和蔗糖。这些单糖是生产乙醇的主要来源。

微生物学和分子遗传学助理研究员诺布尔斯说:“蓝藻可能是一种非常廉价的糖源，可以用于乙醇和设计燃料。”

布朗和诺布尔斯说，他们的蓝藻可以在非农业土地上的生产设施中种植，使用不适合人类消费或作物的咸水。

新的蓝藻利用阳光作为能量来源来生产和排泄糖和纤维素。更重要的是，葡萄糖、纤维素和蔗糖可以在不伤害或破坏蓝藻的情况下持续收获(从真正的藻类或作物(如玉米和甘蔗)中收获纤维素和糖，需要杀死这些生物，然后使用酶和机械方法提取糖)。此外，可以固定大气氮的蓝藻可以在不需要石油基肥料的情况下生长。

诺布尔斯从一种非光合作用的“醋”细菌——木醋杆菌中提取了一组纤维素制造基因，从而培育出了这种新的蓝藻(也被称为蓝绿藻)。木醋杆菌是一种众所周知的多产纤维素制造者。

新的蓝藻细菌产生一种相对纯净的凝胶状纤维素，可以很容易地分解成葡萄糖。

诺布尔斯说:“从植物中获取的纤维素的问题在于很难分解，因为它是高度结晶的，并且与木质素和其他化合物混合在一起。”

他惊讶地发现，蓝藻也会分泌大量的葡萄糖或蔗糖，这些糖可以直接从蓝藻中获取。

诺布尔斯说:“制造纤维素乙醇和生物燃料的巨大成本在于使用酶和机械方法来分解纤维素。”使用蓝细菌不需要使用昂贵的工艺。

在美国，正在使用或考虑用于乙醇生产的原料包括柳枝稷和木材(纤维素)、玉米(葡萄糖)和甘蔗(蔗糖)。真正的藻类也正在被开发用于生产生物柴油。

左图:两个杆状野生蓝藻。注意这些细胞表面明显没有任何纤维素或糖。右图:一种基因改造的蓝藻，能产生高度可见的纤维素

布朗认为，使用蓝细菌生产乙醇的一个主要好处是减少了用于燃料生产的可耕地数量，减少了对森林的压力。

约翰逊植物细胞生物学百年纪念主席布朗说，所有这些种植玉米的农民都面临着生产非食用玉米的压力。“对蔗糖的同样需求，现在也被要求巴西开发更多的亚马逊雨林，生产更多的甘蔗，以满足我们日益增长的能源需求。”我们不想这么做。你永远也拿不回森林了。”

布朗和诺布尔斯计算出，用玉米生产乙醇以满足美国所有交通需求所需的面积约为82万平方英里，几乎相当于整个中西部的面积。

他们假设，根据实验室目前的生产力水平，他们可以用蓝藻一半大小的面积生产出等量的乙醇，但他们警告说，在蓝藻在现场提供这种燃料之前，还有很多工作要做。实验室规模的光生物反应器已经显示出将生产效率提高17倍的潜力。如果能够在田间大规模实现这一目标，那么种植玉米的面积中只有3.5%可以用于生产蓝藻生物燃料。