「中国卫星」全球首次发布芦竹高质量基因组 我国植物能源创新获重大突破
近来,武汉兰多生物科技有限公司(以下简称“兰多”)超级芦竹基因组科研团队,发布了两份芦竹(绿煤102、碧绿101)高质量基因组。这两份基因组为全球初次宣布的芦竹基因组,填补了相关研讨的空白,也为芦竹基因组学的研讨和遗传改进供给了新方向。这项研讨成果,也标志着我国植物动力立异研讨获得严重打破。
芦竹基因组研讨“0”的打破
芦竹,禾本科芦竹属,之前并不是一种注重度高的植物。跟着气候危机的加重,绿色动力转型势在必行,芦竹作为一种零碳动力植物遭到越来越多的注重。
超级芦竹
芦竹是无性繁殖植物,遗传根底狭隘,只能经过现代生物技能进行改进。此前芦竹在遗传改进方面的研讨鲜有打破,首要原因是芦竹没有可用的参阅基因组。芦竹基因组非常复杂,其倍性尚不清楚,并且染色体体型较小、条数多变,已发现芦竹的染色体条数有62、72、84、108、110、112不等。芦竹基因组拼装难度大,至今国内外没有揭露报导的参阅基因组可用,严峻约束了芦竹基因组学的研讨和遗传改进。
兰多公司使用二代测序、HiFi测序、Hi-C测序等多种测序手法,在世界上首先拼装了绿煤102和碧绿101两份芦竹基因组,两份资料的基因组巨细分别为1.41G和2.95G,各项方针为:ContigN50>35Mb、染色体挂载率>98%、基因组完好度>99%。经BUSCO等专业软件评价,两份基因组各项质量方针均到达较高水平,是高质量的基因组。
超级芦竹种苗繁育
十年来,兰多收集了近700份国内外野生芦竹种质资源,现已使用系统选育、物理化学诱变等手法,培育出多种耐水涝、耐盐碱、耐低温、耐干旱、富集重金属、家畜饲料、花叶欣赏等“超级芦竹”新品种,能够满意不同气候、不同土壤、不同地况、不同用处的栽培需求。现在,兰多正在使用芦竹的参阅基因组,结合转基因和基因修改等现代分子育种技能,开发生物量更高、抗逆性更强的新一代“超级芦竹”新品种。
超级芦竹,高效动力植物
所谓动力植物,是指经过光合作用能把二氧化碳和水快速转化成有机物,并发生高生物量的植物。现在,世界公认的碳中和四大可行性技能途径——动力转型、碳捕捉与使用、植物碳汇、低碳日子,其间前三个都与植物尤其是动力植物密切相关。
从碳捕捉、植物碳汇的功率上看,“超级芦竹”的优势非常显着。依据兰多2021-2022年测产陈述,超级芦竹成长过程中发生的干生物量约5-10吨/亩,据此测算出其吸收的二氧化碳量8.5-17吨/亩、开释的氧气量6-12吨/亩,约为热带森林的5倍、玉米秸杆的7倍、水稻秸杆的15倍。大规模栽培超级芦竹可助力国家快速完成碳中和。
超级芦竹具有成长快、生物量巨大的特色
从动力转型上来说,超级芦竹的热值为4200-4600大卡,能够直接代替燃煤;还能够经过先进的生物发酵、热转化等技能出产氢气、天然气、一氧化碳、生物油、乙醇、生物炭、聚乳酸(PLA)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)等,并且能进一步深加工出产简直一切的高端动力与高端化学品,如甲醇、乙醇、汽柴油、航空火油(SAF)、液氨、乙二醇、烯烃、芳烃等,然后全面代替煤炭、石油、天然气及其下流产品。
此外,“超级芦竹”还具有土壤及水体修正功率高、吸附重金属能力强、变异率低、田间管理少、病虫害少、气候及土壤适应性强等优势。超级芦竹一次栽培可接连收割15-20年,能够在盐碱地、滩涂地、抛弃矿区、湿地等边沿土地成长,降雨量>500毫米的区域可天然成长。
作为一家长时刻专心于植物动力全产业链立异研制的国家高新科技企业,兰多不仅在最前端的芦竹基因组研讨上祖先一步,在中端组培快繁、GAP驯化、机械化栽培及收储运上已悉数打通,在后端深加工高端动力及化学品上更有前瞻布局,以硬核原创自主科技构成中心竞争力。
“超级芦竹”收割之后打捆堆垛
比方,兰多全球创始的蓄热式辐射热解工艺,选用这种工艺深加工超级芦竹,在出产氢气、天然气、一氧化碳等零碳动力及零碳化工产品的一起,其副产的生物炭还可用来出产炭基肥、炭基土壤改进剂、炭基建材、活性炭、炭基导电资料。“零碳”排放是碳中和的终极方针,而兰多这一技能道路出产的超级芦竹相关动力、化工产品现已完成了负碳排放,关于完成“3060”双碳方针含义严重。
截止现在,兰多已在国内外申请专利150余项、植物新品种维护权10余项,正在拟定植物动力全产业链技能、工艺及产品规范5项,为加快建造我国清洁低碳、安全高效的新动力系统供给务实途径。
全球动力转型新道路
从全球来看,兰多在植物动力上的推翻式立异,为全球动力转型供给了新道路。
我国工程院院士、清华大学原副校长倪维斗说:“人类的力气很有限,但大天然的力气是无量的。假如能用大天然的力气来削减二氧化碳排放是最好的方法,开发植物动力便是一个很好的方向。”
超级芦竹栽培基地
2022年以来,“施行可再生动力代替举动”频频出现在政府文件中。在现在的可再生动力中,超级芦竹最接近化石动力,它们都是碳氢化合物,仅有的不同在于其构成所需求的时刻不同,化石动力需求上亿年,而超级芦竹只需求半年到1年,超级芦竹是化石动力完美的代替品。
超级芦竹的优势之一,是本钱相对低价。据测算,兰多“超级芦竹”全产业链(从栽培到深加工)的制氢本钱不超越10元/公斤,1万吨绿氢/年的超级芦竹全产业链项目出资不超越4亿元;全产业链制绿色甲醇的本钱不超越1600元/吨,10万吨绿色甲醇/年的超级芦竹全产业链项目出资不超越9亿元。比照现在国内外正在快速推行的风电光伏产电、产氢、产甲醇、产液氨途径,超级芦竹全产业链的单位产品出资强度可分别下降60%、75%、70%、68%以上,单位产品出产本钱可分别下降19%、54%、65%、61%以上。
超级芦竹,化石动力完美代替品
依据猜测,要完成2030年碳达峰方针,我国氢气的年需求量将到达3715万吨,只需0.74亿亩非犁地栽培超级芦竹,就能处理悉数的绿氢供给;2060年要完成碳中和,我国氢气的年需求量将到达1.3亿吨,也只需2.6亿亩非犁地栽培超级芦竹,就能处理我国的悉数绿氢供给。
“3060”双碳方针的提出,要求快速完成动力清洁低碳转型,一起还要保证动力安全。我国动力对外依存度高,地缘政治博弈使我国动力安全面对越来越大的应战。而我国地域广阔,有边沿土地24亿亩、森林面积34.6亿亩,在保证18亿亩粮食犁地红线根底上,我国彻底有潜力开展植物动力来全面代替化石动力,完成动力自主供给,保证国家动力、经济、社会开展安全。
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