《科學》雜志日前發(fā)表的一項新研究顯示，科學家們通過對楊樹進行基因改造，成功降低了木質(zhì)素含量，提高了碳水化合物含量，從而減少了造紙過程中對有害化學物質(zhì)和能源密集型加工的需求。
木質(zhì)素是木材中的一種聚合物，它使木材堅硬而難以分解。造紙過程涉及分割和溶解木質(zhì)素，導致大量化學廢物和二氧化碳排放。為了解決這個問題，科學家們使用了CRISPR基因編輯技術，精確地改變楊樹中DNA的特定部位。
科學家們利用預測機器學習模型分析了70000種潛在的基因編輯策略，最終選出了七種有效策略，可同時對多個基因編輯。他們培植了174個不同的楊樹品系，并在溫室中培育了6個月。結果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過基因編輯的樹木的木質(zhì)素明顯減少，碳水化合物含量更高。
這些基因編輯的樹木對紙張生產(chǎn)具有顯著的潛在影響。據(jù)測算，一家常規(guī)的造紙廠可以將其紙張產(chǎn)量提高40%，并將溫室氣體排放量減少20%，最終使工廠在整個生命周期內(nèi)增加約10億美
的收入。
研究人員認為，這種工程木材可以顯著改善纖維生產(chǎn)工藝，有望使造紙生產(chǎn)更加可持續(xù)、污染更少，并提供生物經(jīng)濟機會和巨大的環(huán)境效益。
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