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NEWSDal mondo[Top]
Il Dipartimento britannico per lo Sviluppo Internazionale (DFID) e la Fondazione Bill & Melinda Gates finanzieranno con 40 milioni di dollari al progetto “Durable Rust Resistance in Wheat” (DRRW) della Cornell University. Il finanziamento servirà a sostenere l’impegno mirato all’identificazione di nuovi geni di resistenza alla ruggine del grano, al miglioramento del controllo, alla moltiplicazione e distribuzione dei semi resistenti agli agricoltori. "Non si può non sottolineare l’importanza di questo annuncio fatto da due tra i più importanti finanziatori di progetti mirati a contrastare la povertà, la fame e le malattie nei paesi in via di sviluppo," ha dichiarato Ronnie Coffman, professore di genetica vegetale presso la Cornell University e direttore del DRRW. "In uno scenario in cui vediamo una continua crescita dei prezzi degli alimentari, in particolare del grano, i ricercatori di tutto il mondo potranno avere un ruolo sempre più importante nella tutela delle coltivazioni da nuove pericolose forme di ruggine, in particolare in quei paesi in cui le popolazioni non riescono ad affrontare l’impatto economico legato ai danni che subisce questa coltivazione fondamentale". Tra i partner del progetto figurano i centri di ricerca nazionale di Kenya ed Etiopia, i ricercatori dell’International Maize and Wheat Improvement Center (CIMMYT) e dell’International Center for Agricultural Research in the Dry Areas (ICARDA). Maggiori informazioni sul progetto DRRW sono disponibili al seguente indirizzo: http://www.globalrust.org [Top]
I ricercatori possono sfruttare la diversità genetica delle coltivazioni per migliorarne la produttività, la sostenibilità e le componenti nutrizionali attraverso strumenti di sequenziazione del genoma. È quanto ritiene Edward Buckler, ricercatore di genetica del Dipartimento dell’Agricoltura dell’Agricultural Research Service presso il Cornell's Institute for Genomic Diversity, autore del documento "Dissecting the Genetics of Complex Agronomic Traits for Crop Improvement". "Esistono tratti semplici, come il miglioramento del contenuto di vitamina A nel mais, che dipende da cinque o dieci geni, ma ora possiamo anche comprendere tratti complessi quali ad esempio il tempo di fioritura, in cui sono coinvolti oltre 50 geni, e possiamo comunque effettuare previsioni accurate” ha sottolineato Buckler. Gli strumenti della genomica potranno essere sfruttati per creare varietà ad alta resa che siano resistenti alla siccità, utilizzino gli elementi nutritivi in modo più efficiente e siano più ricchi di elementi nutritivi per migliorare la qualità dell’alimentazione. "Ora è il momento di utilizzare questi strumenti focalizzandosi su caratteristiche importanti per migliorare la società e la sostenibilità" ha aggiunto. Maggiori informazioni sono disponibili al seguente indirizzo:http://westernfarmpress.com/management/genome-tools-improving-crop-performance. [Top]
Un consorzio internazionale di ricercatori ha redatto una serie di raccomandazioni per protocolli sperimentali di studi di laboratorio utilizzati per valutare il potenziale impatto negativo delle piante geneticamente modificate, resistenti agli insetti, su artropodi non target. Il gruppo, guidato da Jorg Romeis dell’Agroscope Reckenholz-Tanikon Research Station, di Zurigo (Svizzera), nel suo approccio si è basato ampiamente sulle proteine attualmente utilizzate provenienti dal Bacillus thuringiensis, tuttavia il concetto si applica tuttavia anche ad altre proteine attive sugli artropodi. Secondo il gruppo di ricercatori seguire le raccomandazioni faciliterà la riproducibilità di tali studi; grazie anche alla revisione da parte di altri membri della comunità scientifica ne deriveranno benefici alle autorità normative e si rafforzerà la qualità dei dati prodotti per la valutazione dei rischi. Questo migliorerà la solidità e la fiducia relative alla valutazione dei rischi ambientali delle piante transgeniche. Il documento "Recommendations for the design on laboratory studies non-target arthropods for risk assessment of genetically engineered plants" è stato pubblicato dalla rivista Transgenic Research. L’articolo è disponibile all’indirizzo: www.springerlink.com o può essere richiesto all’indirizzo: joerg.romeis@art.admin.ch [Top]
In una delle ultime edizioni di Crop Prospects and Food Situation Report la Food and Agriculture Organization (FAO) ha comunicato le previsioni relative alla produzione di frumento per il 2011. La produzione di frumento è aumentata del 3,4% rispetto al 2010, ma resta comunque al di sotto dei raccolti eccezionali del 2008 e 2009. Le coltivazioni di frumento sono inoltre aumentate in molti paesi e dovrebbero aumentare in seguito ai prezzi alti. Anche i paesi che sono stati colpiti dalla siccità come ad esempio la Russia dovrebbero recuperare. Sono stati inoltre presentate le previsioni relative all’Africa che offrono una fotografia mista a causa dell’attuale instabilità sociale e politica; ci sono poi diverse incertezze relativamente alla produzione in Asia e Sud Africa a causa delle condizioni climatiche e della bassa umidità nelle aree coltivate. Nel documento si legge inoltre che 29 paesi necessitano assistenza esterna per quanto riguarda la sussistenza alimentare, di questi 21 sono in Africa e 7 in Asia. Maggiori informazioni sono disponibili al seguente indirizzo: http://www.fao.org/news/story/en/item/53813/icode/ Americhe[Top]
I produttori di tutto il mondo hanno ora la possibilità di migliorare la propria preparazione con il programma Master of Science a distanza del dipartimento di agronomia del’Iowa State University (ISU). Il programma è composto da 12 corsi incentrati sulla produzione. Il progetto è stato sviluppato a seguito di una ricerca finanziata dal dipartimento dell’Agricoltura degli Stati Uniti (USDA) sulle necessità dei produttori in tema di formazione. Secondo Thomas Lübberstedt, direttore del programma, il percorso previsto dal Master of Science potrebbe essere completato in meno di due anni, ma la maggior parte degli iscritti ci metteranno probabilmente quattro o cinque anni, perché sono per lo più professionisti che già lavorano. Il programma sarà disponibile a partire dal prossimo autunno. Maggiori informazioni sono disponibili al seguente indirizzo: http://www.news.iastate.edu/news/2011/mar/LubberstedtPB Asia e Pacifico[Top]
La Cina, il più grande produttore di frumento del mondo, investirà un miliardo di dollari in misure di emergenza per contrastare i danni alla produzione derivanti dalla siccità. Questa situazione va avanti ormai da tempo e ha causato un aumento dei prezzi del frumento. Il governo cinese ha quindi iniziato un progetto per la canalizzazione delle acque del Fiume Giallo che si trova nel sud del paese verso l’area di coltivazione del frumento che si trova nel nord. L’articolo originale è disponibile al seguente indirizzo: http://ciatnews.cgiar.org/en/?p=1686 Europa[Top]
È stato recentemente pubblicato dalla rivista ‘Problems of Nutrition’ il documento Assessment of the impact of GMO on plant origin on rat progeny development in 3 generations. Il team di ricerca, guidato da N. V. Tyshko, ha studiato 630 ratti adulti e 2837 cuccioli alimentati in diversi modi, tra cui il mais GM Liberty Link®. Dai risultati non emergono effetti legati al mais GM sullo sviluppo della progenie dei ratti. Inoltre, "studi paralleli di tossicità riproduttiva delle varietà tradizionali di mais hanno dimostrato l’assenza di impatto di una varietà specifica sulle funzioni riproduttive e sullo sviluppo pre e post natale della progenie, ma anche una gamma sufficientemente ampia di fluttuazioni degli indici studiati, che corrisponde ai dati della letteratura disponibile". Maggiori informazioni sono disponibili al seguente indirizzo:http://www.bsba.ag/BSBA/NewsEn/Entries/2011/3/1_Assessment_of_the_impact_of_GMO_of_plant [Top]
Il French Stimulus Initiative ha avviato due programmi internazionali a lungo termine per il frumento e il mais, due alimenti di base in Francia e in Europa, che attualmente stanno affrontando una situazione problematica globale a causa della crescente domanda di beni alimentari e non, di appelli per la riduzione dell’impronta ambientale e crescenti incertezze legate ai cambiamenti climatici. BREADWHEAT, il programma relativo al frumento, punta a "sviluppare strumenti efficienti basati sul sequenziamento del genoma e su nuove metodologie per selezionare varietà di frumento di migliore qualità, maggiore sostenibilità e produttività". Il progetto coinvolge 26 partner, tra cui 11 società private, in Francia e in Europa, con un budget di 39 milioni di euro per 9 anni. AMAIZING, è il consorzio di ricerca sul mais e "si focalizza sull’identificazione di metodi e strumenti e sulla produzione di materiale vegetale basato sulla mappatura per associazione e studi eco fisiologici del mais in condizioni di stress abiotico." La ricerca sarà portata avanti in collaborazione con 24 partner, tra cui 7 società produttrici e 2 società biotech, con un budget di 30 milioni per 8 anni. L’articolo originale è disponibile al seguente indirizzo: http://www.international.inra.fr/press/2_long_term_programmes_on_wheat_and_maize [Top]
Il Ministro ucraino per l’ambiente e le risorse naturali ha emesso una direttiva (N36) che approva i criteri per la valutazione dei rischi del potenziale impatto degli organismi geneticamente modificati (OGM) sull’ambiente. La direttiva è stata registrata presso il Ministero ucraino della Giustizia. Una traduzione provvisoria della direttiva è disponibile al seguente indirizzo: http://www.bsba.ag/BSBA/NewsEn/Entries/2011/3/14_Ukraine_legally_establishes_criteria_for_ [Top]
Un gruppo di ricercatori di Inghilterra, Francia e Germania, guidati dai ricercatori dell’Imperial College London sono riusciti a sequenziare il genoma della Blumeria, il patogeno dell’oidio nell’orzo. Si tratta di una delle malattie più dannose che colpisce cereali, frutta e verdura. Nelle piante colpite le foglie e lo stelo si coprono di macchie polverose bianche con conseguenze rilevanti sulla resa. Il gruppo di ricerca ha scoperto nella Blumeria un gran numero di transposoni, la cui regolazione per l’espressione è scomparsa. Pietro D. Spanu, principale autore dello studio, ritiene che "potrebbe rappresentare un vantaggio avere questi parassiti genomici, poiché consente al patogeno di rispondere più rapidamente all’evoluzione della pianta e sconfiggere il sistema immunitario. Grazie a questa conoscenza del genoma possiamo ora identificare rapidamente quali geni sono mutati e quindi selezionare varietà di piante che siano più resistenti" ha spiegato Spanu. Maggiori informazioni sono disponibili al seguente indirizzo: http://cordis.europa.eu/fetch?CALLER=FP6_NEWS&ACTION=D&DOC=13&CAT=NEWS&QUERY=012ee8297441:9661:17e912f4&RCN=32891 [Top]
Il BBSRC (Biotechnology and Biological Sciences Research Council) del Regno Unito ha siglato un Memorandum of Understanding sulla genomica del riso con il Ministro vietnamita della Scienza e della Tecnologia. Questo segna l’inizio di un’importante attività per lo sviluppo di varietà di riso resistenti a ristagno idrico, siccità, salinità e attacchi di insetti in un momento in cui il mondo deve affrontare importanti cambiamenti climatici e una continua crescita della popolazione. Un finanziamento complessivo di 350.000 sterline sarà utilizzato per sviluppare un progetto mirato a sequenziare il genoma di 30 varietà di riso di alta qualità. Le nuove sequenze saranno utilizzate per selezionare le varietà di riso con tratti migliorati. La piattaforma di genomica sarà sviluppata presso il John Innes Centre e il Genome Analysis Centre del BBSRC per rafforzare la selezione di riso presso le istituzioni Vietnamite. Maggiori informazioni sono disponibili al seguente indirizzo:http://www.bbsrc.ac.uk/news/food-security/2011/110322-pr-uk-vietnam-collaboration.aspx. RICERCA[Top]
Il mais transgenico esprime una proteina antifungina Totivirus per la resistenza ala carbone del mais
Il carbone del mais (Ustilago maydis) è uno dei patogeni più importanti in agricoltura che causa notevoli perdite nei raccolti. I metodi di selezione più tradizionali non sono riusciti a controllare questa patologia poiché la resistenza naturale all’Ustilago maydis è organo-specifica e coinvolge molteplici geni del mais. Aron Allen e i suoi colleghi del Donald Danforth Plant Science Center hanno utilizzato un approccio transgenico per esprimere la proteina antifungina Totivirus (KP4) nel mais per la resistenza al carbone. Dai risultati di questo studio emerge che le piante transgeniche esprimono alti livelli di KP4 senza alcun effetto negativo sullo sviluppo delle piante. Le piante transgeniche coltivate in serre sperimentali mostravano un’elevata resistenza all’U. maydis nello stelo e nei tessuti della pannocchia. I risultati indica che la modifica genetica di questa famiglia di proteine antifungine può dare un alto livello di resistenza fungina indipendente dal singolo organo. La ricerca è pubblicato sulla rivista Plant Biotechnology Journal ed è disponibile al seguente indirizzo: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1467-7652.2011.00590.x/full [Top]
Accumulo uniforme di miracolina ricombinante nel pomodoro geneticamente modificato ottenuto utilizzando il promotore E8
La miracolina è una proteina in grado di modificare il gusto ed è presente nella pianta del frutto del miracolo, un arbusto tropicale. Ha la capacità unica di modificare il gusto di amaro in dolce, perciò è un possibile dolcificante per diabetici. Tadayoshi Hirai ricercatore dell’Università di Tsukuba, in Giappone, ha utilizzato il promotore E8, promotore specifico del pomodoro che influisce sulla maturazione del frutto, e il promotore CaMV 35S, un promotore costitutivo che consente l’espressione del gene miracolina nei pomodori. Tadayoshi e i suoi colleghi hanno confrontato l’accumulo di miracolina nei pomodori geneticamente modificati che esprimono il gene della miracolina indotto dai promotori citati. Dai risultati emerge un’elevata presenza di miracolina nelle linee GM di pomodoro con il promotore E8 solo durante la fase in cui il frutto diventa rosso. I livelli di miracolina sono risultati quasi uniformi in tutti i tessuti del frutto. D’altra parte, quando veniva usato il promotore 35S, venivano registrati livelli più elevati di miracolina nella buccia esterna del frutto rispetto ad altri tessuti. Questo implica che il percorso di accumulo della miracolina possa essere controllato da diversi tipi di promotore. Dato che però durante la lavorazione dei pomodori, la buccia esterna viene eliminata, sarebbe meglio quindi utilizzare il promotore E8 per facilitare l’accumulo di miracolina nei pomodori GM da utilizzare per prodotti lavorati. L’articolo completo della ricerca è disponibile per gli abbonati della rivista Transgenic Research Journal al seguente indirizzo: http://www.springerlink.com/content/729324052551q046/ [Top]
Il pomodoro (Solanum lycopersicum L.) è un ortaggio economicamente importante in Ghana ed è spesso soggetto agli attacchi dei nematodi con conseguenti gravi perdite nella produzione. L’uso di nematocidi efficaci è stata vietata a causa dei rischi per l’ambiente e la salute. Studi precedenti hanno mostrato che il gene Mi, identificato nei pomodori, conferisce resistenza genetica ai nematodi. Perciò, Y. Danso del Crops Research Institute (CSIR), di Kumasi, in Ghana, insieme ad altri ricercatori, ha condotto, uno screening molecolare sul germoplasma di alcuni pomodori per individuare i marcatori di Mi. Secondo i risultati, le varietà cultivar di pomodoro VFNT, FLA 505-BL 1172, 2641A, "Adwoa Deede" e Terminator FI hanno mostrato il marcatore dei genotipi resistenti omozigoti (Mi/Mi). Le varietà cultivar, Tima e 2644A mostravano entrambi i marcatori, corrispondenti ai genotipi resistenti eterozigoti (Mi/mi). 21 delle 26 cultivar non mostravano nessuno dei marcatori, probabilmente a causa della non specificità nei siti di legame primario. Si è scoperto che 5 individui eterozigoti dei 6 resistenti seguivano la legge di Hardy-Weinberg della genetica delle popolazioni. Un estratto dello studio è disponibili al seguente indirizzo: http://www.academicjournals.org/AJB/abstracts/abs2011/28Feb/Danso%20et%20al.htm [Top]
Diversi studi di ricerca sono stati condotti sull’uso delle piante GM come ingredienti per mangimi per pesci. Preoccupazioni per la sicurezza sono state sollevate in particolare in merito alla potenziale tossicità della proteina ricombinante. Nini Heddberg Sissener e i suoi colleghi del National Institute of Seafood and Nutrition Research in Norvegia hanno presentato uno studio sullo stato attuale delle conoscenze in merito alle piante GM come ingredienti per mangime per pesci, in particolare sulla performance e salute del pesce, ma anche sulla sorte dei frammenti di DNA GM nel pesce. In base alla valutazione dei ricercatori, la soia Roundup Ready (RR) è la pianta GM con tolleranza agli erbicidi maggiormente studiata. I risultati di questi studi mostrano che la soia RR ha qualità simili ai prodotti di soia non GM come ingrediente per mangimi. Nemmeno il colza e il cotone RR mostrano differenze significative rispetto alle corrispondenti varietà tradizionali. Al contrario, sono state condotte meno ricerche sulle piante Bt resistenti agli insetti. I risultati di alcuni studi mostrano che ci sono differenze più pronunciate tra l’alimentazione dei pesci con piante Bt e non Bt. Tuttavia questi dati non sono sufficienti per arrivare a una conclusione definitiva. Questa valutazione implica che eventi differenti possano portare a risultati differenti, perciò ogni modifica dovrebbe essere trattata come unica e non dovrebbero essere fatte generalizzazioni per tutte le piante GM. Secondo i ricercatori, la seconda generazione di piante GM presenta un potenziale più grande grazie alle possibilità di incrementare i contenuti nutritivi. Maggiori informazioni sono disponibili al seguente indirizzo: http://article.pubs.nrc-cnrc.gc.ca/ppv/RPViewDoc?issn=1205-7533&volume=68&issue=3&startPage=563 [Top]
G.A. Khan e i suoi colleghi del Cotton Research Institute in Pakistan hanno introdotto il gene cry1Ab, da un batterio del suolo, in una varietà locale di cotone (MNH-93) attraverso un bombardamento di particelle. L’integrazione e l’espressione di transgeni è stata confermata attraverso reazione a catena della polimerasi (PCR) e le analisi dot/blot. È stata inoltre determinata la quantità di proteina Bt, risultata presente tra lo 0 e l’1,35% della proteina totale. Le piante transgeniche sono state coltivate in serra e in campo per valutare la loro performance in campo e i risultati hanno mostrato che le linee transgeniche avevano un livello di resistenza ai lepidotteri del 40-60%. Il testo completo della ricerca è disponibile al seguente indirizzo: http://revistas.inia.es/index.php/sjar/article/viewFile/1560/1414 [Top]
Il pomodoro (Solanum lycopersicum) è una coltivazione economicamente importantissima in Eritrea. Tuttavia, la resa media della produzione nel paese è molto minore rispetto alle varietà coltivate in Africa e in Italia. Perciò, Samuel Asgedom e i suoi colleghi dell’Hamelmalo Agricultural College in Eritrea hanno analizzato la diversità genetica delle 25 varietà di pomodori comunemente coltivati in Eritrea e confrontati con altre varietà africane e italiane. Quindici marcatori molecolari semplici senza ripetizione (SSR) sono stati utilizzati per l’analisi genetica. I ricercatori hanno osservato un alto livello di diversità tra le varietà eritree. Tredici dei quindici marcatori molecolari esprimono fenotipi differenti. Sono stati identificati due tipi principali di varietà: San-Marzano e Marglob. Le varietà eritree risultavano avere genotipi meno uniformi rispetto alle varietà africane e italiane. In base a un’indagine condotta tra i coltivatori, è emerso che alcuni di essi mescolano intenzionalmente semi di varietà diverse per ampliare il periodo di raccolta e per avere una maggiore stabilità delle rese e tolleranza agli stress. Maggiori informazioni sono disponibili al seguente indirizzo: http://www.academicjournals.org/AJB/PDF/pdf2011/21Mar/Asgedom%20et%20al.pdf [Top]
Gli orologi circadiani sono orologi biologici che regolano il ciclo giorno-notte, segnando il ritmo di diversi processi metabolici negli organismi viventi. Neil Dalchau e i suoi colleghi dell’Università di Cambridge hanno scoperto una sensibilità dell’oscillatore circadiano dell’Arabidopsis thaliana al saccarosio, che potrebbe essere una prova del fatto che il metabolismo della pianta può regolare il meccanismo circadiano. I ricercatori hanno osservato che il sistema circadiano dell’Arabidopsis è particolarmente sensibile al saccarosio in condizioni di buio. Questo indica che esiste un nesso tra i componenti molecolari dell’oscillatore circadiano e il metabolismo della pianta in cui l’orologio biologico funge da regolatore e viene insieme regolato. È stata inoltre analizzata la sensibilità dei componenti dell’orologio circadiano al saccarosio e si è scoperto che il gene oscillatore GIGANTEA (GI) è associato alla sensibilità al saccarosio. Perciò, il gene GI un componente della rete di segnalazione del saccarosio permette l’input metabolico nel ritmo circadiano dell’Arabidopsis. L’articolo relativo allo studio è disponibile al seguente indirizzo: http://www.pnas.org/content/108/12/5104.full [Top]
Un efficiente sistema di identificazione per la validazione del tratto e il monitoraggio degli OGM è una delle procedure più necessarie nell’ambito delle biotecnologie. In India, un certo numero di coltivazioni biotech contenenti il gene cry2Ab, come ad esempio la melanzana Bt, l’ocra Bt e il cotone Bt sono al momento sottoposte a test in campo. Questo ha spinto Suchitra Kamle e i suoi colleghi dell’Indian Institute of Toxicology Research a effettuare un test qualitativo per il gene cry2Ab. La compatibilità dell’amplificazione con il promotore, terminator, e il gene marcatore è stata ulteriormente confermata utilizzando il cotone Bt come riferimento. Alti livelli di cry1Ab non impedivano l’identificazione del cry2Ab. Attraverso una PCR “nidificata”, la presenza del gene è stata ulteriormente confermata. Perciò, questo metodo PCR specifico potrebbe essere utilizzato per identificare in modo efficiente il gene cry2Ab nelle colture biotech. Maggiori informazioni sono disponibili al seguente indirizzo: http://www.landesbioscience.com/journals/gmcrops/article/15471/ [Top]
È stato pubblicato dall’Institute of Forest Biotechnology (IFB) di Raleigh, North Carolina, un consensus-document sull’uso e sulle applicazioni degli alberi GM. Il testo, intitolato Responsible Use: Biotech Tree Principles, stabilisce linee guida etiche e responsabili per la tutela degli alberi biotech. "Tutte le tecnologie più avanziate hanno un impatto sulla società e sull’ambiente. I Responsible Use Principles continueranno ad evolversi al ritmo rapido dei cambiamenti scientifici e sociali e il processo sarà mantenuto accessibile e trasparente. Le biotecnologie rappresentano uno strumento potente, ma i punti di vista sulla loro applicazione più corretta sono ampiamente vari. Esse devono essere utilizzate in modo responsabile e nel rispetto delle norme sociali e delle leggi, che sono altamente dinamiche" ha commentato Steven Strauss dell’Oregon State University e membro dell’Implementation Committee for the Principles. Il documento è disponibile online all’indirizzo: http://www.responsibleuse.org Il comunicato stampa dell’IFB è disponibile al seguente indirizzo: http://www.responsibleuse.org/material/Responsible_Use_Principles_press_release_12-09-2010.pdf BIOCOMBUSTIBILI[Top]
Alcuni ricercatori dell’Università della California, Los Angeles, e del Bioenergy Research Center, Oak Ridge National Laboratory (Stati Uniti) hanno effettuato la trasformazione diretta di cellulosa in biocombustibile avanzato, isobutanolo. Questo è considerato un importante sviluppo nella ricerca di tecnologie più efficienti economicamente per la produzione di biocombustibile da biomassa lignocellulosica. Tradizionalmente, la produzione di biocombustibile dalla biomassa lignocellulosica coinvolge una serie di fasi per la rotture delle molecole di cellulosa prima di poter passare a un’ulteriore trasformazione tramite microorganismi in biocombustibili. Attualmente l’etanolo è il principale biocombustibile da biomassa lignocellulosica. Tuttavia, il biocombustibile del futuro è considerato il butanolo o isobutanolo, le cui proprietà di combustibile risultano migliori dell’etanolo. Il nuovo metodo potrebbe far diminuire considerevolmente il costo della produzione di biocombustibile avanzato da biomassa lignocellulosica, poiché si rende superflua la fase di pretrattamento. Il nuovo processo di conversione diretta batterica della cellulosa in isobutanolo implica l’uso di un batterio, il Clostridium cellulolyticum, che è stato modificato metabolicamente per deviare una via metabolico verso la produzione di isobutanolo. I risultati dello studio sono stati pubblicati dalla rivista Applied and Environmental Microbiology. Maggiori informazioni sono disponibili ai seguenti indirizzi: http://www.ornl.gov/ornlhome/print/press_release_print.cfm?ReleaseNumber=mr20110307-00 [Top]
Sfide della biologia sintetica e dell’ingegneria metabolica nelle nuove tecnologie di produzione dei biocombustibili
Ramon Gonzalez e i suoi colleghi della Rice University (Stati Uniti) hanno studiato il ruolo dell’ingegneria metabolica e della biologia sintetica per facilitare le tecnologie di produzione di alcol biocombustibili (ad esempio etanolo e butanolo). I progressi nella biologia sintetica, nell’ingegneria metabolica e nella biologia dei sistemi hanno portato a poter sfruttare microorganismi che producono biocombustibili attraverso nuove vie metaboliche che reindirizzano il carbonio nei prodotti desiderati. Alcune delle nuove vie che sono state riconsiderate sono : (1) l’espressione delle vie cataboliche del pentosio nei ceppi tradizionali Saccharomyces cerevisiae e Zymomonas mobilis per la fermentazione di etanolo (le linee selvatiche non hanno generalmente la capacità di metabolizzare i pentosi, ma solo gli esosi) ,(2) la conversione degli zuccheri da biomassa lignocellulosica in butanolo (il butanolo è considerato un ‘biocombustibile avanzato’ con migliori proprietà di combustione rispetto all’etanolo), (3) la conversione degli zuccheri in biocombustibile avanzato (in particolare quelli che sono simili agli idrocarburi). (4) il co-metabolismo efficiente di miscele di zuccheri (ad esempio utilizzazione simultanea, non sequenziale di misture di zucchero in biomassa pretrattata/saccarificata), e (5) la conversione di materie prime ricche di glicerolo in biocombustibili (il glicerolo è un sottoprodotto della produzione di biodiesel). I ricercatori hanno scoperto "temi ricorrenti" relativi a (1) strategie per l’espressione di geni eterologhi, (2) selezione evolutiva e (3) ingegneria metabolica "reverse". I progressi nelle scienze "omiche" hanno portato nuova conoscenza "dimostrando i cambiamenti cellulari associati a nuovi fenotipi e indirizzando la costruzione di microorganismi efficienti per la produzione di biocombustibili". Maggiori informazioni sono disponibili al seguente indirizzo: http://www.springerlink.com/content/7291u76045753371/ [Top]
Un gruppo di ricercatori giapponesi e coreani hanno studiato il pretrattamento alcalino a basse temperature (LTA) dei residui di sorgo dolce. Il pretrattamento è la prima fase del processo di produzione di cellulosa da biomassa lignocellulosica, dove la frazione di lignina della biomassa viene rimossa per portare alla luce la frazione di carboidrato (cellulosa, emicellulosa). Questa viene poi convertita per fermentazione da zuccheri semplici in etanolo. Sono stati utilizzati i residui di mutanti bm (Brown Midrib - BMR) di sorgo dolce; questa varietà presenta una ridotta quantità di lignina e un’alta assimilabilità delle fibre come lnsilato. Rispetto ai procedimenti di trattamento ad alte temperature, il pretrattamento alcalino a basse temperature risulta consumare meno energie e migliora il rapporto di conversione da cellulosa in etanolo. Sono state sottoposte a test le seguenti condizioni LTA: (1) concentrazioni di sodio idrossido da 0,5 M a 5M, (2) rapporti solido/liquido del 5%, 10% e 15%, (3) temperature di 25oC e 50oC, e (4) tempi di pretrattamento da mezz’ora a 24 ore. I risultati mostrano che "i residui pretrattati avevano una digestibilità enzimatica decisamente migliorata, con una resa della saccarificazione del glucano in 24 ore di circa il 98% (utilizzando cellulosa disponibile in commercio e beta-glucosidasi). Si pensa che la disgregazione della matrice carboidrati lignina dei residui di sorgo dolce sia un fattore di miglioramento della digeribilità. I mutanti BMR (ad esempio a bassa lignina) si sono inoltre mostrati più sensibili al pretrattamento rispetto ai mutanti non BMR. I risultati dello studio sono stati pubblicati dalla rivista Bioresource Technology. Maggiori informazioni sono disponibili al seguente indirizzo: http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6V24-520J96R-2&_user=9570260&_coverDate=04%2F30%2F2011&_rdoc=30&_fmt=high&_orig=browse&_origin=browse&_zone=rslt_list_item&_srch=doc-info(%23toc%235692%232011%23998979992%232922769%23FLA%23display%23Volume)&_cdi=5692&_sort=d&_docanchor=&_ct=55&_acct=C000061230&_version=1&_urlVersion=0&_userid=9570260&md5=a03b5ef649ade179f54368a98ae9ce5b&searchtype=a [Top]
La pirolisi è un processo termochimico per la conversione della biomassa in biocombustibili. La biomassa è generalmente scaldata ad alte temperature in assenza di aria. A seconda delle condizioni operative, i prodotti che derivano sono in forma di combustibile gassoso, una miscela di idrocarburi liquidi, un combustibile solido, o una combinazione dei tre. In molti processi di pirolisi della biomassa, l’obiettivo sono spesso i biocombustibili liquidi. Nella pirolisi assistita con microonde, il riscaldamento si ottiene con tecnologia a microonde e questo risulta avere alcuni vantaggi: "riscaldamento interno uniforme di un’ampia quantità di particelle di biomassa, facilità di controllo e meno ceneri nel bio olio (grazie all’eliminazione della fluidizzazione/agitazione)." Anche se sono stati fatti diversi studi sulla pirolisi di molti tipi di biomassa lignocellulosica per biocombustibili liquidi, poco è stato fatto in relazione alle microalghe. I ricercatori dell’Università del Minnesota (USA), della Nanchang University (Cina) e della Fuzhou University (Cina) hanno studiato la produzione di bio olio da pirolisi di microalghe assistita da microonde, Chlorella sp. Con una potenza di microonde di 750 watt, sono riusciti a ottenere una resa massima di bio olio del 28,6%. Basato su determinate proprietà fisico-chimiche, il bio olio da microalghe presenta una qualità migliore rispetto al bio olio lignocellulosico. Circa il 22,18% dell’olio è stato identificato come "idrocarburi alifatici, idrocarburi aromatici, fenoli, acidi grassi a catena lunga e composti azotati, tra cui idrocarburi alifatici e aromatici”. I risultati dello studio sono stati pubblicati dalla rivista Bioresource Technology. Maggior informazioni sono disponibili al seguente indirizzo: http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6V24-520TJMV-T&_user=9570260&_coverDate=04%2F30%2F2011&_rdoc=43&_fmt=high&_orig=browse&_origin=browse&_zone=rslt_list_item&_srch=doc-info(%23toc%235692%232011%23998979992%232922769%23FLA%23display%23Volume)&_cdi=5692&_sort=d&_docanchor=&_ct=55&_acct=C000061230&_version=1&_urlVersion=0& [Top]
Alcuni ricercatori statunitensi e cinesi (Michigan State University, Lucigen Corporation, e Ji Lin Rorgoo Renewable Energy Development Company) sono riusciti con successo a utilizzare le emicellulasi ausiliarie costituite principalmente da enzimi di cellulosa per aumentare le rese di zucchero nel processo di saccarificazione del mais pretrattato tramite AFEX (Ammonia Fiber Explosion). Le emicellulasi sono enzimi che catalizzano la conversione (a volte chiamata saccarificazione) delle emicellulose presenti nella biomassa vegetale negli zuccheri a cinque atomi di carbonio (o pentosi) che le compongono. Le cellulasi d’altra parte catalizzano la saccarificazione delle cellulose nei loro zuccheri a 6 atomi di carbonio (o esosi). Entrambi gli zuccheri sono poi fermentati in etanolo. Secondo i ricercatori, il pretrattamento AFEX della biomassa vegetale lignocellulosica "scinde i complessi lignina-carboidrati senza estrarre fisicamente l’emicellulosa o la lignina in flussi di processo separati; quindi, l’idrolisi efficiente della biomassa trattata con AFEX per ottenere rese di glucosio e xilosio necessita l’aggiunta alle cellulasi di emicellulasi e altri enzimi accessori". I risultati mostrano che integrare 'le cellulasi fungine’ con enzimi emicellulasici ausiliari nel 'cocktail di enzimi’ ha migliorato in modo sinergico la saccarificazione del mais pretrattato con AFEX. Rese più elevate di glucosio e xilosio (80% e 70% rispettivamente) sono state ottenute con carichi moderati di enzimi, rispetto agli enzimi disponibili in commercio. I risultati completi dello studio sono pubblicati sulla rivista Biotechnology for Biofuels. L’articolo è accessibile all’indirizzo: http://www.biotechnologyforbiofuels.com/content/4/1/5 http://www.biotechnologyforbiofuels.com/content/pdf/1754-6834-4-5.pdf |
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