비 식품 작물에서 에너지 및 산업 재료의 지속 가능한 생산은 재생 불가능한 화석 연료 매장량에 대한 우리의 의존도를 실질적으로 줄일 수 있습니다.
j atropha curcas 오일이 풍부한 씨앗 (30-48%), 쉬운 전파 시스템, 광범위한 기후 및 토양 조건에 대한 높은 적응성이있는 유망한 비 식품 작물입니다. 이러한 속성으로 인해 저렴한 바이오 디젤 생산을위한 Jatropha의 홍보와 기후 변화, 에너지 위기 및 농촌 소득 제공에 대한 해결책의 일부로
.그러나 2010 년에는 대체 에너지 자원으로 Jatropha를 사용하는 것이 한계 및 저 영양소 환경에서 농장에 대해 기록 된 일관되지 않은 수율 패턴으로 인해 의문을 제기했습니다. 일관되지 않은 수율은 대규모 자트로파 재배에 필요한 최적의 농업 관행 및 영양소 요구 사항에 대한 정보가 부족한 것으로 나타났습니다. 자트로파 농장의 생산성이 낮은 종자 품질과 양의 변화, 남성 대 여성 꽃 비율이 높고 비동기 개화, 종자 독성 및 다양한 생물 및 비 생물 적 스트레스에 대한 취약성
우리의 논문은 식물-미묘한 상호 작용, 유전자 자원 및 생명 공학 도구에 대한 현재 지식을 활용하는 생물학적 측면에서 자트로파의 한계를 다루는 최근 연구에 대한 분석을보고합니다.
한계 및 저 영양소 토양은 일반적으로 바이오 에너지 작물 생산을위한 선호되는 장소입니다. 토지 이용을위한 식품 작물과의 경쟁을 피하면서 해당 토지를 되 찾을 수 있습니다. 그러나 토양 환경이 열악한 농장은 수익성있는 수확량을 보장 할 수 없으며 농작물을 경제적으로 실현시키기 위해서는 토양 강화가 필수적입니다.
바이오 오 베틸화기 (아르 비스 균 균근 곰팡이, 내피 곰팡이 및 식물 성장 rhizobacteria) 및 생명 경력화물 (hymenopteran egg parasitoids : trissolcus basalis , PSIXSTRIATICEPS 및 GRYON SP 및 BATTERIA :BACILLUS SP)는 토양 비옥도를 풍부하게하고 생물 및 비 생물 적 스트레스에 대한 보호를 제공하는 유망한 결과를 보여 주었으며, 입력 비용, 개선 된 환경 안전 및 목표-특이성의 추가 이점이 있습니다. 유용한 미생물과의 숙주 상호 작용의 분자 기반을 조사하면 꾸준한 친환경적이고 지속 가능한 자트로파 농장의 확립을 더욱 쉽게 할 수 있습니다.
종자 수율을 높이기위한 또 다른 접근법은 특히 꽃이 많은 꽃 비율을 증가시키기위한 꽃차례 구조의 조작입니다. 성별 차별화 전에 미숙 한 꽃이 핌에 대한 지베 렐린, 사이토 키닌 및 티디아 즈론과 같은 식물 성장 조절제의 분무는 암컷 꽃 수의 상당한 하이킹을 보여 주었다. 그러나 대규모 농장에 스프레이는 노동 집약적이며 성공은 날씨 의존적입니다.
유전체학 및 전 사체의 최근 발전은 식물 성장 조절제 생합성 경로의 조작 또는 발달 생물학 수준에서 성별 차별화를 담당하는 주요 성별 관련 유전자의 조작을 통해 Jatropha에서 암컷 꽃 수를 증가시키기위한 선택을 확장합니다. 또한, 꿀벌에 의한 교차 수분에서 과일 세트를 최적화하기 위해 자트로파 농장에서 적절한 수분 서비스를 확립하면 종자 수율을 더욱 증가시킬 수 있습니다. 꿀벌의 여러 종 (난쟁이 꿀벌, 거대한 꿀벌, 유럽 꿀벌, 쏘는 벌, 멕시코 작은 eusocial stingless bee)이 jatropha의 효율적인 수분 조절제로 기록되었습니다.
식물 분자 생물학 및 생명 공학의 현재 상태는 자트로파 개선을위한 흥미로운 기회를 제공합니다. 꽃 발달 및 스트레스 반응성 유전자에 대한 정보와 마찬가지로 전체 게놈 서열이 Jatropha에 이용 가능합니다. 실험실 규모에서 유전자 변형 Jatropha 라인의 긍정적 인 결과로 효율적인 식물 형질 전환 시스템이보고되었다. 이들은 함께 높은 수율 잠재력을 생물 및 비 생물 적 스트레스에 대한 내성과 결합하는 엘리트 자트로파 품종 엔지니어링에 대한 좋은 전망을 제공합니다. 초기 연구에 따르면 과발현과 유전자 침묵 방법은이 작물의 다양한 한계를 해결할 수 있습니다. 그러나 유전자 변형 작물의 성장은 여전히 여러 국가에서 대중의 수용 문제에 직면 해 있기 때문에 DSRNA의 직접적인 적용 및 부위 특이 적 뉴 클레아 제에 의한 유전자 편집에 의한 유전자 침묵과 같은 대안 적 접근법도 탐색해야합니다.
부산물을 경제적으로 활용하면 자트로파 농장의 경제적 가치를 더욱 도울 수 있습니다. 오일 추출 후 남은 종자 케이크는 높은 수준의 단백질 (45.3–58.6%)과식이 섬유 (5-5.5%)를 가지며 총 에너지 값은 19-48%입니다. 자트로파 종자 케이크를 음식 또는 동물 사료 또는 비료로 사용하기위한 주요 장벽은 포르 볼 에스테르 및 커크인과 같은 독소의 존재이며, 예컨대 피트 산, 탄닌 및 사포닌과 같은 항 약화 화합물입니다. 몇몇 곰팡이 및 박테리아 균주는 자트로파 시드 케이크의 해독에 대한 유망한 결과를 보여 주었다 :효모 ( 칸디다 파종 ), 굴 버섯 ( pleurotus ostreatus ), 박테리아
한계 토양에서 사용하기위한 위탁 에너지 작물로 자트로파를 발전시키기위한 우수한 전망이 있습니다. 특히 최상의 성장 관행과 생명 아유가 열악한 토양과 높은 생산성에 맞게 개발 된 엘리트 품종과 함께 사용되는 경우. 일부 법에서 유전자 변형으로 조절되지 않는 정확한 게놈 편집 기술의 출현은 작물 돌연변이 유발에 대한 새로운 표적 접근법이 자트로파에서도 사용될 수 있기 때문에 효과적이었다. 이상적으로, 기존 번식 프로그램의 엘리트 라인을 사용한 통합 접근법은 를 통해 생성 된 엔지니어링 라인으로 보완되고 교차합니다 생명 공학 도구는 작물 개선을 신속하게 할 수 있습니다. 종합하면 생물학적 정보와 생명 공학적 접근 방식은 Jatropha의 생산성 격차를 해소하는 데 도움이 될 수 있습니다.
이러한 결과는 제목의 기사에 설명되어 있습니다. L. :최근 저널 재생 가능 및 지속 가능한 에너지 리뷰에 발표 된 새로운 통찰력과 도전 . 이 연구는 Purabi Mazumdar, Pooja Singh 및 말라야 대학교의 Jennifer Ann Harikrishna 교수와 Subramanian Babu 교수와 Vit University의 Ramamoorthy Siva 교수에 의해 수행되었습니다.
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