Tác động của stress hạn hán lên sự sinh trưởng và chất lượng của miscanthus cho sản xuất biofuel

Miscanthus có tiềm năng cao trong việc làm nguyên liệu sinh khối cho sản xuất biofuel. Khả năng chịu hạn là một mục tiêu nhân giống quan trọng trong miscanthus vì thiếu nước là một loại stress abiotic phổ biến và việc tưới tiêu cho cây trồng trong hầu hết các trường hợp là không kinh tế. Hạn hán không chỉ làm giảm nghiêm trọng sản lượng sinh khối, mà còn ảnh hưởng đến chất lượng sinh khối cho sản xuất biofuel, vì việc định hình lại thành tế bào là một phản ứng phổ biến của cây đối với các stress abiotic. Chất lượng và trọng lượng cây của 50 kiểu gen miscanthus khác nhau đã được đánh giá trong điều kiện kiểm soát và điều kiện hạn hán (28 ngày không có nước) trong một thí nghiệm trong nhà kính. Tổng thể, điều trị hạn hán đã giảm trọng lượng cây khoảng 45%. Khả năng chịu hạn - như được định nghĩa bởi khả năng duy trì trọng lượng cây - đã thay đổi rộng rãi giữa các kiểu gen miscanthus được thử nghiệm, dao động từ 30% đến 110%. Thành phần sinh khối bị thay đổi đáng kể do stress hạn hán, với sự giảm mạnh trong thành tế bào và hàm lượng cellulose, cùng với sự tăng đáng kể trong polysaccharide hemicellulose. Stress chỉ có ảnh hưởng nhỏ đến hàm lượng lignin. Độ cứng cấu trúc của thành tế bào cũng bị ảnh hưởng bởi điều kiện hạn hán; tỷ lệ chuyển đổi cellulose cao hơn đáng kể đã được quan sát thấy trong việc đường hóa enzym của các mẫu đã bị xử lý hạn so với các mẫu kiểm soát. Cả thành phần của thành tế bào và mức độ dẻo của thành tế bào dưới điều kiện hạn cũng đã thay đổi rộng rãi giữa tất cả các kiểu gen, nhưng chỉ có mối tương quan yếu được tìm thấy với mức độ chịu hạn, cho thấy sự kiểm soát di truyền độc lập. Khả năng chịu hạn cao và chất lượng sinh khối có thể được phát triển đồng thời. Độ biến đổi genotyp rộng rãi cho hầu hết các đặc điểm trong nguồn gen miscanthus đã được đánh giá cung cấp nhiều cơ hội cho việc nhân giống các giống có khả năng chịu hạn có thể sản xuất năng suất lớn của sinh khối chất lượng cao trong điều kiện thiếu nước. Độ phân hủy cao hơn của các mẫu đã bị xử lý hạn làm cho miscanthus trở thành một loại cây thú vị cho việc sản xuất biofuel thế hệ thứ hai trên các loại đất khó khăn.