用白蚁造能源 并非天方夜谭

稻草、木材废料等农林业废物中含有大量纤维素，白蚁体内的一种基因能将其高效消化，学者正试图利用这种基因将木质纤维素转化为酒精。

翻开一栋木质的老式建筑的横梁，几只肥硕的白蚁正趴在上面大快朵颐。而不久，这栋年代感十足的建筑，也许就会倾塌在这些白蚁的利嘴之下。

但是，这种在2亿年前的二叠纪就出现的生物，也许不久的将来，能为人类在新能源的探索上帮上大忙。广东省昆虫研究所的研究人员正在进行一项“纤维素乙醇白蚁仿生技术研究”，试图通过复制白蚁的特殊基因，将木质纤维素转化为酒精。而酒精（乙醇）是石油等不可再生资源的最佳替代物，有望在未来成为清洁能源的主力军。

木质纤维素可转化为乙醇

广东省昆虫研究所研究员钟俊鸿告诉记者，木质纤维素是太阳能极为重要的贮存形式。地球上每年光合作用可产生1000多亿吨的植物干物质，其中一半以上是纤维素和半纤维素。另外，人类活动产生的废弃物如农业废物，比如稻草、稻壳、麦秆、玉米芯、棉籽壳、甘蔗渣等；食品加工废物，如果皮、果渣等；木材废物，如木屑、树皮等都含有大量的纤维素。

而我国每年产生木质纤维素生物资源的总量约13.92亿吨。其中，农作物秸秆年产生量约7 亿吨；森林采伐剩余物生物量1.09 亿吨；木材加工产出剩余物约 0.418 亿吨；木材制品抛弃物约 0.60 亿吨；灌木林的生物量约为 1.81 亿吨。但是每年如此多的木质纤维素却被白白地浪费掉了。

目前，我国每年汽车年耗油约8000万吨，只需把每年产生的木质纤维素的一半转化为乙醇，其数量就可以超过我国汽油消费总量的2倍以上。虽然现在利用人工的方法也能制造出酒精，但是由于木质纤维素通常被难以降解的木质素包裹，所以转化效率很低。

白蚁可分解木质纤维素

而这一难题在白蚁面前却不值得一提，钟俊鸿说，就像人以五谷杂粮为食一样，白蚁主要以木质纤维素为食。

白蚁肠道的消化功能比大型食草动物还要高效，它就像一座小型的生物反应器――由研磨器（称为咀嚼组织的下颚和前胃）、反应池（消化道）、酶和微生物区系组成。在白蚁的长期进化过程中，它的消化系统已经演变出一套能够高效降解纤维素的肠道微生物群。在白蚁小小的肠道中，它自身产生的纤维素酶与来自微生物产生的纤维素酶高效配合，成为了消化木质纤维素的利器。在一些热带干旱地区，白蚁能消耗掉超过90%的干木，它就像是森林的清道夫一样，是热带地区木质纤维素的重要降解者。

白蚁能够高效地消化木质纤维素，但是它并不能直接产生出酒精。钟俊鸿说，但是如果将白蚁降解木质素的基因，以及白蚁肠道中微生物降解木质素的基因提取出来，移植到工程菌（采用现代生物工程技术加工出来的新型微生物）上，那么，这些纤维素消化酶就能将木质纤维素降解成单糖，再经生物发酵就能产生乙醇。

找到能力超强白蚁

而目前的重点就是在种类繁多的白蚁中，找到拥有超强“消化”基因的种类，并将这些基因提取出来，通过生物技术增强效能后，再移植到工程菌的身上。钟俊鸿说，为了找到拥有超强消化基因的白蚁，研究室内常年饲养着种类繁多的白蚁，还在室内饲养了100多个白蚁巢，其中有3个巢的年龄已经超过了19岁。此外，研究所还拥有多达3万件白蚁标本。

通过对白蚁进行基因测序，研究人员慢慢找到了白蚁纤维素酶基因性能超强的白蚁种类。研究小组发现，乳白蚁和散白蚁两个属种的白蚁，它们体内白蚁纤维素酶的活性比其他白蚁种类都要出众。

接下来，研究小组开始研究提高白蚁纤维素酶的活性的方法。因为白蚁虽然具有超强的消化木质纤维素的能力，但是在实际应用时，酶的活性越高，产出的效率也越高。经过反复的试验，研究人员找到了提高酶活的窍门――在适当的温度、湿度以及食物的培育下，白蚁纤维素酶的活性会变得更高。而且通过放射线的照射，这些白蚁纤维素酶的活性还能进一步提高。

在克隆技术的帮助下，研究人员将白蚁的基因片段放入工程菌体内，一个个借助白蚁“神力”的工程菌，就可以将酒精制造出来了。

这个设想在不久的将来可能就会实现，今后在清洁燃料汽车中，可能都会使用到这些小小细菌生产的酒精。但是钟俊鸿的研究却不会停止。他告诉记者，白蚁虽然个头很小，但是研究的潜力却非常大。人们虽然找到了白蚁消化木质纤维素的白蚁纤维素酶，也能够将它提取出来，但这也许只是冰山一角。白蚁本身能够消化木质纤维素的基因很可能不止这一种，同时白蚁肠道中的微生物也种类繁多，微生物体内能消化木质纤维素的基因就更不胜枚举。未来，他们研究的重点会放在白蚁和它体内微生物的这一整套的体系上，找到所有参与消化木质纤维的基因。只有将这一整套基因都克隆到工程菌上，综合效果才能达到完美。