烟草作物新舞台——高效低碳生物炼制
近日，中国农业科学院烟草研究所烟草功能基因组创新团队王倩课题组与中国科学院青岛生物能源与过程研究所张海波、韩国科学技术院Sang Yup Lee两团队合作，创新性地发现，烟草可作为高效低碳的能源作物，生产高附加值化学品，助力生物炼制的可持续发展。相关研究成果发表在《创新（The Innovation）》（IF=33.2）上。
图1 烟叶作为能源植物应用的优势
烟草是全球重要的经济作物和农产品，也是我国农村经济的重要支柱之一。本研究在深入分析烤后烟叶成分基础上，发现烟叶加水灭菌后即可获得营养全面且丰富、生物相容性强的液体，后者可直接作为培养基用于原核和真核生物的培养，生成具有高附加值的生物基燃料及化学品。本研究进一步以烟叶和玉米秸秆作为底物生产生物乙醇，通过对比“烟叶乙醇”和“秸秆乙醇”的生命周期碳排放及耗能，对烟叶作为生物质能源的环境效益进行评估。结果表明，烟叶加水后直接灭菌作为微生物发酵培养基，显著降低了碳排放量和能耗，优化了生物炼制的路线，为生物能源利用的碳负排放的实现奠定基础。
烟草是一种抗逆性强、耐盐碱、生物量大的大田作物，蛋白质和糖分含量很高，代谢通路丰富。与其他作物相比，烟草对不同生态环境的适应性更广，适应力更强。它可以耐受含盐量约千分之九的土壤环境，能在中、重度盐碱地上完成生活史，是具备突出的盐渍土利用潜力的能源植物。因此，结合本研究成果，在盐碱地等边际土壤上种植烟草，收获烟叶用于生物炼制，响应了习近平总书记提出的“开展盐碱地综合利用”和“碳达峰碳中和”的战略。同时，该进展也为烟叶生产和加工过程中产生的烟草来源废弃物处理提供了新思路，有助于烟草的多功能利用和生物质能源的挖掘开发。
该研究得到了中国农业科学院科技创新工程、国家自然基金面上项目、山东省自然科学基金等项目的资助。