木质纤维素生物质(例如构树)因其成本效益和可再生性而有望成为可持续材料生产。然而，由于木质素结构复杂、成分多样，优化木质素成分仍然具有挑战性，影响所得多孔碳材料的效率和质量。

解决这些挑战需要进一步探索可以改善木质素组成的基因改造，充分发挥木质纤维素生物质在高价值工业应用方面的潜力。

济南大学和中国科学院的研究人员最近在《园艺研究》上发表的一项研究调查了 CRISPR/Cas9 介导的 F5H 基因突变对构树木质纤维素基多孔碳吸附能力的影响。

本研究重点对构树的 F5H 基因进行基因改造，以增强其木质素成分，并提高所得多孔碳的吸附能力。研究人员创建了过表达 (OE) 和敲除 (KO) 系，从而产生了具有不同木质素结构的转基因植物。

与对照品和 OE 线相比，KO 线的微孔增加，吸附能力显著提高。具体而言，KO2 线的愈创木基 (G) 单元增加了 3.3 倍，并且表面积在所有样品中最高，因此对甲基橙的吸附性能优异。

这些结果凸显了 CRISPR/Cas9 技术优化木质素组成的潜力，为先进材料的应用铺平了道路，并提高了木质纤维素生物质的效用。

首席研究员之一 Chunxiang Fu 博士强调：“我们的研究结果强调了基因工程在改进木质素成分以用于先进材料应用方面的巨大潜力。通过利用 CRISPR/Cas9 技术，我们可以定制木质纤维素生物质的特性，为可持续和高性能材料开辟新途径。”

研究结果证明了利用 CRISPR/Cas9 介导的基因改造来增强木质纤维素生物质衍生材料的可行性。这种方法不仅提高了多孔碳的吸附能力，还为从其他木本植物开发高价值生物产品奠定了基础，有可能彻底改变生物工程和材料科学领域。