电竞比分网-中国电竞赛事及体育赛事平台

分享

殼寡糖——植物免疫領(lǐng)域的王者

 海底叢林 2022-06-15 發(fā)布于河南

      近年來,由于化學農(nóng)藥與肥料的持續(xù)過量使用,導致耐藥性、土壤板結(jié)、農(nóng)藥殘留、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量下降等問題的進一步加劇,不可持續(xù)發(fā)展。隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和中國中產(chǎn)階級的崛起,消費習慣已經(jīng)發(fā)生改變,消費者對于農(nóng)產(chǎn)品安全與品質(zhì)的需求加強,倒逼種植業(yè)由產(chǎn)量經(jīng)濟向質(zhì)量經(jīng)濟轉(zhuǎn)型發(fā)展,優(yōu)質(zhì)優(yōu)價。




Image


新形勢下,如何開發(fā)更綠色、更高效的農(nóng)資產(chǎn)品,如何為種植基地提供更佳的作物解決方案,已成為每個優(yōu)秀的農(nóng)資企業(yè)贏得市場的關(guān)鍵,因為,本質(zhì)上,優(yōu)質(zhì)的農(nóng)產(chǎn)品離不開優(yōu)質(zhì)的農(nóng)資投入品,真正好的產(chǎn)品才能把企業(yè)帶到更遠的地方。

原料和配方,是開發(fā)優(yōu)質(zhì)的農(nóng)藥肥料產(chǎn)品兩個關(guān)鍵要素。就特肥而言,除了基本的大中微量元素,功能性添加劑的選擇和使用是核心。目前市場上此類產(chǎn)品也較多,2019年以前,DA-6、復硝酚鈉、萘乙酸等激素類植物生長調(diào)節(jié)劑的用量較大,添加激素的肥料產(chǎn)品可以快速見效,但由于激素的過量使用,對農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)和人體健康造成了一定影響。因此,2019年,我國發(fā)布了《肥料中植物生長調(diào)節(jié)劑的測定 高效液相色譜法》的國家標準,在此標準和《農(nóng)藥管理條例》的指導下,只要肥料中添加激素類植物生長調(diào)節(jié)劑,一旦檢出,視為經(jīng)營假農(nóng)藥。在這樣的背景下,殼寡糖、褐藻寡糖、聚谷氨酸、免疫蛋白等生物刺激素迎來了市場的春天。

殼寡糖,作為一種在市場上推廣了近二十年的產(chǎn)品,作用機理明確,應用經(jīng)驗豐富,但仍然有很多人對這個產(chǎn)品的理解不夠深刻。譬如,殼寡糖的功能怎么定位?在應用過程中,需要注意哪些問題?既然殼寡糖被登記為生物農(nóng)藥,能不能在肥料中使用?筆者希望通過本文,就以上幾個行業(yè)內(nèi)普遍關(guān)心的問題進行一次簡要分析。

Image

談到殼寡糖,不得不提植物免疫。為什么殼寡糖是植物免疫領(lǐng)域的王者?殼寡糖如何激活植物的先天性免疫系統(tǒng)?實際上,這是自然界里真菌與植物數(shù)億年進化的結(jié)果。不同于動物,當植物遭遇病原菌或害蟲的攻擊時,植物不能跑,但植物可以分泌幾丁質(zhì)水解酶,降解病原菌或害蟲細胞壁的主要組成成分---幾丁質(zhì)或殼聚糖,降解產(chǎn)物就是殼寡糖。隨后,殼寡糖會被位于植物細胞膜表面的特異性受體蛋白結(jié)合,就像抗體和抗原的結(jié)合一樣,進而激活植物的先天性免疫系統(tǒng)(Pattern triggered immunity,PTI),啟動一系列的免疫防御反應,應對來自外界的攻擊或逆境脅迫。

 

殼寡糖不是萬金油產(chǎn)品,其功能應該怎么定位?

誘導抗寒  近年來,低溫凍害在我國屢有發(fā)生,特別是南方的冬季蔬菜區(qū)和北方的春季果樹區(qū),輕則延緩生長,影響坐花坐果和農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量,重則導致顆粒無收,甚至作物的死亡。如果在倒春寒發(fā)生前一個星期內(nèi)提前使用殼寡糖,可以通過提高植物體內(nèi)不飽和脂肪酸的合成與積累,極大程度上緩解低溫對于農(nóng)作物的傷害。筆者認為,誘導抗寒是殼寡糖最為重要的一個功能。

Image

抑線生根  有數(shù)據(jù)表明,線蟲已成為影響我國農(nóng)業(yè)種植的第二大病害。殼寡糖可以誘導植物分泌幾丁質(zhì)水解酶,分解線蟲卵細胞壁中的主要成分---幾丁質(zhì),進而抑制線蟲的增殖。佛山盈輝公司經(jīng)過多年的摸索,開發(fā)了一款針對線蟲的千萬級單品---藍利根砂,其活性成分就是殼寡糖+噻唑膦,其中,殼寡糖的功能包括:1)間接抑線;2)快速生根;3)緩解噻唑膦的藥害并增效。此外,殼寡糖與抑線生根型微生物菌肥產(chǎn)品的搭配使用,效果也不錯。生根方面,殼寡糖的主要特點是促進須根的生成,其原理是誘導提高植物體內(nèi)內(nèi)源生長激素的合成與運輸,有數(shù)據(jù)表明,利用殼寡糖處理后的植物,其植物體內(nèi)吲哚乙酸等生長激素的含量會快速增加,并在8~10個小時內(nèi)可以達到未用殼寡糖組的6~8倍。

誘導抗病  雖然殼寡糖在誘導抗真菌病害和細菌病害方面也有不錯的表現(xiàn),但其在誘導抗病毒病方面的效果更為突出。殼寡糖作用到植物上,可以快速啟動水楊酸信號通路,誘導提高多個防御基因的上調(diào)表達,分泌大量的防御相關(guān)蛋白和次生代謝產(chǎn)物,對付來自外界的病菌。病毒病發(fā)生前一個星期內(nèi)使用殼寡糖,可以有效預防病毒病的發(fā)生,防效可以達到80%以上;病毒病發(fā)生后使用殼寡糖,可以有效抑制病毒在植物體內(nèi)的擴散。

殼寡糖在應用過程中需要注意哪些問題?



筆者從事殼寡糖方面的工作將近20年,在此過程中遇到了很多問題,譬如,批次間的產(chǎn)品不穩(wěn)定的問題,有時效果好,有時效果不好,與其它產(chǎn)品混配過程中產(chǎn)生絮凝沉淀,影響噴霧和滴灌的使用。筆者認為,這些問題本質(zhì)上都是由于聚合度的控制不佳造成的,當殼寡糖的聚合度過大時,水溶性較差,當聚合度較小時,活性較差。此外,使用殼寡糖的企業(yè)往往不具備較為全面的質(zhì)檢技術(shù),譬如針對聚合度檢測的液相色譜分析技術(shù),無法甄別殼寡糖的好壞。針對這一問題,一個有效的解決方案就是選擇與有技術(shù)背景的品牌企業(yè)進行合作,一方面可以得到優(yōu)質(zhì)的原料,另一方面可以得到更專業(yè)的使用技術(shù)上的服務(wù)。
 

殼寡糖到底是藥還是肥?


殼寡糖,最早被農(nóng)業(yè)部登記為殺菌劑,名稱是氨基寡糖素,隨著人們對其理解的加深,農(nóng)業(yè)部將其修正為植物誘抗劑。到目前為止,國內(nèi)共有77個與氨基寡糖素相關(guān)的農(nóng)藥登記證,約20年的市場推廣經(jīng)驗,也孕育了很多千萬級的單品,包括海南正業(yè)的海島素(5%氨基寡糖素)、北京中保綠農(nóng)的阿泰靈(3%氨基寡糖素+3%極細鏈格孢激活蛋白)和佛山盈輝的藍利根砂(1%氨基寡糖素+5%噻唑膦)等。

農(nóng)業(yè)部在2017年底發(fā)布了一個關(guān)于殼聚糖的行業(yè)標準---NY/T 3175-2017《水溶肥料 殼聚糖含量的測定》,標準中規(guī)定了殼聚糖含量的測定方法,該方法與農(nóng)業(yè)部2016年發(fā)布的NY/T 2889.1-2016關(guān)于氨基寡糖素的含量測定方法一致,都是將樣品完全降解為單糖后,利用液相色譜定量檢測單糖的含量。

Image

另外,在我國生物刺激劑聯(lián)盟的組織和中國科學院科研單位的支持下,2018年發(fā)布了第一個關(guān)于殼寡糖的團體標準《生物刺激素 甲殼寡聚糖》,將分子量低于6000的殼寡糖和甲殼低聚糖統(tǒng)一命名為甲殼寡聚糖,該團標規(guī)定了原粉中甲殼寡聚糖的含量不能低于80%,單糖的含量不能高于1%,此外還規(guī)定了水不溶物、pH值范圍、重金屬含量等。筆者認為,該標準的出臺對于規(guī)范殼寡糖市場向良性方向發(fā)展有一定的幫助。
綜上,不管殼寡糖叫什么名字,隨著農(nóng)資市場的逐步規(guī)范和農(nóng)產(chǎn)品消費市場的變化,在近二十年的基礎(chǔ)研究和應用研究的加持下,它終將成為新型肥料添加劑領(lǐng)域一顆最閃亮的明星。
作者:趙勇  中科榮耀(蘇州)生物科技有限公司  中科院過程工程研究所  國家生化工程技術(shù)研究中心(北京)

    本站是提供個人知識管理的網(wǎng)絡(luò)存儲空間,所有內(nèi)容均由用戶發(fā)布,不代表本站觀點。請注意甄別內(nèi)容中的聯(lián)系方式、誘導購買等信息,謹防詐騙。如發(fā)現(xiàn)有害或侵權(quán)內(nèi)容,請點擊一鍵舉報。
    轉(zhuǎn)藏 分享 獻花(0

    0條評論

    發(fā)表

    請遵守用戶 評論公約

    類似文章 更多