農達生化(huà)合作案例
news center聯係(xì)農達生(shēng)化
S-誘抗素(Abscisic Acid,簡稱ABA)是一種植物激(jī)素,又叫(jiào)脫落酸(suān),因最初認為能促進(jìn)植(zhí)物葉片脫落而得名(míng),其在植物的多個發育階段都有(yǒu)作用,除促使葉子脫落外尚有其他作用,如抑製生長、促進休眠、促進(jìn)馬鈴薯塊莖形成(chéng)以及植物(wù)抗逆等。
實際上ABA在促進葉片脫落方麵隻在少部分植物中發現,ABA介導的信號傳導途徑在植物抵抗環境(jìng)脅迫和病原菌侵染時發揮著重要作(zuò)用,有關其在植(zhí)物體內(nèi)的合成(chéng)途徑已有大量研究。ABA在某些植物病原真菌中也能合成,但與植物體內的合成途徑不同,目前生產上已成功規模化利用灰葡萄孢黴發酵生產純度較高的ABA產品,並(bìng)被廣泛應用於農業生產、抗災減災、生態植(zhí)被建設、植樹(shù)造林、城(chéng)市園林綠化等領域。
一(yī)、S-誘(yòu)抗(kàng)素的產(chǎn)品概況
S-誘抗素的定義與作用
脫落(luò)酸是一種具有15碳的(de)倍半萜烯化合物。天(tiān)然存在的脫落酸是一個對映結構體,特別是右旋化合物(S) –ABA,(R) -ABA的生理活(huó)性在多數(shù)情況下(xià)與(S) –ABA相同。1961年科學家(jiā)從成熟棉鈴裏分離出一種能使(shǐ)外植體切除葉片後的葉柄脫落加速的物質結晶,稱為“脫落素ǀ”鑒定其化(huà)學結構。1963年(nián)美國科(kē)學家從棉鈴中(zhōng)提純了一種物質能顯著促進棉苗外植(zhí)體葉柄脫(tuō)落,稱為脫落素ǁ。英國科學家也從短日照條件下的(de)槭(qì)樹葉片提純一種物質,能控製落葉樹木的休眠,稱為休眠素。1965年證實,脫落素ǁ和休眠素為同一種(zhǒng)物質,統(tǒng)一命名為脫落酸。1967年,第六屆國際植物生長物質會議上將(jiāng)ABA統一定名(míng)為脫落酸。2001年,全國農 藥標準化技術委員會將天然脫落酸通用名定為S-誘抗素。在(zài)農業生產中,ABA主要用於啟動植物(wù)體本身對逆境的抵抗或適應(yīng)機製,如提高植物的亢旱、抗寒、抗病和抗鹽堿能力(lì)。
S-誘抗素的物理化學性質
S-誘抗素分子式為C15H12O4,相(xiàng)對分子量為264.3,化學結構結構式(圖1),CAS: 14375-45-2。純品(pǐn)為白色結晶粉末;熔點:160~162℃;水中溶(róng)解度3~5g/L (20℃),難溶於石油醚與苯,易溶於甲(jiǎ)醇、乙醇、丙酮(tóng)、乙酸乙(yǐ)酯與(yǔ)三氯甲烷(wán);S-誘抗素在黑暗條件下的穩定性較好,但對(duì)光敏(mǐn)感,屬強光分(fèn)解化合物。
S-誘抗素的作用機理
S-誘抗素(sù)廣泛存在於植物體內,與赤黴素、生(shēng)長素、細胞(bāo)分裂 素、乙(yǐ)烯一起構成5大植物內源激素。可廣泛 應用於水稻、蔬菜、花卉、草坪(píng)、棉花(huā)、中草藥、果樹等作物,提高作物在低溫、幹旱、春寒、鹽漬(zì)、病蟲(chóng)害等不良生長環境中(zhōng)的生長勢及(jí)其結實率和品質,提高中低產田的單產(chǎn)產量,減少化學農藥用量。有研究表明,在幹旱、高鹽或低溫等逆境(jìng)脅迫條件下,可能存在的機製是:逆(nì)境脅迫條件促使植物體(tǐ)內(nèi)ABA的積累,誘導ABA響應(yīng)元件基因表達,從而產生對逆境抗性(xìng)。
①S-誘抗素與幹旱脅迫:幹旱是農業生產中(zhōng)常見的自然災害之(zhī)一,對農業生產的危害及其嚴重(chóng),在很多缺水地區是(shì)限(xiàn)製農業發展的瓶頸。在(zài)突然幹旱脅迫下,通過施用S-誘(yòu)抗素能啟動葉片(piàn)細胞質膜上的細胞傳導,誘導葉麵氣孔不均(jun1)勻關閉,減少植物體內水分蒸騰散失,提高植物的保水能力和對幹旱的(de)耐受性。
②S-誘抗素與低溫脅(xié)迫:溫(wēn)度是限製植物生(shēng)長的主要因素之一,對植物的生長發育(yù)具有重要的作用,溫度過(guò)低,會影響(xiǎng)植(zhí)物的生長,低於生物學溫度甚至會造成植物的死亡。低溫脅迫(pò)下,通(tōng)過施用S-誘抗素,可啟動細胞抗冷基因,誘導植(zhí)物產生抗寒蛋白質。一般而言,抗寒性強的植物品種,其內源(yuán)S-誘抗素含量就(jiù)高。
③S-誘抗素與病害(hài)脅迫:病蟲害的發生是植物生長階段(duàn)不可(kě)避免的,病害脅迫下,S- 誘抗素誘(yòu)導植物葉片細胞PIN基因活化而產生蛋白質酶抑製物(黃酮類、醌類等),阻礙病原(yuán)菌(jun1)進一(yī)步侵害,避免受害或減輕植物的受害程度。
④S-誘抗(kàng)素與鹽脅迫:在土壤(rǎng)鹽潰脅迫下(xià),S-誘抗素可誘導植物滲透調節物質脯氨酸大量積(jī)累,維持細胞膜結構的穩定(dìng)性,提高保護性酶的活性。降低單位幹物質重量Na+含量,提髙羧化酶活性,增強植株的耐鹽能力。
⑤S-誘抗(kàng)素與藥害肥害脅迫:在藥害肥害脅迫下,調(diào)節植物內源激素的平衡,停止進一步吸收,有效解除藥害肥害(hài)的不良影響。提高花青素合作與積累,促進作物著色和早熟。
S-誘(yòu)抗素的應用功能
植物的“生(shēng)長平衡因子” 促根壯根,促進毛(máo)細根生長;促長壯苗,提高產(chǎn)量;促萌保花,提高坐(zuò)果率;促進果實著色(sè),提(tí)早采收, 提高品質;增強養分吸收,提高肥料利用率; 複配增效,減輕果(guǒ)實畸形、空(kōng)洞、裂果(guǒ)等常見藥(yào)物負(fù)作用。
植物的“抗(kàng)逆誘導因子” 誘導作物抗病,提高抗病能(néng)力;提高作物抗逆境(抗寒、 抗旱、抗澇(lào)、抗鹽堿等(děng))能力;緩解、減輕作(zuò)物藥害。
綠色(sè)環保產品 S-誘抗素是所有綠色植物均含有的純天然產物,主要通過微生物發酵獲得,對人畜無毒害(hài)、無(wú)刺激(jī)性。是一種(zhǒng)新型高效、天然綠色植物生長活性物質,具(jù)有廣闊應用前景。
二、S-誘抗素行(háng)業發展現狀
S-誘抗素(sù)登記概況
截止2017年5月,國(guó)內已有7家企業取得19個S -誘(yòu)抗素產品登記(jì)證,取得原藥登記4個,取得製劑登記15個(表1)。
S-誘抗素的應用範圍(wéi)
目(mù)前我國登記S-誘抗素製劑產品15個,主(zhǔ)要應(yīng)用於從水稻、小麥大(dà)宗糧(liáng)食作物,到葡萄、番茄、柑橘、煙草、花生、棉花等蔬菜、果樹及油料作(zuò)物,在調節生長、促進生(shēng)根、促進著色方麵起到很重要(yào)的作用(圖2)。
產(chǎn)業現狀
國內取得原藥登記的4家企業中,四川龍癖福生科(kē)技有限責任(rèn)公(gōng)司於2001年建成首條液體發酵工藝原藥生產線,2005年取得原藥登記證後開始(shǐ)試生產。其後,四川國光(guāng)農(nóng)化股份有限(xiàn)公司、四川(chuān)科瑞森生物工程有限公司(sī)、江西新瑞豐(fēng)生化有限公司相繼登記並投產,並且生產(chǎn)成本不斷下降,促進了(le)產品(pǐn)的推廣應用。
目(mù)前,國際上僅(jǐn)中國、美國、日本等國家具有ABA發酵生產能力,原藥生產廠家較少(shǎo)。美國Valent Biosesciences公司主要從中國進口原藥用於加工製劑,並在多個國家取得登記,主要應用於葡萄產區,促進著色、提高品(pǐn)質,隨著應用麵積的(de)擴大和開(kāi)發新的應用(yòng)途徑。日本關於S-誘抗素(sù)的研究開發較早,技術也比較成熟,目前主要在優質葡(pú)萄和高產水稻應用。
三、未來發展展望
國(guó)內市場預測
國內市場(chǎng)上,S-誘抗素在東北三省水稻開發較早(zǎo),應用技術成熟,主要用來浸種提高發芽率、苗期促生(shēng)根、穗期提高結實率。有研(yán)究顯(xiǎn):S-誘抗素可提高水稻單產15%,產品(pǐn)得到普遍認(rèn)可。以東北三省水稻種(zhǒng)植麵積440萬公頃,按每公頃用量(liàng)15g計,2016年用量5噸(dūn),應用麵積7. 5%,預計未來五年增長3倍以上,需求量15噸以上。S-誘(yòu)抗素(sù)在葡萄等(děng)果樹上的推廣麵積逐(zhú)年增加,呈快速上升趨勢。
國際市場(chǎng)預測
國際市場上,S-誘抗素主要應用於葡萄(táo)種(zhǒng)植,促進著色和提高品(pǐn)質。2015年,國際葡萄與葡萄酒組織(OIV)統計數據顯示,全球葡萄園種植總麵積(jī)穩定在755.4萬(wàn)公頃,比上年略增0.8萬公頃。目前,S-誘抗劑(jì)應用推廣較好的國家主要有阿根廷、智利和南(nán)非。隨著應用技術的成熟,產品得到普遍認可,尤其是歐(ōu)洲市場(chǎng)拓展後,預計未來(lái)五年國際市場將呈現爆發式增長。
隨著國(guó)內國際(jì)市場需求量(liàng)的不斷增加,以及特色(sè)農作物多元化發展(zhǎn)的變化,S-誘抗素(sù)在農業應用上有(yǒu)更大的發展空間。目前從登記產品類型來看,以水劑、可溶粉劑、可溶粒劑為主,作用方式也僅有噴霧、浸種、灌根三(sān)種。從企業生產(chǎn)能力看,7家農藥生產企業的能力需要不斷提升,技術服務(wù)要跟蹤到位(wèi)。針對使用技(jì)術要求較(jiào)高的原則,在安全性評價標準(zhǔn)、科學合理施藥技術規範規程等需要不(bú)斷完善,更好地推動產業發展。(文章來源:公益植(zhí)保)
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