壳寡糖生物农药的功能及施用方法.doc

壳寡糖生物农药的功能及施用方法壳寡糖植物疫苗（生物农药）的研制属中国科学院“九五”重点、农业部“948”计划项目。是在中国科学院大连化学物理研究所糖生物学与糖工程课题组多年研究基础之上，以来源丰富的海洋生物资源为原料，通过糖生物学及寡糖工程技术，研制开发的对粮食作物、经济作物、蔬菜、水果、花卉等具有提高免疫力、增强抗病虫性和调节生长发育、改善品质、增产增收功能的绿色产品。壳寡糖（oligochitosan）是由2-10个氨基葡萄糖以-1，4-糖苷键连接而成，它对植物的调控作用不同于传统的生物农药和化学农药，不但可以提高植物的抗逆性（包括抗病性、抗寒和抗旱性等），同时还可以促进作物的生长，提高作物的品质。田间试验结果表明壳寡糖植物疫苗对小麦赤霉病、棉花黄萎病、大豆花叶病等多种植物病害具有明显的防治效果。此外对其它水果、蔬菜及花卉等病害也具有明显的防效和促生长作用，同时可提高产量13%-30%。如壳寡糖植物疫苗可显著提高苹果、梨的抗寒性及坐果率（与对照比可提高10倍）。保叶率达80%左右。壳寡糖与杀菌剂混用，可以大幅度降低杀菌剂的用量（最高降低化学农药用量的90%），防治作物病害及提高产量效果明显。壳寡糖植物疫苗因其独特的作用机理已经成为一类全新的绿色生态农药。目前该项研究已达国内领先，其中中科3号（凯得）、中科6号（好普）制备应用技术达到国外先进水平。并且获得了农业部2%氨基寡糖素水剂（好普）LS 20001432和2.8%葡聚寡糖素水剂(凯得)LS 20001533两个寡聚糖农药临时登记证书。壳寡糖植物疫苗的作用特点：1 环境相容性好（即对非靶标生物的毒性低，影响小，在环境中易分解，无残留影响，对环境和生态平衡无不良影响）；2 超高效（用量很少，1克粉剂/亩,使用浓度为5-50ppm）；3 安全性好（即仅对靶标有害生物有抑制作用，对非靶标生物具有高度安全性）；4、避免抗药性（通过激活植物系统获得性抗（SAR）反应，机理独特）；5作用广泛（促进植物生长，广谱抑菌，对24种作物上36种病害有抗病作用）壳寡糖植物疫苗的作用功效1促进种子萌发壳寡糖对作物的种子萌发有促进作用，壳寡糖处理黑麦草种子以后，其发芽指数和活力指数分别比对照提高了3264、6047。其促进作用与促进种子胚乳-淀粉酶活性相关。2.促进根系生长使用壳寡糖后，植物根部发达，毛根、须根增多。这不仅有利于植物地上部分的生长，而且还可以提高作物对干旱、低温、早霜等一些短期不良环境因子的忍受和忍耐力，还可增强对包括线虫在内的土传病害的抵抗力。3.促进茎叶、果实生长 使用壳寡糖后，可增强植物的光合作用，提高其光合速率和效率。如壳寡糖溶液处理提高了黑麦草幼苗的叶绿素、可溶性蛋白的含量。因此植物普遍表现茎节粗壮，叶片肥大，色泽鲜亮，长势旺盛，植物健壮。使用壳寡糖后，茄果类蔬菜和果树的坐果率普遍提高，单果增大增重。4. 加快植物生长发育，改善品质，增产增收壳寡糖处理可以加快植物生长发育进程，促进作物提前开花和成熟。壳寡糖处理黄瓜植株，当黄瓜幼苗长至34片真叶时，喷洒于叶面上，每隔一周喷洒一次，重复三次。处理过的植株长势明显好于空白对照品，果实采收期可比空白对照提前35 d，产量也明显高于对照。经壳寡糖处理后的油菜增产幅度在4.33%-9.67%。5.诱导抗病性 壳寡糖植物疫苗对多种植物病害有明显的防效（见下表）。壳寡糖防治植物病害作用谱（24种作物，36种病害）植物实验地点病毒名称病毒属性防治效果（%）病毒病真菌病细菌病经济作物烟草辽宁、云南、陕西、吉林花叶病、马铃薯Y病毒病76.49-87.5三七云南病毒病90以上郁金香江苏、北京霜霉病84.24-88.66胡椒广东、海南花叶病73.54-81.36蔬菜番茄陕西、江苏、天津、辽宁、云南、浙江、黑龙江、海南早、晚疫病、病毒病、青枯病84.47-88.24黄瓜吉林、福建、北京、辽宁、陕西、江苏、四川霜霉病78.96-82.65辣椒山东、海南、湖北、甘肃、江西、湖南、辽宁、陕西、江苏、重庆病毒病、枯萎病、炭疽病、疫病78.58-90茄子海南病毒病93.18-100大白菜辽宁、北京、海南软腐病78.62-85莴笋四川霜霉病45.8-62.3冬瓜广东枯萎病84.81-95.7花菜湖北黑腐病63.6-64.2青瓜高州枯萎病45.5-57.6豇豆广州病毒病31.13-58.8瓜果木瓜海南花叶病70-96西瓜广东、陕西、山东蔓枯病、枯萎病、病毒病81.71-85.40甜瓜辽宁白粉病71.43-86.26香蕉广东束顶病83.8-94.6苹果陕西、广东花叶病、黑心病76.68-93.85粮食作物大豆黑龙江、辽宁病毒病75.1-100棉花陕西、辽宁黄萎病85.5-87.27玉米辽宁、广东丝黑穗病、大、小斑病23.9-45.35水稻浙江稻瘟病71.41-92.0花生山东病毒病23.9-26.56广谱抑菌壳寡糖对真菌、细菌等微生物的生长具有抑制作用。可以抑制多种植物病原菌的生长。壳寡糖对炭疽病菌，多种镰刀菌，以及多种纹枯病菌和菌核病菌有很好的抑菌活性。壳寡糖不但可以抑制病原真菌菌丝的生长，对真菌孢子的萌发也有很好的抑制作用，在0.4g L-1的浓度下可以完全抑制黄瓜霜霉病菌和小麦条锈病菌孢子的萌发。壳寡糖植物疫苗的独特作用机理壳寡糖能有效的防治作物病害，主要通过两个途径起作用，一是壳寡糖可以抑制植物病原菌生长，减弱病原物的侵染能力。二是壳寡糖与植物细胞上的受体结合，激发抗性信号分子产生如NO、H2O2、Ca2+、茉莉酸等，经过信号转导，激发抗性基因表达，产生抗性物质如植物抗毒素、几丁质酶、苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、-1.3葡聚糖酶等，从而达到防治病害的目的。壳寡糖促进植物生长主要是由于诱导了生长素（IAA）的合成，生长素信号传入植物体内起生长调节作用，激活植物多种生长发育基因表达，合成利于植物生长的生物活性物质，最终促进了植物的生长发育。壳寡糖植物疫苗作用模式图病原菌细胞核果胶酶葡寡糖几丁寡糖壳寡糖寡聚半乳糖醛酸植物细胞植保素病程相关蛋白葡聚糖酶chitinase活性氧木质素，胼胝质壳寡糖防治各种植物病害的机理研究作物病害参考文献豌豆镰刀疫霉Hadwiger et al., Plant Physiol. 1980水稻纹枯病胡健等，江苏农业研究. 2000西红柿线虫Vasyukova et al., Applied Biochem. Microbiol. 2001土豆土豆病毒病Chirkov et al., Russian J. of Plant Physiol., 2001黄瓜黄瓜白粉病Ben-Shalom et al., Crop Protection 22 (2003)胡萝卜菌核病Molloy et al., Postharvest Biol.Tech. 2004葡萄白粉病 Trotel-Aziz et al., European J. Plant Pathol. 2006水稻水稻稻瘟病 Rodriguez et al., Pest. Biochem. Physiol. 2007小麦 小麦根腐病 Burkhanova et al., Russian J. of Plant Physiol., 2007烟草烟草黑胫病菌 Falcon et al., World J Microbiol Biotechnol，2007壳寡糖植物疫苗施用方法 作用方式：浸种（促进种子的发芽； 实现农作物的正常成长； 提高植物的自我