植物信號分子調控劑：COR冠菌素（冠菌素的作用機理）  分享

冠菌素（COR）是一種新型的植物生長(cháng)調節劑，它是茉莉酸（JA）的結構類(lèi)似物，是全球第一個(gè)實(shí)現產(chǎn)業(yè)化的茉莉酸類(lèi)分子信號調控劑。冠菌素信號分子參與植物生長(cháng)發(fā)育眾多生理過(guò)程的調控。在低溫種子萌發(fā)、作物抗逆抗病增產(chǎn)、促進(jìn)轉色增糖以及脫葉、生物除草等方面有寬廣的應用前景。

冠菌素（COR）的發(fā)現

1971年Ichihara發(fā)現雜草經(jīng)常發(fā)生黃化枯萎。

1976年Ichihara發(fā)現，雜草發(fā)黃枯萎是由一種微生物導致的，并從這種微生物中提取了一種物質(zhì)命名為“冠菌素”，其是導致雜草黃化的主要物質(zhì)。

1976年9月，Ichihara等利用紫外、紅外、核磁共振技術(shù)，確定了冠菌素的結構式。

冠菌素（COR）在我國的發(fā)展

成都新朝陽(yáng)作物科學(xué)股份有限公司與中國農業(yè)大學(xué)植物生長(cháng)調節劑教育部工程研究中心充分合作，共同開(kāi)發(fā)冠菌素，在國家“863計劃”（國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃）和重點(diǎn)研發(fā)計劃支持下，應用轉座子誘導突變、基因重組等方法構建了高產(chǎn)冠菌素的基因工程菌，比國內外報道的冠菌素產(chǎn)量水平提高5～10倍以上；在成都新朝陽(yáng)作物科學(xué)股份公司建立了世界上第一條冠菌素發(fā)酵生產(chǎn)線(xiàn)；建立了膜過(guò)濾規?；瘽饪s與精制工藝，得到的冠菌素濃縮液，可用于制劑制備；通過(guò)再濃縮工藝可進(jìn)一步制得98%以上的冠菌素純品。

據悉，2020年12月，成都新朝陽(yáng)作物科學(xué)股份有限公司提交的98%冠菌素原藥、0.006%冠菌素水劑通過(guò)農業(yè)部審批受理。這意味著(zhù)冠菌素即將獲得登記。

左：新朝陽(yáng)生物技術(shù)研究院，右：新朝陽(yáng)生測中心

冠菌素（COR）的功能方向研究

1，抗逆（抗寒、抗旱、抗鹽堿、抗高溫）、抗病、抗蟲(chóng)，增產(chǎn)

茉莉酸類(lèi)化合物在植物響應生物與非生物脅迫的反應中扮演著(zhù)重要角色，在植物的防御過(guò)程中起著(zhù)調控全局的作用。

研究表明，冠菌素信號分子參與植物生長(cháng)發(fā)育眾多生理過(guò)程的調控，尤其是作為環(huán)境信號分子能有效地誘導植物對病原菌、食草動(dòng)物及非生物脅迫等的防御反應，促進(jìn)一系列防御基因的表達和防御反應化學(xué)物質(zhì)的合成，并調節植物的“免疫”和“應激”反應。

2，提高農產(chǎn)品品質(zhì)（轉色、增糖）

花青素屬于一種花色素苷(anthocyanin)，而花色素苷是廣泛存在于植物中的水溶性天然色素，是某些植物葉片、果皮以及其他器官主要的呈色物質(zhì)。冠菌素通過(guò)誘導植物基因表現，激活花青素、花色素苷等生物合成通路，提高果皮和果肉中高水平花青素的積聚。

同時(shí)，冠菌素通過(guò)提高作物光合速率，提高植物內部蛋白質(zhì)、氨基酸、糖類(lèi)等物質(zhì)的積累，進(jìn)而提高作物品質(zhì)和產(chǎn)量?？蓮V泛應用于作物轉色、增糖、增加風(fēng)味物質(zhì)，提升農產(chǎn)品品質(zhì)。

3，脫葉和生物除草

已有研究表明，在較高濃度下，冠菌素可以作為脫葉劑使用，主要適用于棉花、辣椒脫葉，在促進(jìn)農業(yè)機械化收獲等方面具有廣泛的市場(chǎng)應用前景。更高濃度下，冠菌素還具有廣譜型除草功能。

作為生物發(fā)酵產(chǎn)品，冠菌素對環(huán)境和農產(chǎn)品更安全，廣泛適用于有機和綠色農業(yè)生產(chǎn)，對保障農業(yè)綠色生產(chǎn)及實(shí)現我國“雙減”目標具有深遠意義。

冠菌素（COR）在作物上的應用研究

1，大豆

大豆對光溫敏感，尤其在出苗期對低溫的敏感性不但制約了大豆在高緯度地區的生產(chǎn)，也影響了南方春毛豆的種植，進(jìn)而限制了我國大豆種植面積的擴大和產(chǎn)量的提升。大豆產(chǎn)量與我國的食品安全問(wèn)題緊密相關(guān)。目前的研究顯示以一定濃度的冠菌素包衣或拌種可以提升大豆低溫條件下的出苗率，在大豆苗期噴施冠菌素可以提高大豆產(chǎn)量，這對于我國大豆種植以及國際大豆貿易有著(zhù)深遠的影響，可作為我國食品安全戰略?xún)浼夹g(shù)以應對全球貿易的沖擊。

冠菌素拌種提高大豆低溫發(fā)芽率，葉面噴霧提高大豆產(chǎn)量

2，小麥、水稻

小麥水稻是我國的主要糧食作物，其產(chǎn)量和品質(zhì)直接關(guān)系到我國的糧食安全。不良天氣對糧食造成的減產(chǎn)愈發(fā)嚴重，如：干熱風(fēng)，嚴重時(shí)造成10%～20%的減產(chǎn)。

研究顯示，高溫干旱脅迫條件下，用冠菌素處理有利于小麥葉片維持較高的相對含水量，促進(jìn)可溶性蛋白的合成，提高細胞的滲透調節能力，在一定程度上緩解高溫對植物的傷害，提升其抗高溫能力。進(jìn)而提高小麥千粒重以及產(chǎn)量。

3，玉米

據中國農業(yè)大學(xué)作物化學(xué)控制研究中心的研究結果顯示，冠菌素處理玉米能顯著(zhù)提高葉片中的可溶性糖和脯氨酸含量。冠菌素處理的玉米幼苗氣孔張開(kāi)程度更大，因而二氧化碳進(jìn)入增加，且充分利用了氣孔吸收的二氧化碳，從而可保持較高的光合作用，合成更多的干物質(zhì)，玉米幼苗莖基部和根長(cháng)均增加。

研究表明，冠菌素處理玉米顯著(zhù)降低了玉米株高，增加了穗下節間的最大直徑，增強了節間抗折斷力，從而增強了玉米莖稈的抗倒伏性能；同時(shí)冠菌素處理玉米顯著(zhù)縮短了穗下節間長(cháng)度，降低了穗位高，增加了穗上節間長(cháng)度，拉開(kāi)了穗上部葉片的間距，減小了單株葉面積，縮短了營(yíng)養和水分向地上部運輸的距離，增加了運輸橫截面積，促進(jìn)了產(chǎn)量的增加，并使得群體內光照充足，為合理密植及防倒伏創(chuàng )造了有利條件。適宜濃度的冠菌素還可增加玉米的穗數、穗粒數和千粒重，降低禿尖長(cháng)度。

4，棉花

研究表明，冠菌素對棉花有增產(chǎn)作用，可增強棉花對病害的抗逆性，促進(jìn)棉花生長(cháng)，莖稈強壯，促使棉花提前成熟，從而達到增產(chǎn)的作用。

低濃度的冠菌素有利于增加棉花的耐鹽能力，而高濃度的冠菌素則能促進(jìn)葉片的脫落，有利于棉花收獲機械化，其使用效果和低成本也將為棉花生產(chǎn)提供廣闊的市場(chǎng)應用價(jià)值。

 5 ，葡萄/蘋(píng)果/柑橘/番茄等

據研究表明冠菌素在作物萌芽期/花期/幼果期使用，可增加新芽體內脯氨酸等物質(zhì)的積累，可顯著(zhù)提高作物在萌芽期對低溫的抵抗能力，減輕低溫寒潮造成的損失。在作物轉色期使用冠菌素，可提高作物光合速率，提高植物內部蛋白質(zhì)、氨基酸、糖類(lèi)、色素等物質(zhì)的積累，進(jìn)而提高作物品質(zhì)和產(chǎn)量。

葡萄使用兩次冠菌素，轉色快、糖度高、果粉好、上市早

轉色快、早市上、口感好

科技創(chuàng )新 驅動(dòng)農業(yè)綠色發(fā)展

冠菌素（COR）是具有我國完全自主知識產(chǎn)權的重大農業(yè)科技創(chuàng )新成果，通過(guò)對冠菌素生理功能的研究，其在低溫種子萌發(fā)、作物抗逆抗病抗蟲(chóng)增產(chǎn)、促進(jìn)轉色增糖以及脫葉、生物除草等方面有廣泛的應用潛力，以及廣闊的工業(yè)與農業(yè)應用前景。同時(shí)，冠菌素作為生物發(fā)酵產(chǎn)品，使用后無(wú)殘留，對環(huán)境和農產(chǎn)品更安全，廣泛適用于有機和綠色農業(yè)生產(chǎn)，對保障農業(yè)綠色生產(chǎn)，實(shí)現我國“雙減”目標具有深遠意義。冠菌素的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)代表著(zhù)對植物生理調控研究的新篇章。

參考文獻：

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