植物信號(hào)分子調(diào)控劑：COR冠菌素（冠菌素的作用機(jī)理）  分享

冠菌素（COR）是一種新型的植物生長調(diào)節(jié)劑，它是茉莉酸（JA）的結(jié)構(gòu)類似物，是全球第一個(gè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的茉莉酸類分子信號(hào)調(diào)控劑。冠菌素信號(hào)分子參與植物生長發(fā)育眾多生理過程的調(diào)控。在低溫種子萌發(fā)、作物抗逆抗病增產(chǎn)、促進(jìn)轉(zhuǎn)色增糖以及脫葉、生物除草等方面有寬廣的應(yīng)用前景。

冠菌素（COR）的發(fā)現(xiàn)

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

1976年Ichihara發(fā)現(xiàn)，雜草發(fā)黃枯萎是由一種微生物導(dǎo)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(dǎo)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(jié)構(gòu)式。

冠菌素（COR）在我國的發(fā)展

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

據(jù)悉，2020年12月，成都新朝陽作物科學(xué)股份有限公司提交的98%冠菌素原藥、0.006%冠菌素水劑通過農(nóng)業(yè)部審批受理。這意味著冠菌素即將獲得登記。

左：新朝陽生物技術(shù)研究院，右：新朝陽生測(cè)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，增產(chǎn)

茉莉酸類化合物在植物響應(yīng)生物與非生物脅迫的反應(yīng)中扮演著重要角色，在植物的防御過程中起著調(diào)控全局的作用。

研究表明，冠菌素信號(hào)分子參與植物生長發(fā)育眾多生理過程的調(diào)控，尤其是作為環(huán)境信號(hào)分子能有效地誘導(dǎo)植物對(duì)病原菌、食草動(dòng)物及非生物脅迫等的防御反應(yīng)，促進(jìn)一系列防御基因的表達(dá)和防御反應(yīng)化學(xué)物質(zhì)的合成，并調(diào)節(jié)植物的“免疫”和“應(yīng)激”反應(yīng)。

2，提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)（轉(zhuǎn)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)。冠菌素通過誘導(dǎo)植物基因表現(xiàn)，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)，冠菌素通過提高作物光合速率，提高植物內(nèi)部蛋白質(zhì)、氨基酸、糖類等物質(zhì)的積累，進(jìn)而提高作物品質(zhì)和產(chǎn)量?？蓮V泛應(yīng)用于作物轉(zhuǎn)色、增糖、增加風(fēng)味物質(zhì)，提升農(nóng)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(nóng)業(yè)機(jī)械化收獲等方面具有廣泛的市場(chǎng)應(yīng)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(duì)環(huán)境和農(nóng)產(chǎn)品更安全，廣泛適用于有機(jī)和綠色農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，對(duì)保障農(nóng)業(yè)綠色生產(chǎn)及實(shí)現(xiàn)我國“雙減”目標(biāo)具有深遠(yuǎn)意義。

冠菌素（COR）在作物上的應(yīng)用研究

1，大豆

大豆對(duì)光溫敏感，尤其在出苗期對(duì)低溫的敏感性不但制約了大豆在高緯度地區(qū)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(kuò)大和產(chǎn)量的提升。大豆產(chǎn)量與我國的食品安全問題緊密相關(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(duì)于我國大豆種植以及國際大豆貿(mào)易有著深遠(yuǎn)的影響，可作為我國食品安全戰(zhàn)略儲(chǔ)備技術(shù)以應(yīng)對(duì)全球貿(mào)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(duì)糧食造成的減產(chǎn)愈發(fā)嚴(yán)重，如：干熱風(fēng)，嚴(yán)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(duì)含水量，促進(jìn)可溶性蛋白的合成，提高細(xì)胞的滲透調(diào)節(jié)能力，在一定程度上緩解高溫對(duì)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(jù)中國農(nóng)業(yè)大學(xué)作物化學(xué)控制研究中心的研究結(jié)果顯示，冠菌素處理玉米能顯著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均增加。

研究表明，冠菌素處理玉米顯著降低了玉米株高，增加了穗下節(jié)間的最大直徑，增強(qiáng)了節(jié)間抗折斷力，從而增強(qiáng)了玉米莖稈的抗倒伏性能；同時(shí)冠菌素處理玉米顯著縮短了穗下節(jié)間長度，降低了穗位高，增加了穗上節(jié)間長度，拉開了穗上部葉片的間距，減小了單株葉面積，縮短了營養(yǎng)和水分向地上部運(yùn)輸?shù)木嚯x，增加了運(yùn)輸橫截面積，促進(jìn)了產(chǎn)量的增加，并使得群體內(nèi)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(shù)、穗粒數(shù)和千粒重，降低禿尖長度。

4，棉花

研究表明，冠菌素對(duì)棉花有增產(chǎn)作用，可增強(qiáng)棉花對(duì)病害的抗逆性，促進(jìn)棉花生長，莖稈強(qiáng)壯，促使棉花提前成熟，從而達(dá)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(jī)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(yīng)用價(jià)值。

 5 ，葡萄/蘋果/柑橘/番茄等

據(jù)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(nèi)脯氨酸等物質(zhì)的積累，可顯著提高作物在萌芽期對(duì)低溫的抵抗能力，減輕低溫寒潮造成的損失。在作物轉(zhuǎn)色期使用冠菌素，可提高作物光合速率，提高植物內(nèi)部蛋白質(zhì)、氨基酸、糖類、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(zhuǎn)色快、糖度高、果粉好、上市早

轉(zhuǎn)色快、早市上、口感好

科技創(chuàng)新 驅(qū)動(dòng)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展

冠菌素（COR）是具有我國完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重大農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新成果，通過對(duì)冠菌素生理功能的研究，其在低溫種子萌發(fā)、作物抗逆抗病抗蟲增產(chǎn)、促進(jìn)轉(zhuǎn)色增糖以及脫葉、生物除草等方面有廣泛的應(yīng)用潛力，以及廣闊的工業(yè)與農(nóng)業(yè)應(yīng)用前景。同時(shí)，冠菌素作為生物發(fā)酵產(chǎn)品，使用后無殘留，對(duì)環(huán)境和農(nóng)產(chǎn)品更安全，廣泛適用于有機(jī)和綠色農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，對(duì)保障農(nóng)業(yè)綠色生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)我國“雙減”目標(biāo)具有深遠(yuǎn)意義。冠菌素的產(chǎn)品開發(fā)代表著對(duì)植物生理調(diào)控研究的新篇章。

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