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什么是“超敏蛋白”?
“超敏蛋白(Harpin)”是一種新型、安全、高效的“新概念”植物免疫誘抗劑。它是一種來源于微生物的天然蛋白,區(qū)別于傳統(tǒng)農(nóng)藥、肥料、殺菌劑的作用機制,它基于細胞信號轉導途徑,從轉變傳統(tǒng)作用機制著手,作為植物細胞外的一類神奇的特種細胞外信號,它能夠通過植物受體(主要是植株葉片受體)的信號傳導,激活植物細胞內(nèi)的信號物質,誘導植物自身多條信號通道的基因高效表達,激發(fā)和提升植物共有功能機制和潛能(生長發(fā)育、系統(tǒng)抗性、自我修復、營養(yǎng)輸送)的高效表達。而又主要體現(xiàn)在提高植株自身的病害防御能力和生長能力,能在促進作物產(chǎn)量和質量提高的同時,大量減少農(nóng)藥、殺菌劑和肥料的施用量。
“超敏蛋白”是集植物生長調節(jié)劑、生物農(nóng)藥和生物肥料為一體的多功效產(chǎn)品。其作用機制不直接殺滅或抑制病原生物生長,而是通過誘導植物自身固有的防御系統(tǒng)和生長發(fā)育系統(tǒng)的超水平表達實現(xiàn)功效, 可以大大增強作物對病毒、細菌、真菌以及部分蟲害和多類型不良環(huán)境危害的防御能力,特別能顯著增強作對蚜蟲、紅蜘蛛、螨蟲、線蟲、介殼蟲等的趨避作用和抗性;能大幅度減輕或消除因病毒、細菌、真菌以及蟲害和多類型不良環(huán)境對作物造成的危害。
何為植物系統(tǒng)抗性?
植物在與病原體作斗爭的長期過程中,形成了復雜的自我防衛(wèi)系統(tǒng)(self-defense system),在分子生物學中,所有的植物都含有抗真菌、細菌和病毒的潛在基因,但其抗性基因所表達的速度和數(shù)量與環(huán)境與基因及其產(chǎn)物活性的影響都有著極大的關聯(lián)。植物一旦受到病害的侵襲,就會通過各種代謝途徑形成與抵抗病原有關的物質,產(chǎn)生不同程度的抗性,這就是植物系統(tǒng)抗性。這個過程可以簡單概括為:病原感染植物后,在植物體內(nèi)產(chǎn)生一種適于長距離傳輸?shù)男盘柗肿樱撔盘柗肿訌闹参锏牟≡腥静课唤?jīng)韌皮部轉移到其它非感染部位,繼而誘導自我防衛(wèi)基因的表達,其表達產(chǎn)物再直接或間接殺死病原物,抑制病原物生長。
“超敏蛋白”的生理生化機制
植物受病原物侵染時,侵染部位“氧化激增”,局部細胞主動程序化死亡,產(chǎn)生過敏反應,繼而引起一系列的防衛(wèi)性變化,產(chǎn)生對病原菌侵染的系統(tǒng)獲得抗性。“超敏蛋白”誘導產(chǎn)生的抗病信號由內(nèi)源信號分子SA、JA、Et和NO完成,經(jīng)過一系列的基因表達,植物體內(nèi)會產(chǎn)生大量的酶催化活動,產(chǎn)生一系列相應生理生化指標的防衛(wèi)化反應,催化一些誘導型抗病物質的合成,這些相關的抗病物質主要有植物保衛(wèi)素、酚類、木質素、HRGP等。植物對病原物侵入的生理生化反應是通過酶催化活動實現(xiàn)的,與植物抗病相關的酶主要有苯丙氨酸解氨酶、B—l,3一葡聚糖酶、4一香豆酸輔酶A聯(lián)結酶、多酚氧化酶、幾丁質酶、過氧化物酶、過氧化氫酶、抗壞血酸過氧化物酶、超氧化物歧化酶和一氧化氮合成酶等。這些酶的催化也可以使植物營養(yǎng)吸收能力和生長發(fā)育能力大大提升,因此,誘導植物生長發(fā)育從而實現(xiàn)高產(chǎn)也是“超敏蛋白”的主要功能。
“超敏蛋白”技術在我國的引進與發(fā)展
2013年,四川海博氏生物科技有限公司將以色列著名農(nóng)業(yè)生物科研機構“Galilee-Green(嘉利利-綠色)實驗室所新研發(fā)的“超敏HhrpEcc蛋白技術”引入中國。而全世界在這一領域僅有兩項原創(chuàng)性發(fā)明專利技術在植保工程中成功應用(一項為美國 Eden 伊甸生命科技公司所擁有的“Messenger” ,一項為以色列 “Galilee-Green(嘉利利-綠色)實驗室所擁有的“HhrpEcc蛋白”)。公司在成功引入該技術后,至今已完成了12個hrp基因的國際注冊(GenBank),構建了多個相關hrp基因的融合表達,目前已獲得4項發(fā)明專利和6項實用新型專利授權。采用該技術所生產(chǎn)的“超敏HhrpEcc蛋白”產(chǎn)品能從根本上增強植物免疫能力,使植物主動抵御病害,大幅減少農(nóng)藥和肥料使用量,在改善農(nóng)業(yè)污染的同時,大幅提高農(nóng)產(chǎn)品的品質和產(chǎn)量。在以色列“Galilee-Green(嘉利利-綠色)實驗室”過去近6年數(shù)十萬畝作物的田間試驗中證明:“超敏HhrpEcc蛋白”可以誘導90多種作物主動抵抗由病毒、細菌、真菌等病原物所造成莖腐、霜霉、花葉、棗瘋、葉枯、黑腐、白粉、紅粉、灰霉、蔓枯、炭腐、銹病、疫病等70余種病害及20多種蟲害的浸染,對病蟲害的防治效果為40%~80%,并且可以使作物增產(chǎn)10-75%,在實際使用中高可減少50%的肥料、農(nóng)藥、殺菌劑用量。
2013年至今,“超敏HhrpEcc蛋白”技術已在以色列、美國、瑞士、德國、西班牙以及我國四川、陜西、新疆、云南等地區(qū)數(shù)百萬畝的土豆、葡萄、葉菜、柑橘、棉花、番茄、辣椒、黃瓜、大豆、玉米、水稻等糧食和經(jīng)濟類作物市場成功應用。“超敏HhrpEcc蛋白”技術的合作進一步實現(xiàn)了以色列尖端農(nóng)業(yè)生物技術及產(chǎn)品的引進、消化與吸收,對我國今后植物免疫蛋白類生物制劑的研發(fā)具有很大的促進作用,為我國糧食和作物安全增產(chǎn)以及現(xiàn)代生物技術在農(nóng)業(yè)領域的研發(fā)、應用與生產(chǎn)水平的提高做出了一定貢獻。
現(xiàn)代化實驗室
“超敏蛋白”六大作用
1、可以誘導90多種作物對70余種病害及20多種蟲害的抗性,提升對病蟲害的防治效果40%~80%。
2、從內(nèi)在激發(fā)和促進作物生長發(fā)育,顯著提高產(chǎn)量和改善質量,普遍提升農(nóng)產(chǎn)品品質,特別是提高農(nóng)產(chǎn)品干物質產(chǎn)量,并且可以使作物增產(chǎn)10-75%。
3、高減少50%的農(nóng)藥施用量和肥料施用量,同時不影響作物產(chǎn)量和質量的提高。
4、從內(nèi)在誘導作物抗病、抗蟲和抗不良環(huán)境,大大增強作物對病毒、細菌、真菌以及部分蟲害和多類型不良環(huán)境危害的防御能力;特別能顯著增強作物對蚜蟲、紅蜘蛛、螨蟲、線蟲、介殼蟲等的趨避作用和抗性;大幅度減輕或消除因病毒、細菌、真菌以及部分蟲害和多類型不良環(huán)境對作物造成的危害。
5、從內(nèi)在激發(fā)作物對病害、蟲害和多類型不良環(huán)境造成的危害產(chǎn)生強大的修復能力,特別是用于作物的災后恢復,能較快的促使作物再生、恢復生長發(fā)育能力,大大減少災害造成的損失。
6、集植物生長調節(jié)劑、生物農(nóng)藥和生物肥料為一體,作用機制獨特,功效廣泛。
“超敏蛋白”五大特點
1、天然無毒,不進入植物體內(nèi),極易分解無殘留,對人畜無害,對不具有致病性的非標靶物無影響,不會殺傷害蟲的天敵和其他有益菌,對環(huán)境友好,綠色安全無公害。
2、功效廣泛,除誘導植物產(chǎn)生強大的抗病性之外,還可以同時促進植物生長發(fā)育、自我修復、營養(yǎng)吸收和輸送,實現(xiàn)高質高產(chǎn)。
3、不改變病原生物結構,長期或多次使用也不產(chǎn)生抗藥性,使用的量和效果穩(wěn)定。
4、由內(nèi)在誘導產(chǎn)生的抗病性具有廣譜特性,并可遺傳給后代,可抵抗由真菌、細菌、病毒等病原物所造成的70余種病害侵染。
5、通過誘導植物自身固有防御系統(tǒng)的超水平表達實現(xiàn)功效,作用機制復雜,能使植物整體協(xié)調產(chǎn)生系統(tǒng)的防御功能,從而從根本上抑制病原菌的侵染。