一提到糖,,現(xiàn)代人往往首先想到的是過多攝入所導(dǎo)致的肥胖等各種健康問題,。而談到疫苗,人們恐怕也不會想到植物也可以“打”疫苗,。
從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和植物保護工作多年的陜西省蒲城縣植保站站長周天倉也沒想到利用生物技術(shù)可以把“糖”制成“疫苗”,,而且?guī)椭r(nóng)戶們的寶貝酥梨挺過了倒春寒。
這種“讓作物吃的糖”叫做“糖鏈植物疫苗”,。在植保生物技術(shù)產(chǎn)品各類“兵刃”當(dāng)中,,它是新鍛造的一把利器,正在農(nóng)作物抗逆抗病等方面漸露鋒芒,。
嬌美酥梨挺過倒春寒
酥梨盛產(chǎn)于陜西省蒲城縣,,其果大形美、果面金黃,、皮薄肉白,。品相好的酥梨,那肥碩嬌美的樣子就好像唐朝美人楊玉環(huán),。不僅如此,,其酥脆味甜、多汁爽口的特點也使蒲城酥梨不僅暢銷國內(nèi),,還受到了澳大利亞等海外食客的歡迎,。
可是與養(yǎng)尊處優(yōu)的楊玉環(huán)時常露出“妃子笑”不同,酥梨曾一度苦于有損“容顏”的凍斑,。
據(jù)周天倉向《中國科學(xué)報》記者介紹,,每年3月底4月初是酥梨開花結(jié)果的關(guān)鍵時期,而這個時候往往會遇到倒春寒,,嚴(yán)重影響產(chǎn)量和品質(zhì)的同時,,果實表面還會留下凍斑,。
在2007年,蒲城地區(qū)酥梨受凍害影響最為嚴(yán)重,。4月2日晚上最低氣溫突然降到-4℃,,將正值盛花期的梨花凍僵在樹上。
2008年,,蒲城縣植保站在做防凍藥劑篩選實驗中發(fā)現(xiàn)殼寡糖防凍效果最好,。2009年開始進行小規(guī)模應(yīng)用示范,結(jié)果發(fā)現(xiàn),,示范園中果樹平均單花坐果1.75個,,而對照園中坐果數(shù)僅為0.16個。
實驗顯示,,殼寡糖不僅能夠防凍,,而且在生長期噴2~3次,可使酥梨提前3~5天成熟,,還能改善品質(zhì),。農(nóng)民在看到示范效果后,開始使用糖鏈植物疫苗,。
黨睦鎮(zhèn)孝通村2010年在1400畝梨樹上噴灑殼寡糖,,酥梨提前成熟,客商爭相搶購,,每斤比一般的梨高出0.2元,。
最早使用殼寡糖的蔣順喜家的果園被農(nóng)業(yè)部確定為酥梨標(biāo)準(zhǔn)化示范園。該村在2011年被確定為陜西省出口澳大利亞酥梨生產(chǎn)基地,。
植物免疫由來已久
殼寡糖是各類糖鏈植物疫苗中的典型品種,,而糖鏈植物疫苗是何方神圣?植物也可以像人和動物一樣擁有自己的疫苗嗎,?
其實,,在糖鏈植物疫苗的概念被提出來之前,人類已經(jīng)在實際生產(chǎn)中使用糖類物質(zhì),。
多年來,,法國等國家沿海地區(qū)的農(nóng)民將海帶粉末、蝦蟹殼粉末施用于田間,,會起到增加產(chǎn)量,、防治病害的效果。后經(jīng)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn),,這是因為海帶中含有β-1-3葡聚糖,蝦蟹殼中含有幾丁聚糖,、殼聚糖,。這些物質(zhì)起到了“疫苗”的作用,。
長期從事糖鏈植物疫苗研發(fā)的中國生物工程學(xué)會糖工程專業(yè)委員會副主任委員、中科院大連化學(xué)物理研究所研究員杜昱光對《中國科學(xué)報》記者表示,,與動物不同,,在遭到外界侵染時植物無法通過移動來進行躲避,所以自身免疫系統(tǒng)在植物應(yīng)對病蟲害過程中有重要作用,。
從事植物保護研究的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),,植物在長期演化過程中,不但逐步獲得了適應(yīng)不良環(huán)境的能力,,而且還進化出了各種機制以抵抗病原菌的侵入,。
對于植物免疫概念的提出,中國工程院院士,、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所研究員郭予元表示:“長期和大量的實驗證明,,植物中也存在著與動物類似的免疫系統(tǒng),植物免疫系統(tǒng)的存在使得通過調(diào)節(jié)此系統(tǒng)防治病害成為現(xiàn)實,。”
相對于植物免疫學(xué),,糖生物學(xué)的產(chǎn)生要更晚一些,雖然勞動者對于糖的利用由來已久,,但真正對糖類物質(zhì)產(chǎn)生重視,,將其作為一門獨立學(xué)科來研究則僅從20世紀(jì)70~80年代開始,杜昱光說,。
據(jù)中國科學(xué)院院士,,中國科學(xué)院微生物研究所研究員張樹政介紹:“國內(nèi)外研究者發(fā)現(xiàn)殼寡糖等糖類物質(zhì)對植物具有抗病抗逆作用,后續(xù)的系列研究證明這些糖是通過調(diào)節(jié)植物自身免疫力實現(xiàn)功能的,。”
糖鏈疫苗 一苗多用
與作物防病的傳統(tǒng)原理不同,,糖鏈制劑并不直接作用于病菌,而是激發(fā)和提高作物自身的抵抗力,,因此被稱為“疫苗”,。
研究人員發(fā)現(xiàn),糖鏈植物疫苗具有生物農(nóng)藥,、生物肥料和抗逆劑的作用,,甚至還可作為飼料添加劑。
海南省海洋生物農(nóng)藥工程技術(shù)研究中心主任,、海南正業(yè)中農(nóng)高科股份有限公司技術(shù)總監(jiān)張善學(xué)長期從事農(nóng)藥,、肥料的研發(fā)和應(yīng)用推廣,熟悉各類農(nóng)用產(chǎn)品,,相對于其他品種,,他發(fā)現(xiàn),糖鏈植物疫苗在抗病抗逆方面很有優(yōu)勢。