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生物刺激素9:微生物代谢产物

时间:2024-05-08 16:56:51 作者:
摘要:茶园生态化建设模式,涵盖茶叶品种、栽培、土壤、生物、植保、肥料等领域。秉承以人类为中心的理性生态伦理学思想,为复兴茶产业而努力。生物刺激素最早于

茶园生态化建设模式,涵盖茶叶品种、栽培、土壤、生物、植保、肥料等领域。秉承以人类为中心的理性生态伦理学思想,为复兴茶产业而努力。

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生物刺激素最早于1974年被西班牙格莱西姆矿业公司提出,当时并没有引起业内关注。1997年,弗吉尼亚理工学院和州立大学的Zhang和Schmidt重新定义生物刺激素:能促进植物生长的微量材料。2012年后,生物刺激素在农业生产中的研发应用愈加广泛,随着世界各国的深入研究及国际相关组织对生物刺激素标准的制定,相信生物刺激素的定义会被不断完善并达成统一标准。

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目前国际上较为认可的是欧盟标准,2019年,在巴塞罗那举办的第四届国际生物刺激素大会上,欧洲生物刺激素工业委员会(EBIC)将其定义为:含有某些物质或微生物,将其用于植物植株或其根际,刺激植物的天然过程(如改善植物的营养吸收、营养利用、非生物胁迫抗性,以及产品质量)的材料。

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09微生物代谢产物

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微生物通过自身生理活动产生的代谢物来影响作物生长,其代谢产物可转化为氨基酸、溶剂、抗生素、酶制剂、生物杀虫剂等各种有用产品。另外,微生物代谢产物对土壤透气性、土壤微生物群落等会产生一定的影响,在农业领域发挥着重要作用。

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2019年,欧盟标准生物刺激素新品ZNC上市。ZNC是从3万多株野生植物根系中分离优选的功能内生菌经深层液体发酵后采用超声破碎提取的代谢物,其理化性质稳定,安全无毒且使用成本较低。Peng等为研究ZNC对植株抗菌、抗病性的影响,对烟草叶片设置了3个处理方案:先喷施水后接种PVX(PotatovirusX)(H2O-PVX);先喷施ZNC后接种PVX(ZNC-PVX);先接种PVX,2h后喷施ZNC(PVX-ZNC)。数据结果显示,ZNC-PVX组植株中病毒累积量为对照组(H2O-PVX)的31.77%,发病率、发病面积、病毒量和病毒增长率较对照明显降低;PVX-ZNC组较对照组发病程度也有所降低。

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结果表明,ZNC具有预防植物病毒的功能,对于病毒害有一定的治疗作用。同时研究者发现,ZNC质量浓度低于200ng/mL时,其抗病效果随浓度的增加呈正向促进作用。研究还发现,ZNC作为一种高效的生物刺激剂,可以诱导水杨酸(SA)的生物合成,促使核糖核酸(RNA)沉默,降解病毒基因组,增强植物抵抗病毒的能力。

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除此之外,γ-氨基丁酸(GABA)作为一种普遍存在于各种生物细胞中的非蛋白质游离氨基酸,也是一款绿色、安全、高效的新型生物刺激素,被认为与植物多种应激和防御系统有关,已成为近些年来的研究热点。GABA可以促进植物营养生长和对关键元素的吸收;促进植物根、茎、叶、花、果实生长;调节植物抗逆性;促进植物光合作用;同时发挥代谢与信号分子的双重作用,在植物抗病中发挥积极作用。

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王日明等研究了热胁迫下(35℃/30℃,昼/夜)施用外源GABA对黑麦草生理活动及其代谢关键酶基因表达的影响。研究发现,施用GABA可以通过调节气孔来缓解高温对光反应PSⅡ的影响,增强代谢关键酶的基因表达,有效缓解了高温胁迫对黑麦草生长的抑制作用,黑麦草叶绿素含量、碳水化合物含量、光合速率和蒸腾速率均明显提高。

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另外,GABA还可以提高产品抵抗低温胁迫的能力,保证产品品质和新鲜度。方筱琴等采用外源GABA和GABA-T抑制剂(VGB)处理水蜜桃果实,对比分析水蜜桃出汁率、可溶性糖含量以及蔗糖代谢相关酶基因的变化。结果表明,施用外源GABA可以抑制水蜜桃果实中蔗糖含量的分解,提高水蜜桃出汁率和可溶性糖含量;外源GABA复合VGB处理增强了贮藏后期蔗糖合成酶基因的表达,保证桃果实含有较多的蔗糖,从而提高了果实低温贮藏期间抗冷害的能力。

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(安根团队摘自王学江等:植物用生物刺激素的研究进展)

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安根团队,20余位各领域农业专家,提供成熟的土壤恢复集成方案、生态修复集成方案、农残解决集成方案和生态农业社会化服务。

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