唐蘋 JEFFERY QIU

摘  要：该文综述了植物源抗病促生酶具备的实验效果和安全优势，通过酶提取技术、植物干细胞提取与培养技术得到天然的植物源抗病促生酶，对其进行合理复配，得到新型的植物源农药，对我国土壤环境和食品安全有重要意义。基于植物干细胞技术的植物源抗病促生酶，通过植物菌群修复，可以有效降低和预防植物癌变，促进植物快速生长。

关键词：植物源抗病促生酶;植物源农药;研究进展

中图分类号 S435 文献标识码 A   文章编号 1007-7731（2018）23-0058-02

我国人口众多，耕地资源紧张，利用有限的耕地满足不断增长的粮食需求，是我国现代化进程中不可回避的重大问题。农业是现代经济的基础，农药是现代农业的保障，发展高效农业需要现代化的植物保护理念。化学农药使现代农业受益，但与此同时也带来了农药残留和害虫抗药性的问题。植物在与昆虫长期共进化过程中，产生了大量具有特殊生物活性的次生代谢物，如生物碱、类黄酮、酚类、独特氨基酸等，其中大部分具有杀虫活性[1，3-4]。植物源农药本身具备强大的实验效果和安全优势，在越来越广泛的地区和物种上得到了应用，成本和价格具备高端农药的优势，市场前景广阔。

植物源农药是从植物中提取的活性成分制成的一种杀虫剂[3]，具有高效、低毒、无污染、不易使害虫对杀虫剂产生抗药性等优点，符合传统有机化学农药向环境友好型农药转变的趋势[4]。基于植物干细胞技术的植物源抗病促生酶，通过植物菌群修复，可以有效降低和预防植物癌变，促进植物快速生长，经毒理学检验，从植物中萃取的植物源抗病促生酶无毒可广泛用于作物的病虫害防治[2]。

1 开展植物源抗病促生酶研究的重要意义

1.1 现实意义 我国耕地约占全球耕地的7.8%，人口约占全球人口的22.5%，粮食自给率低于国际安全线，病变导致的作物减产严重，其中植物癌变造成的减产接近30%，经济损失达数百亿元。因此，找到一种安全、高效、绿色环保型的植物源抗病促生酶，对预防和减轻植物癌症造成农作物减产具有重要的现实意义。植物源抗病促生酶项目采用纯天然植物萃取液作为原料，通过培养植物干细胞，以微生物活性有机物质为主体制作成植物源农药，具有使用简易、无毒、安全、绿色环保等优点，同时可以提高农作物的产量和品质[4]。当前，农药残留日益严重，化学农药的过量使用，对农作物、土地和水源造成了极大的污染和危害[5]。特别是在食品安全方面，从国家到企业，逐渐认识到使用安全、环保的植物源农药的必要性。

1.2 农业药用价值 植物源抗病促生酶通过土壤和叶面吸收可以实现多种目的，例如修复受伤的植物;解决农药残留、重金属超标;改良土壤、修复有毒土壤;还原土壤里的微生物菌群等[5]。利用植物干细胞发酵技术研发植物源抗病促生酶菌，已经取得了一些试验成功，2015年在云南西双版纳州进行的橡胶树死皮病治理实验，成功让得病不产胶的橡胶树重新产胶。

综上所述，植物源抗病促生酶是化学杀虫剂和农药的良好替代品，可以使病虫害的植物恢复健康，提高农作物30%～50%的产量。

2 研究进展

2.1 植物源农药种类 化学农药因为具有速度快、成本低、使用简单等特点，成为现代农业防治病虫害的传统方法，但若长期使用，容易造成污染环境、病原菌产生抗药性和土壤退化等危害[4，5]。植物源农药作为一种高效、无毒无害、无污染的生物防治技术，为农业可持续发展提供保障。植物源抗病促生酶技术包括植物性农藥、农用抗生素和其他生防制剂[6]，按照作用特点细分为：植物生长调节型，钝化病毒型，抑制病毒型，诱导抗性型，保护膜型等。豆科、楝科、菊科、莎草科、卫矛科、木兰科、大戟科、唇形科、木犀科、马兜铃科、蓼科、葫芦科、百合科、十字花科等1000多种植物中含有杀虫、杀菌活性物质[1，4]，常见的抑菌植物中有效成分和其作用病原菌见表1。

2.2 植物源抗病促生酶 马来西亚籍华人科学家Khoo Meng Chuan和他的日本、德国同事共同历时8年研究开发的一种新型复合微生物应用技术，处于国际领先地位。这一套植物源抗病促生酶技术经过引进、转化、创新和实验，与田间应用相结合，并对工艺过程和产品结构进行稳定、完善，最终形成了适合我国国情的复合微生物应用技术。植物源抗病促生酶的研究与开发主要有以下几种途径：直接开发利用，例如已经工业化生产的楝素杀虫乳油、鱼藤酮乳油和苦皮藤索乳油等;全人工仿生合成利用;修饰合成利用;其他还有生物合成技术和细胞培养技术。我国植物源抗病促生酶技术相关知识产权情况如表2所示。

2.3 提取技术 植物源抗病促生酶通过刺激植物产生抗病菌活性物质，或者提高植物抗病能力，从而实现植物的健康生长。植物抗病促生酶通过抑制菌丝的生长、干扰细胞膜的渗透性和蛋白质的合成从而杀灭病菌;或者通过诱导植物产生抗性、增强植物繁殖能力从而实现植物快速生长。植物源抗病促生酶提取技术主要有超临界流体萃取法、超微粉碎法、大孔树脂吸附法、分子印记分离法、逆流超声提取法和高效逆流色谱分离法[3]。高效薄层色谱、气相色谱、气相色谱-质谱联用、高效液相色谱、高效液相色谱-质谱联用等分析仪器可以有效改善分析检测技术[6]，提高产品质量控制水平。植物源抗病促生剂可以提高植物自身免疫力，增强植株的抗病性[4]，进而使产量和品质得到稳步提升，且性能稳定，对作物无毒、无害，对人类健康和环境安全友好。

3 结语

植物源抗病促生酶项目比传统农药具有更多的优势，根据土壤条件和作物本身进行有针对性的研究开发，可以治理病虫害，增强植物抗病性，修复土壤，对施用环境无污染，不产生后期修复费用。日趋严峻的耕地和环保压力，使得植物源抗病促生酶成为全球科学家投入研发的目标，植物源农药具备更高的性价比和更大的潜力。

植物源抗病促生酶的提炼和研制技术已经日趋成熟，国内外已经研发出多种植物源农药实现工业化量产。我国有几千年使用天然植物源酵素的经验和丰富的植物种类，留存了大量的和研究成果，具备植物干细胞提取、干细胞培养技术，酶提取技术等多种研发手段，并且有最新的专利技术，可以实现工业化量产。

参考文献

[1]唐传核.植物生物活性物质[M].北京：化学工业出版社，2005：247.

[2]黄志勐，刘兆辉，张玉凤，等.植物源抗病促生剂对西瓜苗的诱导作用[J].山东农业科学，2013，05.

[3]张瑾.植物源杀菌剂的复配及其微乳液的制备[D].天津：天津大学，2013.

[4]何军，马志卿，张兴.植物源农药概述[J].西北农林科技大学学报，2016：34-9，.

[5]娄凯.农药对土壤的影响，污染及防治措施[J].卷宗，2013，12.

[6]张兴，马志卿，冯俊涛，等.植物源农药研究进展[J].中国生物防治学报，2015，05.

（责编：张宏民）