5-氨基乙酰丙酸在农业中的作用及应用

・８２－　★　山东化工　ＳＨＡＮＤＯＮＧ　ＣＨＥＭＩＣＡＬ　ＩＮＤＵＳＴＲＹ　２０１６年第４５卷　生产与应用　牛　５一氨基乙酰丙酸在农业中的作用及应用　李素华　，庄文明　，朱孔杰　，李淑庆　（１．金正大生态工程集团股份有限公司，山东临沭２７６７００；　２．农业部植物营养与新型肥料创制重点实验室，山东临沭２７６７００）　摘要：５一氨基乙酰丙酸是一种生物体内源性的活性物质，其在环境中易降解，无残留，对人畜无害，所以是一种绿色农药而备受关注。其　在农业中可应用于植物生长调节剂、除草剂以及杀虫剂等方面。本文主要综述了５一氨基乙酰丙酸的作用以及在农业中的应用，以期为　农业发展提供帮助。　关键词：５一氨基乙酰丙酸；绿色农药；应用　中图分类号：ＴＱ４４９　．４　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００８—０２１Ｘ（２０１６）２２—００８２—０２　Ｔｈｅ　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　５——Ａｍｉｎｏｌｅｖｕｌｉｎｉｃ　Ａｃｉｄ　ａｎｄ　Ｉｔｓ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｉｎ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ　Ｌｉ　Ｓｕｈｕａ　，Ｚｈｕａｎｇ　Ｗｅｎｍｉｎｇ　，Ｚｈｕ　Ｋｏｎｇｆｉｅ　，Ｌｉ　Ｓｈｕｑｉｎｇ　（１．Ｋｉｎｇｅｎｔａ　Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏ．，ＩＪｔｄ．，Ｌｉｎｓｈｕ　２７６７００，Ｃｈｉｎａ；２．Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｐｌａｎｔ　Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｎｅｗ　Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ　Ｒ＆Ｄ，Ｍｉｎｉｓｔｙｒ　ｏｆ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ，Ｌｉｎｓｈｕ　２７６７００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：５一Ａｍｉｎｏｌｅｖｕｌｉｎｉｃ　ａｃｉｄ　ｉｓ　ａｎ　ａｃｔｉｖｅ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｏｆ　ａｎ　ｏｒｇａｎｉｓｍ　ｅｎｄｏｇｅｎｏｕｓ，Ｉｔ　ｉｓ　ｅａｓｙ　ｔｏ　ｂｅ　ｄｅｇｒａｄｅｄ，ｗｉｔｈｏｕｔ　ｒｅｓｉｄｕａｌ　ａｎｄ　ｎｏｔ　ｈａｒｍｆｕｌ　ｔｏ　ｈｕｍａｎ　ａｎｄ　ａｎｉｍａｌｓ，Ｓｏ　ｉｔ　ｉｓ　ａ　ｇｒｅｅｎ　ｐｅｓｔｉｃｉｄｅ　ａｎｄ　ａｔｔｒａｃｔｓ　ｇｒｅａｔ　ａｔｔｅｎｔｉｏｎ．Ｉｔ　ｃａｎ　ｂｅ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｔｏ　ｐｌａｎｔ　ｇｒｏｗｔｈ　ｒｅｇｕｌａｔｏｒｓ，ｈｅｒｂｉｃｉｄｅｓ　ａｎｄ　ｐｅｓｔｉｃｉｄｅｓ　ｉｎ　ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｍａｉｎｌｙ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ　ｔｈｅ　ｒｏｌｅ　ｏｆ　５一ａｍｉｎｏｌｅｖｕｌｉｎｉｃ　ａｃｉｄ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｉｎ　ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｈｅｌｐ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：５一ａｍｉｎｏｌｅｖｕｌｉｎｉｃ　ａｃｉｄ；ｇｒｅｅｎ　ｐｅｓｔｉｃｉｄｅ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　５一氨基乙酰丙酸（５一ａｍｉｎｏｌｅｖｕｌｉｎｉｃ　ａｃｉｄ，简称５一ＡＬＡ），　分子式Ｃ　Ｈ。ＮＯ　，分子量１３１．１３，是一种两边分别有氨基和羧　有对应关系，只出现类似于植物调节剂作用的浓度效应，所以　说明５一ＡＬＡ不是叶绿素合成的前体，但是是一种植物调节物　质参与叶绿素的合成并调节植物的生长¨］。　基的８型一氨基酸。５一ＡＬＡ是四氢吡咯（四氢吡咯是构成血　红素、细胞色素、维生素Ｂ１２的物质）的前缀化合物，也是生物　体合成叶绿素、血红素、维生素Ｂ１２等必不可少的物质，通常以　盐酸盐的形式保存并被广泛应用到各个领域。　５一氨基乙酰丙酸存在于动物、植物以及微生物细胞中，广　泛应用于医药、化妆品、农药、肥料、动物饲料以及微生物培养　等领域，在生命过程中发挥着重要的作用，因此具有广阔的应　１．２提高光和效率　在０—５００×１０　的范围内，５一ＡＬＡ可以促进螺旋藻合成　藻蓝蛋白，提高ＰＳＩＩ的活性。用５一ＡＬＡ处理的细胞中经检测　藻蓝蛋白含量提高１倍，ＰＳＩＩ的活性提高了接近两倍　ｊ。在培　养基上生长６周的绿萝小植株虽然叶片中叶绿素含量没有大　的变化，但最大光合速率明显降低；添加０．０１×１０　的５一ＡＬＡ　可以使叶片中叶绿素含量提高４０％，最大光合速率提高了　８０％，５一ＡＬＡ可以调节叶绿素的合成以及提高光合作用的实　验目前仍在研究中。　用前景和市场开发前景，已经引起国内外学者及业界的广泛关　注。作者在此主要综述了５一氨基乙酰丙酸在农业中的作用以　及应用，以期为农业发展提供帮助。　１　５一氨基乙酰丙酸的生理作用　１．１　调节叶绿素的合成　实验证明，ＡＬＡ能调节叶绿素的合成。在山葵茎尖培养实　验中加入０．１×１０～一１０×１０　的５一ＡＬＡ能显著的提高叶绿　素的质量浓度，由于叶绿素含量与外源５一ＡＬＡ的质量浓度没　收稿日期：２０１６—０９—０３　１．３促进呼吸作用　汪良驹等…实验研究证明了５一ＡＩＡ可以显著的提高小白　菜种子的呼吸速率，并且能促进胁迫下种子的萌发。因５一　ＡＬＡ是血红素合成的前体，而血红素又是呼吸酶的非蛋白性辅　基，所以５一ＡＬＡ可以促进血红素的合成，进而影响植株的呼吸　基金项目：作物节本增效高产关键技术研究与示范，泰山产业领军人才工程　作者简介：李素华（１９８６一），女，山东临沂人，硕士研究生，现主要从事肥料增效方面研究。　第２２期　作用。　李素华，等：５一氨基乙酰丙酸在农业中的作用及应用　可以发挥除草剂和杀菌剂的功效　。　・８３・　１．４提高果实质量　在苹果果实成熟前２０ｄ时，用１００×１０Ｉ”一５００×１０　的５　一根据５一ＡＬＡ的作用特点，已经生产出两类不同的除草剂，　第一类如Ｎｏｒｆｌｕｒａｚｏｎ能抑制Ｇｌｕ—ｔＲＮＡ的基因表达，阻止ＡＬＡ　的生成，植株最终因缺少ＡＬＡ而死亡。另一类如ａｃｉｌｆｕｏｒｆｅｎ—　ＡＬＡ处理，不会影响果皮叶绿素和胡萝卜素的含量，但会明　显促进果皮花青素的积累，在３００×１０　浓度下处理时效果最　明显。在用该浓度药液处理的果实无论套袋与否，果皮花青素　含量比对照高一倍以上。用５一ＡＬＡ处理会明显增加果实可溶　性固体物含量，降低酸度，提高固酸比，同时，不会影响果实硬　ｍｅ￣ｆｌ通过解除对ＡＬＡ合成的，促进ＡＬＡ的合成，进而抑　制植株中血红素的生成，导致ＡＩＡ和卟啉化合物的积累，最后　在光照下杀死杂草　。　３　５一氨基乙酰丙酸在农业中的发展前景　度和货架期，并且在果实上没有残留。　１．５提高植物的抗逆性　Ｈｏｔｔａ等　将水稻幼苗根系浸泡在１×１０　的５一ＡＬＡ溶液　中，１天后转到５￣Ｃ温度下保存５天。实验结果为，经过处理的　幼苗存活率提高３０％，干物质量提高７２％，老叶寿命延长。　Ｗａｔａｎａｂｅ等　在实验１２种植物生长调节物质对棉花耐盐性的　实验中发现，用１．５％浓度的氯化钠处理的植株全部死亡，经过　１００×１０～一３００×１０—５一ＡＬＡ处理过的植株受害率仅为２０％　一３０％，并且干重与湿重与未处理的无明显差异，表明５一ＡＬＡ　在提高植株耐盐性方面有重要的作用。　１．６其他作用　５一ＡＬＡ可以促进植物生长、有益于培育健壮幼苗以及幼　株生长，提高作物产量和促进谷物的成熟等，除此之外，５一ＡＬＡ　还可以促进种子发芽，缩短生长周期，对肥料具有减肥增效的　作用，同时在组织培养方面也有很重要的作用。　２　５一氨基乙酰丙酸在农业中的应用　２．１　５一ＡＬＡ作为调节剂在农业中的应用　５一ＡＬＡ可以作为植物生长调节剂促进作物、蔬菜以及水　果的生长，提高果实的品质，从而提高作物产量。低浓度的５一　ＡＬＡ通过提高还原酶的活性来调节叶绿素的合成，促进光　合作用，表现出促进植物生长的效应　Ｊ。５一ＡＬＡ可以通过叶　面喷施可以减少作物根系对Ｎａ　和Ｋ　的吸收，同时可以促进　对Ｎ、Ｐ、Ｃａ、Ｍｇ以及微量元素ｚｎ、Ｆｅ的吸收；５一ＡＬＡ能促进作　物应对各种恶劣的生长条件如盐碱地、弱光照、低温以及干旱　等方面的作用；此外，５一ＡＬＡ可以促进相关基因的表达，进而　促进果皮花色素提前合成，影响果实着色　］。　基于５一ＡＬＡ可以增加农作物产量和提高品质等作用，国　内外众多厂家开展了含５一ＡＬＡ的肥料产品。目前市面上销售　的产品主要有韩国韩南大学产学协力团研发的倍加壮叶面肥，　日本克斯莫石油公司的ＰＥＮＴＡＫＥＥＰ系列叶面肥，我国苏州益　安生物科技公司的爱乐壮叶面肥等。由于５一ＡＬＡ原药价格昂　贵，正处于市场开发阶段，含有５一ＡＬＡ的叶面肥成本会增加很　多，如果随着市场规模的扩大，５一ＡＬＡ原药价格大大降低，那　样５一ＡＬＡ不仅可以在叶面肥大范围推广，还可以应用到滴灌　用的水溶肥、以及有机肥、叶面肥、复合肥等。　２．２　５一ＡＬＡ作为新型农药在农业中的应用　农药在农业发展中起着至关重要的作用，但目前应用中很　多农药既对人体有危害性也会污染环境，比如敌敌畏，辛硫磷　等。经研究发现５一ＡＬＡ作为一种新型绿色农药，可以用于除　去双子叶植物类杂草，同时对单子叶植物比如小麦、玉米等农　作物不产生影响”　。所以越来越多的５一ＡＬＡ用于植物或害虫　５一ＡＬＡ在环境中可以自然降解，是一种绿色环保型的农　用产品。５一ＡＬＡ不仅可以提高作物克服恶劣环境的能力，保　证产量；还可以提高果蔬和花卉的品质，提高产品的市场竞争　力，为农户带来可观的经济效益。若按２０１２年草莓、番茄、苹　果、西瓜、甜瓜、葡萄以及甘蔗的种植面积９７３１万亩，使用含有　５一ＡＬＡ的叶面肥，５一ＡＬＡ的潜在市场达３００多吨，折合目前　市场价达４５亿元之多。　总之，５一ＡＬＡ在农业中的应用前景非常广阔，同时也是一　个需要长期研发投入与应用技术支持的产品。在农业部提出　到２０２０年主要农作物化肥使用量实现零增长行动方案之后，５　一ＡＩ　必将在农业上有更广泛的应用。　参考文献　［１］汪良驹，姜卫兵，章镇，等．５一氨基乙酰丙酸的生物合成　和生理活性及其在农业中的潜在应用［Ｊ］．植物生理学通　讯，２００３，３９（３）：１８５—１９２．　［２］Ｓａｓａｋｉ　Ｋ，Ｍａｒｑｕｅｚ　Ｆ　Ｊ，Ｎｉｓｈ　ｉｏ　Ｎ，ｅｔ　ａｌ，Ｐｒｏｍ　ｏｔｉｖｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　５一ａｍｉｎｏｌｅｖｕｌｉｎｉｃ　ａｃｉｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｇｒｏｗｔｈ　ａｎｄ　ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｏｆ　Ｓｐｉｒｕｌｉｎａ　ｐｌａｔｎｓｉｓ［Ｊ］．Ｊ　Ｆｅｒｍ　Ｂｉｏｅｎｇ，１９９５，７９：４５３—４５７．　［３］Ｈｏｔｔａ　Ｙ，Ｔａｎａｋａ　Ｔ．Ｂｉｎｇｓｈａｎ　Ｌ，ｅｔ　ａｌ，Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｃｏｌｄ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｉｎ　ｒｉｃｅ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｂｙ　５一ａｍｉｎｏｌｅｖｕｌｉｎｉｃ　ａｃｉｄ［Ｊ］．Ｊ　Ｐｅｓｔ　Ｓｃｉ，１９９８，２３（１）：２９—３３．　［４］Ｗａｔａｎａｂｅ　Ｋ，Ｔａｎａｋａ　Ｔ，Ｈｏｔｔａ　Ｙ　ｅｔ　ａ１．，Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｓａｌｔ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ　ｏｆ　ｃｏｔｔｏｎ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｗｉｔｈ　５一ａｍｉｎｏｌｅｖｕｌｉｎｉｃ　ａｃｉｄ『Ｊ　１．　Ｐｌａｎｔ　Ｇｒｏｗｔｈ　Ｒｅｇｕｌ，２０００，３２（１）：９７—１０１．　［５］魏中伟，马国辉，龙继锐，等．５一氨基乙酰丙酸叶面肥对杂　交晚稻光合作用和产量的影响［Ｊ］．湖南农业科学，２０１３　（７）：６５～６７，　［６］ＯＮＧ　Ｐ　Ｙ，ＬＥＥ　Ｃ　Ｔ，ＳＡＲＭＩＤＩ　Ｍ　Ｒ，ｅｔ　ａ１．Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ　５一ａｍｉｎｏｌｅｖｕｌｉｎｉｃ　ａｃｉｄ　ｂｙ　Ｒｈ０ｄｏｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ　ｐａｌｕｓｔｒｉｓ　ｉｎ　ｓｏｌｉｄ—ｓｔａｔｅ　ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ［Ｍ］．Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ：Ｓｐｒｉｎｇｅｒ　ＵＳ．２０１３：１７３—１７９．　［７］闫宏涛，李汉杰，王邦法．光活化除草剂ＡＬＡ作用机理初探　［Ｊ］．植物保护，１９９４，２０（１）：４４—４５．　［８］范镇基．神奇的新除草杀虫剂８一氨基乙酰丙酸［Ｊ］．氨基　酸和生物资源，２０００，３７（１）：７８—８２．　［９］ＧＵＬＬＮＥＲ　Ｇ，ＤＯＤＧＥ　Ａ　Ｄ．Ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｇｌｕｔａｔｈｉｏｎｅ　ｉｎ　ｐｅＭｅＭ　ｄｉｓｃｓ　ｅｘｐｏｓｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｐｈｏｔｏ　ｏｘｉｄａｔｉｖｅ　ｈｅｒｂｉｃｉｄｅｓ　ａｃｉｌｆｕｏｒｆｅｎ　ａｎｄ　５一ａｍｉｎｏｌｅｖｕｌｉｎｉｃ　ａｃｉｄ［Ｊ］．Ｊ　Ｐｌａｎｔ　Ｐｈｙｓｉｏｌ，　２０００。１５６（１）：１１１—１１７．　（本文文献格式：李素华，庄文明，朱子Ｌ杰．５一氨基乙酰丙酸在　农业中的作用及应用［Ｊ］．山东化工，２０１６，４５（２２）：８２—８３．）