Phân tích, nghiên cứu và thị trường chất điều hòa sinh trưởng thực vật tự nhiên Brassinolide
Ứng dụng chất điều hòa sinh trưởng thực vật là một trong 5 công nghệ mới trong nông nghiệp. Nó có đặc điểm đầu tư thấp, hiệu quả nhanh, liều lượng thấp đến mức ppm (phần triệu), hiệu quả đáng kể và tỷ lệ đầu vào-đầu ra cực cao. Với sự phát triển của công nghệ sản xuất nông nghiệp, vai trò của chất điều hòa sinh trưởng thực vật ngày càng trở nên quan trọng. Một mặt, nó có thể tăng thêm năng suất cây trồng. Mặt khác, các cơ quan quản lý có thể cải thiện khả năng miễn dịch của chính cây trồng, đóng vai trò chăm sóc sức khỏe và giảm lượng thuốc trừ sâu cũng như thiệt hại cho cây trồng do khí hậu xấu gây ra. Nghiên cứu về chất điều hòa sinh trưởng thực vật và ứng dụng chúng trong sản xuất là một trong những tiến bộ lớn trong sinh lý học thực vật và khoa học nông nghiệp hiện đại. Các nhà khoa học nông nghiệp từ khắp nơi trên thế giới rất coi trọng lĩnh vực này. Việc ứng dụng các chất điều hòa sinh trưởng thực vật đã trở thành biểu tượng quan trọng cho thấy trình độ phát triển của khoa học công nghệ nông nghiệp.
1. Thời tiết khắc nghiệt thường xuyên trên toàn cầu ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp và các chất điều hòa sinh trưởng cây trồng chống chịu stress đóng vai trò ngày càng quan trọng
Nông nghiệp là nền tảng của nền kinh tế quốc dân, khí hậu là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp. Thiên tai khí tượng do biến đổi khí hậu xảy ra thường xuyên, tính bất ổn của sản xuất nông nghiệp ngày càng gia tăng sẽ ảnh hưởng sâu sắc đến điều kiện sản xuất nông nghiệp, tài nguyên nông nghiệp và thiên tai nông nghiệp. Các chất điều hòa sinh trưởng thực vật có thể tự điều chỉnh cây trồng và cải thiện khả năng kháng bệnh của chúng. Nhu cầu kỹ thuật của cây trồng đối với các sản phẩm điều hòa cây trồng (chất điều hòa sinh trưởng thực vật) ngày càng trở nên quan trọng và nhu cầu thị trường về đầu vào chống stress cho cây trồng ngày càng tăng nhanh.
2. Điều chỉnh cơ cấu nông nghiệp công nghiệp, giá trị của chất điều hòa sinh trưởng cây trồng trong khả năng chống chịu stress ngày càng tăng
Xu hướng phát triển hội nhập kinh tế quốc tế cấp bách đòi hỏi chúng ta phải điều chỉnh cơ cấu nông nghiệp, thâm canh và hiệu quả, cơ giới hóa, dựa trên thông tin, không người canh tác, trồng trọt trái vụ, công nghệ nhân giống cây ăn quả, nông nghiệp tiện ích như rau nhà kính, v.v. nhu cầu điều tiết chính xác cây trồng ngày càng cao, sự tăng trưởng bình thường, năng suất và chất lượng của cây trồng ngày càng không thể tách rời khỏi việc áp dụng các chất điều hòa sinh trưởng thực vật.
3. Brassinolide sterol - loại chất điều hòa sinh trưởng thực vật lớn thứ sáu có khả năng chống stress cao nhất
Để đối phó với các vấn đề an ninh lương thực, an toàn chất lượng và an toàn chất lượng do các stress phi sinh học như nhiệt độ thấp, hạn hán và nhiệt độ cao trên thế giới gây ra, Brassinolide, như một chất điều hòa sinh trưởng thực vật an toàn và hiệu quả, có tác dụng làm tăng đáng kể stress cây trồng. kháng bệnh, tăng năng suất cây trồng và nâng cao chất lượng nông sản. Giá trị ứng dụng của nó trong sản xuất nông nghiệp ngày càng trở nên đáng kể.
Kể từ khi nghiên cứu về auxin vào những năm 1930, các chất điều hòa sinh trưởng thực vật đã phát triển nhanh chóng, sau đó là gibberellin (GA), axit abscisic (ABA), cytokinin (CTK), ethylene (ETH) và Brassinosteroids (BRs) đã được phát hiện. Trong số rất nhiều loại chất điều hòa sinh trưởng thực vật, Brassinosteroid đã trở thành chủ đề nóng của các nhà khoa học kể từ khi được phát hiện. Brassinosteroid là một loại hormone thực vật có nhiều vai trò trong sự sinh trưởng và phát triển của cây. Chúng lần đầu tiên được chiết xuất từ phấn hoa cải dầu thuộc chi Brassinosteroids bởi J.W.Mitchell và các nhà khoa học khác từ Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ vào năm 1970. Mãi đến năm 1998, Brassinosteroid mới chính thức được công nhận là hormone thực vật thứ sáu tại Hội nghị thường niên lần thứ 16 của Hiệp hội Quốc tế. của các chất tăng trưởng thực vật.
4. Tiến độ nghiên cứu về chức năng và cơ chế tác dụng của Brassinosteroid
4.1 Đặc điểm cấu trúc của Brassinosteroid
BR là một loại hormone sterol thực vật và cấu trúc cơ bản của chúng là nhân steroid gồm bốn vòng ABCD, nhóm keto ở C6 trên vòng B và chuỗi bên alkyl ở C17 trên vòng D. Mức độ hydroxyl hóa và cấu trúc không gian của vòng A và chuỗi bên alkyl ảnh hưởng trực tiếp đến ái lực của BR với phức hợp thụ thể của nó, từ đó ảnh hưởng đến hoạt động sinh học của BR. Brassinolide tự nhiên là loại Brassinosteroid hoạt tính và được nghiên cứu kỹ lưỡng nhất cho đến nay. Sau đó, người ta sử dụng cấu trúc phân tử của nó như một bản thiết kế để tổng hợp một cách nhân tạo nhiều loại chất tương tự Brs như 24-epibrassinolide, 28-homobrassinolide, 28-epibrassinolide, epibrassinolide hỗn hợp và propionylbrassinolide.
4.2 Nghiên cứu chức năng sinh lý và cơ chế tác dụng của Brassinosteroid
BR có mặt rộng rãi ở nhiều loại thực vật. Hàng chục loại Brassinosteroid với các cấu trúc khác nhau đã được tìm thấy ở tảo bậc thấp, dương xỉ, thực vật hạt trần và thực vật hạt kín, cho thấy đường truyền tín hiệu của BR bắt nguồn từ quá trình tiến hóa ban đầu của thực vật và tương đối bảo thủ ở thực vật. BR chủ yếu tập trung ở các cơ quan sinh sản, hạt chưa trưởng thành và mô mềm ở thực vật, điều hòa sự phát triển sinh sản, sự trưởng thành của hạt, thúc đẩy sự kéo dài thân và hình thái rễ, đồng thời đóng vai trò tích cực trong khả năng chống chịu stress của thực vật.
5. Công nghiệp hóa các đồng thau tự nhiên
Có thông tin cho rằng quy trình sản xuất "brassinosteroid" được chia thành hai lộ trình hoàn toàn khác nhau: chiết xuất tự nhiên và tổng hợp nhân tạo. Theo dữ liệu, nghiên cứu của Trung Quốc về công nghệ chiết xuất Brassinosteroid tự nhiên bắt đầu từ đầu những năm 1980, ban đầu sử dụng các hoạt chất Brassinosteroid tự nhiên chiết xuất từ sáp ong. Nghiên cứu về các chất tương tự "Brassinolide" tổng hợp bắt đầu vào năm 1982. Các quốc gia trên thế giới cam kết tổng hợp tổng hợp Brassinolide, biến việc sản xuất các chất Brassinolide công nghiệp hóa, quy mô lớn, chi phí thấp thành hiện thực. Hiện nay, các loại đồng thau tổng hợp đã được đăng ký làm thuốc trừ sâu ở Trung Quốc bao gồm: 24-epibrassinolide, 28-homobrassinolide, 22, 23, 24-triepibrassinolide, 28-epiohomobrassinolide và propionylbrassinolide. Trong số đó, bốn loại đồng thau đầu tiên đều dựa trên mẫu Brassinolide tự nhiên. Theo sự khác biệt về cấu trúc, hoạt động sinh học của chúng cũng khác nhau. Propionylbrassinolide là một loại đồng thau propionyl hóa, bản thân nó không có hoạt tính sinh học nhưng cần được hấp thụ và chuyển hóa trong cơ thể để phát huy tác dụng.
6. Nghiên cứu công nghệ Brassinolide tự nhiên
Trong số tất cả các loại đồng thau, đồng thau tự nhiên 14-hydroxybrassinolide sterol đã thu được dạng tinh thể chiếm ưu thế của đồng thau tự nhiên sterol có thể điều chỉnh đáng kể sự phát triển của thực vật bằng cách nghiên cứu toàn diện các yếu tố hóa học có thể gây ra đa hình, bao gồm loại dung môi, số lượng, tỷ lệ, độ bão hòa, v.v. và vật lý. các yếu tố, bao gồm nhiệt độ, áp suất, tốc độ, độ ẩm, v.v. So với các hợp chất sterol đồng thau khác, hoạt tính sinh học của nó được cải thiện hơn 50% với hiệu quả nhanh chóng, giải quyết hiệu quả các vấn đề về “tác dụng chậm”, “an toàn không ổn định” và “hoạt động không ổn định” của các hợp chất Brassinolide khác đang lưu hành trên thị trường. Hiệu quả rõ ràng có thể được nhìn thấy trong 3 đến 5 ngày. Đồng thời, nó có tác dụng ổn định và cải thiện chức năng rất quan trọng trong việc tăng năng suất cây trồng, chống lại sự phát triển bất lợi, cải thiện chất lượng và cải thiện hương vị của nông sản và tăng cường quang hợp.
7. Tương lai và triển vọng
Là một chất điều hòa sinh trưởng thực vật có hoạt tính cao, phổ rộng, 14-hydroxybrassinolide sterol đã trở thành một loại thuốc trừ sâu sinh học rất nổi tiếng trên thị trường chất điều hòa sinh trưởng thực vật do hoạt động sinh lý độc đáo, phạm vi ứng dụng rộng, liều lượng cực thấp, cực kỳ hữu ích. có độ an toàn cao và có tác dụng vượt trội trong việc tăng sản lượng và thu nhập. Đồng thời, với việc nâng cao nhu cầu của người tiêu dùng về chất lượng nông sản, sự tiến bộ và thực hiện các chiến lược phát triển nông nghiệp xanh, an ninh lương thực và an toàn sinh học toàn cầu, sterol đồng thau tự nhiên chắc chắn sẽ đóng vai trò ngày càng quan trọng trong việc thúc đẩy phát triển nông nghiệp xanh, cao -Phát triển chất lượng và nâng cao giá trị nông nghiệp.
1. Thời tiết khắc nghiệt thường xuyên trên toàn cầu ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp và các chất điều hòa sinh trưởng cây trồng chống chịu stress đóng vai trò ngày càng quan trọng
Nông nghiệp là nền tảng của nền kinh tế quốc dân, khí hậu là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp. Thiên tai khí tượng do biến đổi khí hậu xảy ra thường xuyên, tính bất ổn của sản xuất nông nghiệp ngày càng gia tăng sẽ ảnh hưởng sâu sắc đến điều kiện sản xuất nông nghiệp, tài nguyên nông nghiệp và thiên tai nông nghiệp. Các chất điều hòa sinh trưởng thực vật có thể tự điều chỉnh cây trồng và cải thiện khả năng kháng bệnh của chúng. Nhu cầu kỹ thuật của cây trồng đối với các sản phẩm điều hòa cây trồng (chất điều hòa sinh trưởng thực vật) ngày càng trở nên quan trọng và nhu cầu thị trường về đầu vào chống stress cho cây trồng ngày càng tăng nhanh.
2. Điều chỉnh cơ cấu nông nghiệp công nghiệp, giá trị của chất điều hòa sinh trưởng cây trồng trong khả năng chống chịu stress ngày càng tăng
Xu hướng phát triển hội nhập kinh tế quốc tế cấp bách đòi hỏi chúng ta phải điều chỉnh cơ cấu nông nghiệp, thâm canh và hiệu quả, cơ giới hóa, dựa trên thông tin, không người canh tác, trồng trọt trái vụ, công nghệ nhân giống cây ăn quả, nông nghiệp tiện ích như rau nhà kính, v.v. nhu cầu điều tiết chính xác cây trồng ngày càng cao, sự tăng trưởng bình thường, năng suất và chất lượng của cây trồng ngày càng không thể tách rời khỏi việc áp dụng các chất điều hòa sinh trưởng thực vật.
3. Brassinolide sterol - loại chất điều hòa sinh trưởng thực vật lớn thứ sáu có khả năng chống stress cao nhất
Để đối phó với các vấn đề an ninh lương thực, an toàn chất lượng và an toàn chất lượng do các stress phi sinh học như nhiệt độ thấp, hạn hán và nhiệt độ cao trên thế giới gây ra, Brassinolide, như một chất điều hòa sinh trưởng thực vật an toàn và hiệu quả, có tác dụng làm tăng đáng kể stress cây trồng. kháng bệnh, tăng năng suất cây trồng và nâng cao chất lượng nông sản. Giá trị ứng dụng của nó trong sản xuất nông nghiệp ngày càng trở nên đáng kể.
Kể từ khi nghiên cứu về auxin vào những năm 1930, các chất điều hòa sinh trưởng thực vật đã phát triển nhanh chóng, sau đó là gibberellin (GA), axit abscisic (ABA), cytokinin (CTK), ethylene (ETH) và Brassinosteroids (BRs) đã được phát hiện. Trong số rất nhiều loại chất điều hòa sinh trưởng thực vật, Brassinosteroid đã trở thành chủ đề nóng của các nhà khoa học kể từ khi được phát hiện. Brassinosteroid là một loại hormone thực vật có nhiều vai trò trong sự sinh trưởng và phát triển của cây. Chúng lần đầu tiên được chiết xuất từ phấn hoa cải dầu thuộc chi Brassinosteroids bởi J.W.Mitchell và các nhà khoa học khác từ Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ vào năm 1970. Mãi đến năm 1998, Brassinosteroid mới chính thức được công nhận là hormone thực vật thứ sáu tại Hội nghị thường niên lần thứ 16 của Hiệp hội Quốc tế. của các chất tăng trưởng thực vật.
4. Tiến độ nghiên cứu về chức năng và cơ chế tác dụng của Brassinosteroid
4.1 Đặc điểm cấu trúc của Brassinosteroid
BR là một loại hormone sterol thực vật và cấu trúc cơ bản của chúng là nhân steroid gồm bốn vòng ABCD, nhóm keto ở C6 trên vòng B và chuỗi bên alkyl ở C17 trên vòng D. Mức độ hydroxyl hóa và cấu trúc không gian của vòng A và chuỗi bên alkyl ảnh hưởng trực tiếp đến ái lực của BR với phức hợp thụ thể của nó, từ đó ảnh hưởng đến hoạt động sinh học của BR. Brassinolide tự nhiên là loại Brassinosteroid hoạt tính và được nghiên cứu kỹ lưỡng nhất cho đến nay. Sau đó, người ta sử dụng cấu trúc phân tử của nó như một bản thiết kế để tổng hợp một cách nhân tạo nhiều loại chất tương tự Brs như 24-epibrassinolide, 28-homobrassinolide, 28-epibrassinolide, epibrassinolide hỗn hợp và propionylbrassinolide.
4.2 Nghiên cứu chức năng sinh lý và cơ chế tác dụng của Brassinosteroid
BR có mặt rộng rãi ở nhiều loại thực vật. Hàng chục loại Brassinosteroid với các cấu trúc khác nhau đã được tìm thấy ở tảo bậc thấp, dương xỉ, thực vật hạt trần và thực vật hạt kín, cho thấy đường truyền tín hiệu của BR bắt nguồn từ quá trình tiến hóa ban đầu của thực vật và tương đối bảo thủ ở thực vật. BR chủ yếu tập trung ở các cơ quan sinh sản, hạt chưa trưởng thành và mô mềm ở thực vật, điều hòa sự phát triển sinh sản, sự trưởng thành của hạt, thúc đẩy sự kéo dài thân và hình thái rễ, đồng thời đóng vai trò tích cực trong khả năng chống chịu stress của thực vật.
5. Công nghiệp hóa các đồng thau tự nhiên
Có thông tin cho rằng quy trình sản xuất "brassinosteroid" được chia thành hai lộ trình hoàn toàn khác nhau: chiết xuất tự nhiên và tổng hợp nhân tạo. Theo dữ liệu, nghiên cứu của Trung Quốc về công nghệ chiết xuất Brassinosteroid tự nhiên bắt đầu từ đầu những năm 1980, ban đầu sử dụng các hoạt chất Brassinosteroid tự nhiên chiết xuất từ sáp ong. Nghiên cứu về các chất tương tự "Brassinolide" tổng hợp bắt đầu vào năm 1982. Các quốc gia trên thế giới cam kết tổng hợp tổng hợp Brassinolide, biến việc sản xuất các chất Brassinolide công nghiệp hóa, quy mô lớn, chi phí thấp thành hiện thực. Hiện nay, các loại đồng thau tổng hợp đã được đăng ký làm thuốc trừ sâu ở Trung Quốc bao gồm: 24-epibrassinolide, 28-homobrassinolide, 22, 23, 24-triepibrassinolide, 28-epiohomobrassinolide và propionylbrassinolide. Trong số đó, bốn loại đồng thau đầu tiên đều dựa trên mẫu Brassinolide tự nhiên. Theo sự khác biệt về cấu trúc, hoạt động sinh học của chúng cũng khác nhau. Propionylbrassinolide là một loại đồng thau propionyl hóa, bản thân nó không có hoạt tính sinh học nhưng cần được hấp thụ và chuyển hóa trong cơ thể để phát huy tác dụng.
6. Nghiên cứu công nghệ Brassinolide tự nhiên
Trong số tất cả các loại đồng thau, đồng thau tự nhiên 14-hydroxybrassinolide sterol đã thu được dạng tinh thể chiếm ưu thế của đồng thau tự nhiên sterol có thể điều chỉnh đáng kể sự phát triển của thực vật bằng cách nghiên cứu toàn diện các yếu tố hóa học có thể gây ra đa hình, bao gồm loại dung môi, số lượng, tỷ lệ, độ bão hòa, v.v. và vật lý. các yếu tố, bao gồm nhiệt độ, áp suất, tốc độ, độ ẩm, v.v. So với các hợp chất sterol đồng thau khác, hoạt tính sinh học của nó được cải thiện hơn 50% với hiệu quả nhanh chóng, giải quyết hiệu quả các vấn đề về “tác dụng chậm”, “an toàn không ổn định” và “hoạt động không ổn định” của các hợp chất Brassinolide khác đang lưu hành trên thị trường. Hiệu quả rõ ràng có thể được nhìn thấy trong 3 đến 5 ngày. Đồng thời, nó có tác dụng ổn định và cải thiện chức năng rất quan trọng trong việc tăng năng suất cây trồng, chống lại sự phát triển bất lợi, cải thiện chất lượng và cải thiện hương vị của nông sản và tăng cường quang hợp.
7. Tương lai và triển vọng
Là một chất điều hòa sinh trưởng thực vật có hoạt tính cao, phổ rộng, 14-hydroxybrassinolide sterol đã trở thành một loại thuốc trừ sâu sinh học rất nổi tiếng trên thị trường chất điều hòa sinh trưởng thực vật do hoạt động sinh lý độc đáo, phạm vi ứng dụng rộng, liều lượng cực thấp, cực kỳ hữu ích. có độ an toàn cao và có tác dụng vượt trội trong việc tăng sản lượng và thu nhập. Đồng thời, với việc nâng cao nhu cầu của người tiêu dùng về chất lượng nông sản, sự tiến bộ và thực hiện các chiến lược phát triển nông nghiệp xanh, an ninh lương thực và an toàn sinh học toàn cầu, sterol đồng thau tự nhiên chắc chắn sẽ đóng vai trò ngày càng quan trọng trong việc thúc đẩy phát triển nông nghiệp xanh, cao -Phát triển chất lượng và nâng cao giá trị nông nghiệp.
