5月26日,國際著名學術期刊Carbohydrate Polymers報道了中科院海洋所李鵬程課題組關于吡啶羰基殼寡糖銅配合物的設計合成、緩釋性能及抗真菌活性的研究。該研究為綠色海洋生物源銅制劑的深入開發提供了理論依據和研究范例。
銅制劑是一類擁有150多年歷史的農用保護性殺菌劑,波爾多液則是其典型代表。銅制劑具有殺菌譜廣、成本低廉、耐藥性低等優點,在葡萄霜霉病、辣椒疫病等病害的防治中具有不可替代的作用。但現有銅制劑存在藥害、污染等問題,如何降低其毒性,制備安全的緩釋銅制劑,是當今銅制劑研發的熱點與難點。
李鵬程課題組多年來致力于海洋生物資源在農業方面的應用研究,通過在殼寡糖配體中構建共軛系統,團隊制得了一系列緩釋性能、抗菌活性各異的殼寡糖銅配合物pCOSx-Cu。研究表明,殼寡糖配體中形成了p- - 共軛體系,導致pCOSx-Cu中吡啶基的氮原子與Cu2+形成了一個具有緩釋能力的配位鍵,且Cu2+的累計釋放速率與吡啶基的給電子能力呈正相關關系。經過體外及盆栽實驗篩選,團隊發現,以異煙酰氯鹽酸鹽修飾的配合物pCOS2-Cu對辣椒疫霉Phytophthora capsici Leonian具有最強的抗真菌活性,當濃度為0.8 mg/mL時,即可完全抑制菌絲生長。與商品化銅制劑噻菌銅相比,pCOSx-Cu具有更好的抗真菌活性、更低的毒性和更低的銅含量。此外,由于殼寡糖的引入,pCOSx-Cu還可以增強辣椒幼苗的根系活力。研究結果為海洋生物大分子銅制劑的深入研究奠定了基礎,并表明在殼寡糖分子內構建共軛體系是調控其配合物緩釋能力的有效策略。
pCOSx-Cu的共軛體系構建及特征
pCOSx-Cu顯著抑制農業致病菌Phytophthora capsici Leonian感染辣椒幼苗
中科院實驗海洋生物學重點實驗室劉衛翔博士為論文第一作者,秦玉坤副研究員為論文共同第一作者,李鵬程研究員為論文通訊作者。上述研究得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、山東省自然科學基金等項目的資助。
相關論文:Weixiang Liu#, Yukun Qin#, Song Liu, Ronge Xing, Pengcheng Li*. Synthesis and antifungal activity of slow-release pyridinylcarbonyl chitooligosaccharide copper complexes, Carbohydrate Polymers, 2022.
論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2022.119663