全球首個(gè)光合細(xì)菌胞外多糖PCT國(guó)際專利獲批

2022年11月16日，記者從湖南省農(nóng)科院獲悉，該院所屬的湖南省植物保護(hù)研究所研發(fā)的光合細(xì)菌胞外多糖G-EPS 分離、制備和使用方法，近日被美國(guó)專利商標(biāo)局授權(quán)為發(fā)明專利。美國(guó)是《專利合作條約》（PCT）的成員國(guó)之一。

據(jù)介紹，這是全球首個(gè)利用光合細(xì)菌胞外多糖實(shí)現(xiàn)植物促生抗病作用的發(fā)明專利。

光合細(xì)菌沼澤紅假單胞菌是一類重要的微生物資源物種，能分泌多種胞外活性物質(zhì)，對(duì)植物有生長(zhǎng)調(diào)節(jié)、免疫誘導(dǎo)、抗逆的作用。但是，沼澤紅假單胞菌胞外活性物質(zhì)的純化、鑒定、功能分析研究滯后，是高效利用這一微生物資源亟待解決的問(wèn)題。

湖南省植物保護(hù)研究所科研人員劉勇、張德詠團(tuán)隊(duì)多年以來(lái)針對(duì)具有高效促生、抗病誘導(dǎo)功能的沼澤紅假單胞菌菌株GJ-22 胞外活性化合物，進(jìn)行了系統(tǒng)性研究，鑒定出一個(gè)能刺激植物生長(zhǎng)素合成、調(diào)控植物免疫信號(hào)的胞外多糖G-EPS。

該研究通過(guò)離心、醇沉的方法從菌株GJ-22 發(fā)酵液中提取到了一種胞外多糖，經(jīng)過(guò)純化，得到單一組分的純多糖G-EPS。經(jīng)過(guò)高效凝膠滲透色譜儀對(duì)胞外多糖分子量進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果顯示G-EPS分子量大小為10.026 KD，紅外光譜表征結(jié)果顯示其為α-糖苷鍵構(gòu)型。

研究人員將多糖水解并進(jìn)行衍生化，通過(guò)GC-MS單糖組分分析、甲基化、1D NMR技術(shù)以及2D NMR技術(shù)分析，依據(jù)數(shù)據(jù)明確了G-EPS 是由（1→）連接甘露糖，（1→2）連接甘露糖，(1→3)，(1→6)連接甘露糖和（1→2,6）連接甘露糖組成的，摩爾比分別為3.1∶2.0∶0.8∶0.6∶3.5，并最終推斷出G-EPS分子結(jié)構(gòu)式。

“我們?cè)诙喾N作物上進(jìn)行抗病、抗逆、促生等室內(nèi)和田間驗(yàn)證分析表明，G-EPS 具備穩(wěn)定、高效的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)和廣譜性病害防控作用。”該專利技術(shù)負(fù)責(zé)人之一、湖南省植物保護(hù)研究所副研究員蘇品表示，該研究不僅為以后胞外多糖構(gòu)效關(guān)系研究以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供有效的理論依據(jù)，也為沼澤紅假單胞菌胞外多糖的開發(fā)應(yīng)用提供更多的理論依據(jù)。