“海之星”免疫增强型壳寡糖生物制剂对红花檵木冻害恢复的研究

孙铭远

(上海万科物业服务有限公司，上海 200241)

红花檵木(拉丁学名：Loropetalumchinensevar.rubrum)又名红继木、红梽木、红桎木、红檵花、红梽花、红桎花和红花继木，为金缕梅科、檵木属檵木的变种，常绿灌木或小乔木。多分枝,小枝有星毛。叶革质,卵形,长2～5 cm,宽1.5～2.5 cm,先端尖锐，基部钝,不等侧,上面略有星毛或秃净，布有光泽,下面被星毛,稍带力白色;侧脉5对，表面明显,背面突起;全缘,叶柄长2～5 mm，有星毛。托叶膜质,三角状披针形,长3～5 mm,宽1.5～2 mm,早落。花4～8朵,簇生,成头状或穗状花序,有短花梗,肉红色,比新叶先展开,或与新叶同时开放,秋花比新叶后展开;花序柄长约1 cm,被毛;苞片线形,长3 mm;萼筒杯状,被星毛,萼片卵形,长约2 mm,花后脱落;花瓣4～5瓣,带状,长1～2 cm,先端圆或钝;雄蕊4个,花丝极短,药隔突出成角状;退化雄蕊4个,鳞片状,与雄蕊互生;子房完全下位,被星毛,花柱极短,长约1 mm;胚珠1个,垂生于心皮内上角。蒴果卵圆形,长7～8 mm,宽6～7 mm,先端圆,被褐色星状绒毛;萼筒长,为蒴果的2/3。种子卵圆形,长4～5 mm,黑色,发亮。春花一般3-4月开放[1],花期3-4月，花期长，约30～40 d，国庆节前后能再次开花。是优良的观花色带植物，广泛应用于绿篱、色块和模纹花坛中。红花檵木主要分布于长江中下游及以南地区，作为观花赏叶的常用园林绿化植物在这些地区绿篱和色带植物中得到广泛的应用。

野生红花檵木具有极强的忍受高温能力。据湖南省森林植物园记载:当盛夏气温升至40 ℃时,能正常生长,在气温高达45 ℃的环境条件下能安全生存,同样野生红花檵木的耐寒力也表现较强,气温降至-15 ℃,能正常在露地越冬,气温继续下降至-20 ℃时,依然能安全度过严寒期[2]。

城市园林绿化中所用栽植的红花檵木具有喜光，喜温暖湿润气候，稍耐阴，耐瘠薄适应性强，耐干旱，不耐寒冷，可耐受-5 ℃低温，抗污染，耐修剪，树荫下叶片易变绿等特点，适宜在肥沃微酸性的土壤中生长。在一般情况下不会发生冻害，但是在上海地区2021年1月6日-8日的低温过程中，大面积的红花檵木发生了较严重的冻害，对红花檵木的生长和现场的花镜绿化等都造成了较为严重的影响。

壳寡糖(chitosanoligosaccharide/chitooligosaccharide，COS)，又称低聚葡萄糖胺、低聚氨基葡萄糖等，具有独特的生物活性，但一直以来，壳寡糖的分子量范围规定很模糊，相对分子质量从几百到几万的氨基葡萄糖聚合物都被称为“壳寡糖”，而相对分子质量几百的“壳寡糖”与相对分子质量几万的“壳寡糖”从理化性质到生物活性都有很大的差异，很容易引起混乱。因此该文中所讨论的壳寡糖是指聚合度为2～10的氨基葡萄糖聚合物[3]。由壳聚糖降解而形成，是天然糖类物质中唯一大量存在的碱性氨基多糖，水溶性好，易吸收[4]。

近年来，壳寡糖作为生物农药在防病和抗病方面倍受重视。此外，壳寡糖还能作为诱导剂，激发植物的防御反应，比如，诱导植物抗病相关酶活性的增强，或提高植物体内抗病相关物质，比如，酚类化合物的合成[5-6]。壳寡糖近年来在果树、蔬菜及许多经济作物上都有研究与应用，2002年赵小明博士等[7]研究发现2%的氨基寡糖的300倍液对苹果花叶病的田间防治效果可达93.85%，西北农林科技大学李培琴副教授 等[8]研究壳寡糖对花椒干腐病菌F.sambucinum的抑菌活性，发现壳寡糖对F.sambucinum的生长具有较强的体外抑制活性。但在园林植物上鲜见研究与报导，“海之星”免疫增强型壳寡糖生物制剂针对作物苗期生长阶段免疫力低下、逆境适应能力弱和根系发育不良等相关问题，以中国科学院乙酰化调控创新技术制备的第五代寡糖为核心成分，与多种生理调控因子科学配比研制而成。“海之星”免疫增强型壳寡糖生物制剂一方面能有效防低温冷害，可降低植物细胞内水分的冰点，预防细胞损伤，提高植物的抗低温能力。可抑制细胞脂类物质的过氧化作用，减轻细胞损伤。可提高植物自身各种抗氧化酶的活性，以抵御外界不良因素的影响；另一方面可以快速恢复冷害损伤，发生冷害后使用“海之星”免疫增强型，可促进叶绿素的合成，提高植物的光合功能，迅速提升植物长势，促进新生组织的快速形成，以减轻冷害对植物造成的影响。最后，“海之星”免疫增强型可以有效提升苗期抗逆能力，提高作物苗期免疫力，提升其光合效率和呼吸效率，并促进作物苗期根系发育，从而显著提升作物苗期的抗逆能力。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验场地位于上海市普陀区古浪路288弄中环名品公馆小区，园区绿化面积广阔，其中该次受冻害影响的红花檵木约2 000 m2。普陀区属北亚热带南缘季风海洋型气候，常年温和湿润，冬暖夏凉，光照充足。年平均气温16.1 ℃ ，最冷为1月份，平均温度5.5 ℃。2021年初的低温寒潮中 1月6日-8日48小时最低气温降温幅度可达8～10℃，市区早晨最低气温-6 ℃左右；8日和9日早晨，郊区-9 ℃～-7 ℃，有严重冰冻。7日凌晨至9日上午气温在0°以下，持续时间长达60 h左右。陆地偏北最大阵风可达6～7级，长江口区和沿江沿海地区8～9级，洋山港区和上海市沿海海面9～10级，持续低温加上大风致使该现场多处红花檵木遭受冻害，受损程度严重。

1.2 试验材料

“海之星”免疫增强型壳寡糖生物制剂 (NA-COS)。产品规格：200 mL；目标作物：作物幼苗、名贵中药材及花卉；产品特点：激活植物细胞水杨酸和茉莉酸等免疫途径，增强幼苗的抗病能力；调控植物细胞ABA抗逆途径，提高花卉逆境适应能力；非激素促进毛细根发育，齐苗、壮苗和成苗率高。保证活性成分分析见表1。

表1 “海之星”免疫增强型壳寡糖生物制剂(NA-COS)保证活性成分分析表

红花檵木，源自上海市普陀区古浪路288弄中环名品公馆小区绿化现场。现场红花檵木品系属于圆叶淡紫系，亦称做绿叶红花。该品系的特点是长势健壮，叶片呈圆形或者椭圆形，其叶幅一般在2 cm×1.5 cm，是原生大叶型品种，春天所发嫩叶呈淡紫红色，随着气温的升高，叶片全部转变为绿色，经秋亦不返红。花丝长2.5～3 cm，宽8 mm，春花与秋花同样茂盛,显得绚丽多姿,是本种的一大特点，是绿化苗木的优良品种[9]。

1.3 试验方法

1.3.1 操作方法

用量杯量取20 mL“海之星”免疫增强型壳寡糖生物制剂原液，之后倒入至背负式手压喷雾器后加水至15 L，配制成750倍溶液，对中环名品小区发生冻害的红花檵木绿篱全株喷施750倍“海之星”免疫增强型壳寡糖生物制剂溶液；选择无雨风小的天气，分别于2021年3月3日、3月10日和3月15日，共连续进行3次。

1.3.2 注意事项

适宜在晴朗的天气下喷施，在清晨和傍晚时使用最佳，如喷施后4 h内下雨，要进行补喷可以和大多数农药(强酸和强碱农药除外)混合使用。与其他农药混配时，如产生沉淀则停止使用。在混合使用前要做好小面积试验，防止发生不良反应，确认无问题后再大面积使用。与农药混配使用能够显著提高药效，其他农药需减量使用，最多可减少1/3。与其他农药混用时应采用2次稀释法配制药液。混用时应先将其他农药和叶面肥混匀，再加入本品混匀。

1.4 数据处理

采用 SPSS软件对试验数据进行方差分析、相关性分析及显著性分析，简单统计分析采用Excel2006处理。

2 结果与分析

(1)未喷施“海之星”壳寡糖生物制剂前叶片长、宽、枝条长度

取样时间为2021年3月3日，红花檵木的叶片枯萎、颜色暗淡，平均叶片长24 mm，宽17 mm，枝条萎蔫、生长缓慢，平均枝条长度为86.67 mm,无花芽。

(2)第1次喷施“海之星”免疫增强型壳寡糖生物制剂7 d后叶片长、宽、枝条长度

取样时间为2021年3月10日取样时，发现红花檵木整株长势出现部分改善，叶片稍有长大，平均叶片长28.3 mm，宽20.1 mm，枝条出现光泽，开始长出新枝条，平均长度为88.43 mm，并且出现花芽。

(3)第2次喷施“海之星”免疫增强型壳寡糖生物制剂5 d后叶片长、宽、枝条长度

取样时间为2021年3月15日，发现前2次喷完之后的红花檵木整株长势改善明显，叶片开始变大变长，平均叶片长40.6 mm，宽28.7 mm，新长出的枝条也开始变长，枝条可见变粗，平均长度为91.89 mm，花芽明显变大。

(4)2个月后的喷施“海之星”免疫增强型壳寡糖生物制剂62 d后叶片长、宽、枝条长度

取样时间为2021年5月17日进行观察取样时，红花檵木基本得到恢复，叶片变长、变绿和变大，平均叶片长47 mm，宽33 mm，新长出的枝条变长同时变得粗壮，平均长度为104.67 mm，花芽蓬发，数量也更密集，与未喷施“海之星”免疫增强型壳寡糖生物制剂的红花檵木相比，差别明显。

(5)喷施“海之星”免疫增强型壳寡糖生物制剂与未喷施处理的叶片生长量变化对比

表2是在5月17日进行的叶片和新梢生长量的调查，样本1和样本2是喷施750倍的“海之星”免疫增强型壳寡糖生物制剂后，在不同立地环境下分别取样调查的结果，CK是未喷施“海之星”免疫增强型壳寡糖生物制剂的处理，调查的叶面积用叶片的长×宽近似代替。

表2 冻害后喷施“海之星”免疫增强型壳寡糖生物制剂对植株叶片生长量的调查表 单位：mm

对表3的数据进行方差分析，检查喷施“海之星”免疫增强型壳寡糖生物制剂对红花檵木恢复产生的影响。

(6)喷施“海之星”免疫增强型壳寡糖生物制剂与未喷施处理的叶片生长量对比

从表3中可以看出，喷施“海之星”免疫增强型壳寡糖生物制剂和未喷的植株间叶片生长量有着极显著的差异，样本1和样本2之间的差异也达到了极显著的水平，这是因为样本1是在阳光充足的地方取样，样本2是在遮阴处取样，因此在同样喷施“海之星”免疫增强型壳寡糖生物制剂的情况下，不同的生长环境对叶片和生长的影响也非常重要。这说明喷施“海之星”免疫增强型壳寡糖生物制剂能明显加快红花檵木在冻害后的恢复生长。

表3 喷施“海之星”免疫增强型壳寡糖生物制剂与未喷施处理的叶片生长量差异性检验

(7)喷施“海之星”免疫增强型壳寡糖生物制剂与未喷施处理的新梢生长量变化对比

新梢的生长与叶片和生长略有不同，从表4可以看出，未喷施“海之星”免疫增强型壳寡糖生物制剂的红花檵木与喷施海之星的在生长量上有着极显著的差异，但是对于同样喷施了“海之星”免疫增强型壳寡糖生物制剂而处于不同环境条件下的红花檵木，其新梢生长量没有显著性的差异。

表4 喷施“海之星”免疫增强型壳寡糖生物制剂与未喷施处理的新梢生长量差异性检验

(8)试验调查

分别于2021年3月3日、3月10日、3月15日和5月17日调查记录喷施750倍的“海之星”免疫增强型壳寡糖生物制剂后，在阳光充足出采集的样本1，在阳光荫蔽处采集的样本2，以及未喷施“海之星”免疫增强型壳寡糖制剂的样本CK，采取3组对比分析的方法，从叶长，叶宽及叶片生长量，新梢生长量，长度变化对比等几个角度观察并记录“海之星”免疫增强型壳寡糖生物制剂在红花檵木冻害后的治疗恢复情况。

3 结论

通过实验数据和结果分析表明，脱落酸(ABA)在植物的抗冷胁迫过程中起关键作用，壳寡糖可以有效诱导抗寒相关脱落酸(ABA)抗逆途径，寒冷胁迫诱导的直接保护细胞免受低温胁迫伤害的功能蛋白(如LEA蛋白、渗调蛋白、抗冻蛋白、水通道蛋白、离子通道蛋白、伴侣蛋白和mRNA结合蛋白等);渗透调节因子(比如脯氨酸、甜菜碱和糖类等)的合成酶;以及毒性降解酶(比如谷胱甘肽-S-转移酶、可溶性环氧化物水解酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶等)能维持胁迫条件下细胞各种生理生化代谢活动正常进行。

当红花檵遭遇到低温冷害甚至霜冻的情况下，在没有整株死亡的前提下，可以使用“海之星”免疫增强型壳寡糖生物制剂进行整株喷洒，一方面通过激发植物诱导防御反应用，促使植物细胞识别微生物细胞壁上的片段物质，以促进早日恢复良好和生长状态。另一方面通过提高植物光合途径Rubisco等相关酶活性，有效提高养分利用率，激活植物细胞水杨酸和茉莉酸等免疫途径，增强植物抗病性，以及调控植物POD、SOD活性、气孔闭合度，提高作物抗逆能力，调控植物内源生长因子等促进植物茁壮成长。

4 讨论

壳寡糖分子量小、水溶性好、易降解，并能进入植物细胞内进行调节，壳寡糖在植物病害防治中研究和应用更为广泛，用来防治植物病害是较好的选择[10]。“海之星”免疫增强型壳寡糖生物制剂对植物冻害的防治作用机制之一是壳寡糖对作物生长阶段养分利用率低、病害抵抗力弱和逆境适应能力差等相关问题，有非常显著的效果，同时其富含的高活性几丁质海洋寡糖有着很好的提高植物的免疫力的功效，可为作物的生长提供绿色有机的免疫防护屏障，增强植物抵抗逆境能力。该品是针对作物苗期生长阶段免疫力低下、逆境适应能力弱和根系发育不良等相关问题，以中国科学院乙酰化调控创新技术制备的第5代寡糖为核心成分，与多种生理调控因子科学配比研制而成。

纯净的壳寡糖更能有效研究壳寡糖在植物冻害防治中的构效关系，然而纯品壳寡糖价格昂贵，该研究中使用的壳寡糖混合水溶生物制剂，主要是以深海雪蟹等海洋生物为原料，经过生物酶选择性降解技术制备而成，对红花檵木冻害恢复治疗效果显著，且价格亲民操作简单，这使大规模推广使用“海之星”免疫增强型壳寡糖生物制剂治疗红花檵木等园林植物冻害成为可能。