卡拉膠提升作物對病毒的耐受性

 

    卡拉膠(Carrageenan)是「紅藻」獨有的海藻多醣,由於多樣化的用途受到食品、飼料,乃至製藥界的重視。卡拉膠有獨特的生物活性,在動物相關的研究中,發現包含抗病毒、抗腫瘤、免疫調節等特殊生物活性。在最近的研究中發現,卡拉膠在植物中具有促進作物生長與誘導植物防禦反應的功效,能夠在農業栽培上保護作物並增加作物的生產力。

 

    生長方面,卡拉膠能促進光合作用中的關鍵酵素「1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶 (RuBisCO)」的活性,與增加葉綠素的含量,來增加光合作用效率。卡拉膠也能促進氮同化作用,促進作物的生長勢,提高作物產量。

 

    卡拉膠在玉米與鷹嘴豆試驗中,能促進早期開花。而卡拉膠也能提升內源性荷爾蒙的合成,比如IAA、GA3、玉米素的合成。這些結果表示卡拉膠透過改善作物的基礎代謝與調節賀爾蒙的合成,讓作物發揮最大的生產潛力。

 

    作物沒有免疫細胞,而是透過每個細胞來感知病原菌的入侵。作物部屬多種誘導抗病的機制,而當受到病原菌入侵時,作物會分泌不同的「警告訊號」,來活化水楊酸、茉莉酸、乙烯的訊號,啟動初級防禦反應。

 

    在海藻中,很少看到大規模病害,這顯示海藻的進化過程中,針對不同的病害已經形成有效的防禦機制。作物靠細胞膜上的不同受體蛋白感受病原體的入侵,而卡拉膠能誘導這些蛋白產生感染的訊號,來作為誘導劑。

 

    現有的研究已知,卡拉膠對於番茄植株的TCDCd病毒有抑制效果,能透過抑制病毒的複製來減輕病毒的影響。另外在數種作物中,發現對不同的病毒有抑制病毒進入細胞或防制病毒累積與移動的效果,來抑制病毒對作物的影響。

 

    上述的實驗室研究,了解卡拉膠在改善作物生理代謝、促進內源性賀爾蒙的合成與誘導免疫反應上有直接效果。而在實際農業操作上,多種病害的綜合感染與逆境損傷,都讓作物栽培越來越困難。聰明選擇優質製造商的產品,使用優良品質與高濃度的產品,才能讓農業投資獲得有效回報。法商 歐密斯集團針對紅藻開發優秀的海藻多醣生物刺激素(biostimulants),以科技提高產品品質,為了擔心成分降解,只將新鮮開採的紅藻原料透過冷壓萃取,經過不同分子大小的分子膜篩,純化濃縮不同海藻成分,成功提高單一產品中的紅藻多醣含量,是值得肯定的好產品。

 

參考資料:
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmars.2016.00081/full

https://www.gofarco.com.tw/plant/list/41

https://www.gofarco.com.tw/plant/list/44

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