5月26日，國際著名學(xué)術(shù)期刊Carbohydrate Polymers報道了中科院海洋所李鵬程課題組關(guān)于吡啶羰基殼寡糖銅配合物的設(shè)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(fā)提供了理論依據(jù)和研究范例。
銅制劑是一類擁有150多年歷史的農(nóng)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(yōu)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(xiàn)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(fā)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(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用研究，通過在殼寡糖配體中構(gòu)建共軛系統(tǒng)，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(dǎo)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(guān)關(guān)系。經(jīng)過體外及盆栽實驗篩選，團隊發(fā)現(xiàn)，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(jié)果為海洋生物大分子銅制劑的深入研究奠定了基礎(chǔ)，并表明在殼寡糖分子內(nèi)構(gòu)建共軛體系是調(diào)控其配合物緩釋能力的有效策略。
pCOSx-Cu的共軛體系構(gòu)建及特征
pCOSx-Cu顯著抑制農(nóng)業(yè)致病菌Phytophthora capsici Leonian感染辣椒幼苗
中科院實驗海洋生物學(xué)重點實驗室劉衛(wèi)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(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、山東省自然科學(xué)基金等項目的資助。
相關(guān)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
