全球首個光合細菌胞外多糖PCT國際專利獲批

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研究所研發(fā)的光合細菌胞外多糖G-EPS 分離、制備和使用方法，近日被美國專利商標局授權(quán)為發(fā)明專利。美國是《專利合作條約》（PCT）的成員國之一。

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

光合細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)，對植物有生長調(diào)節(jié)、免疫誘導、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題。

湖南省植物保護研究所科研人員劉勇、張德詠團隊多年以來針對具有高效促生、抗病誘導功能的沼澤紅假單胞菌菌株GJ-22 胞外活性化合物，進行了系統(tǒng)性研究，鑒定出一個能刺激植物生長素合成、調(diào)控植物免疫信號的胞外多糖G-EPS。

該研究通過離心、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)過純化，得到單一組分的純多糖G-EPS。經(jīng)過高效凝膠滲透色譜儀對胞外多糖分子量進行測定，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行衍生化，通過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。

“我們在多種作物上進行抗病、抗逆、促生等室內(nèi)和田間驗證分析表明，G-EPS 具備穩(wěn)定、高效的植物生長調(diào)節(jié)和廣譜性病害防控作用?！痹搶＠夹g(shù)負責人之一、湖南省植物保護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)應用提供更多的理論依據(jù)。