艾科尔化工：开发胞外多糖专利产品，完善有机种植解决方案

始于农民与种植者的需求，聚焦农业抗性防治和有机种植，持续开发和推广农化新产品、新应用和新技术，以完善作物解决方案，并最终切实提升终端用户的种植体验和收益，一直是艾科尔化工不懈努力的方向。而作为未来农化行业发展的关键领域之一，有机种植投入物的研究开发和应用推广一直是艾科尔化工发展的重中之重。近年来，艾科尔化工积极与国内外知名大学与科研院所开展广泛的合作研究，开发出了一系列基于功能性微生物及其代谢物的有机种植投入物产品，并在“一带一路”沿途国家和相关发展中国家的多种类农作物上进行了广泛而有成效的应用推广。

众所周知，为适应环境生长，微生物在生长代谢过程中通常会向细胞壁外环境分泌出多种次级代谢产物，其中一类重要的物质就是易与微生物体分离的水溶性胞外多糖。由于具有天然安全无毒、理化性质独特和特异性优良等优点，微生物胞外多糖逐渐受到了研究者的青睐，先后有数十个品种得到了研究开发和应用推广，在食品、石油、化工、医药、化妆品和农业等领域发挥了重要作用。作为商业化应用最为广泛的一类微生物胞外多糖，细菌胞外多糖主要有以下几个品种得到了开发：（1）由黄单胞杆菌（Xanthomonas campestris）分泌的酸性杂多糖黄原胶（Xanthan gum），（2）由粪产碱杆菌（Alcaligenes faecalis）分泌的同多糖热凝胶（Curdlan），（3）由伊乐藻假单胞菌（Pseudomonas elodea）分泌的杂多糖结冷胶（Gellan Gum），（4）由链球菌（Streptoceus spp.）和明珠串菌（Leuonnstoc spp.）分泌的同多糖葡聚糖（Glucan），（5）由产碱杆菌 (Alcaligenes sp.)分泌的韦兰胶（Welan gum），（6）由多种细菌分泌的细菌纤维素，等等。然而，其中仅有黄原胶作为助剂在农业植保领域得到了开发和应用。

与国内外多家知名的科研机构合作，艾科尔化工对沼泽红假单胞菌（Rhodopseudomonas palustris）进行了深入的研究开发，从该光合作用菌成熟期聚集分泌（见图1）到胞外的培养基质中分离得到了一种新型的杂多糖类细菌胞外多糖Exopolysaccharins（其化学结构见图2）。目前，Exopolysaccharins相关的生产工艺和农业应用技术已申请中国发明专利并获授权公开，通过PCT途径在美国等国申请的国际专利也预计于2023年前后得以授权通过。

图1  聚集的沼泽红假单胞菌及其分泌的胞外多糖Exopolysaccharins

图2  由沼泽红假单胞菌分泌的胞外多糖Exopolysaccharins的化学结构

作为一种新型的植物疫苗，Exopolysaccharins可通过激发植物内的免疫防御机制来发挥作用（可能的作用机理见图3）。在进入植物细胞后，Exopolysaccharins通过多级信号和内源性激素的调控，引起防御信号的传导和放大，以及一系列的应答反应和防卫相关基因的表达，随之产生的病程相关蛋白（如酶等）和抗性次生代谢物质也不断积累。在上述过程中，植物的生理活动得到调节，对营养成分、微量元素和水的吸收利用率提高，对非生物和生物胁迫的抵抗能力也得以加强，最终能够促进作物生长并实现果实的提质增产。研究表明，Exopolysaccharins可有效激发烟草、水稻等植物对花叶病毒病和稻瘟病等病害的抗病性。值得一提的是，由于Exopolysaccharins为天然来源，不直接作用于病原菌，因而对非致病生物无不利影响，在防治对常规化学杀菌剂产生耐药性的病原菌过程中也颇有成效。

图3  胞外多糖Exopolysaccharins可能的作用机理

为进一步提升农民或种植者对使用体验和效果收益的可感知性，以自主创制的细菌胞外多糖Exopolysaccharins及其来源的光合作用菌或其培养液为基础，艾科尔化工采用自主开发的ACEtecTM独有技术成功开发了一系列生物刺激素类产品（表1）。其中，ACEtecTM独有技术以中医药理论为基础，以作物最终的田间提质增产为目标，以化妆品级和食品级特效表面活性剂，以及具有多种协同作用机制的功能性成分（包括功能性氨基酸、小分子多肽等有机质以及微量元素）为辅助原料，辅以先进的面膜和果冻综合制成工艺，通过持续的体系筛选、配比和工艺优化而制成，以此开发的产品也具有效果可感知、易施用、好融入、无限活力、多产出和低风险等突出优点。

表1 艾科尔化工开发的Exopolysaccharins相关系列产品（基于ACEtecTM独有技术）

由于理化性质稳定、酸碱度接近中性，可与大多数常用的植保产品和其他叶用农化产品混用，由艾科尔化工开发的Exopolysaccharins相关的生物刺激素产品具有极佳的桶混兼容性。该类产品施用后可快速促进植株茎叶对药液、水分和养分的吸收、传导、转化和利用，提高作物的抗病虫害和抗逆能力；同时可减少农药和肥料的施用，显著提高作物产量并改善其品质，为作物收割和后茬种植提供更有利的条件；此外，还可有效降解作物上的农药残留，降低农药暴露风险。因此，将胞外多糖Exopolysaccharins相关系列产品纳入作物管理计划更容易实现作物的优质高产。

到目前为止，艾科尔化工已在中国、越南、印度尼西亚、柬埔寨、泰国、菲律宾、马来西亚、印度、巴基斯坦、尼泊尔、孟加拉、土耳其、吉尔吉斯斯坦、哈萨克斯坦、埃及、厄瓜多尔、哥伦比亚和韩国等亚非欧美洲国家开展了广泛的田间试验和示范推广，目标作物涉及葱、蒜、韭菜、辣椒、空心菜、芥菜、黄瓜、玉米、甘蔗、木薯、绿豆、马铃薯、水稻、烟草、火龙果和香蕉等多种大田和经济作物（图4）。以红葱、洋葱和辣椒为例，多地多季的田试结果表明，在施用艾科尔化工开发的Exopolysaccharins相关系列产品后，作物叶片更绿更坚挺、叶壁变厚、病虫侵染显著减少，产量可提高约20%~40%、品质大大改善，生长周期也有所缩短。由于药效快速、收益显著、适应性强（药效和收益受人为操作和环境因素等影响小），这些产品都深受参试农户、分销商和经销商的欢迎和喜爱，具有广阔的市场前景。

图4  Exopolysaccharins相关系列产品在国内外的田试结果

图5  在东南亚国家上市的Exopolysaccharins相关系列产品

在着手国内外田间试验的同时，艾科尔化工已启动全球登记计划，力争将Exopolysaccharins相关系列产品推向更广阔的市场。目前，该系列产品已经在泰国、越南、印尼和柬埔寨等国登记上市，在菲律宾、印度、巴基斯坦、厄瓜多尔和孟加拉等国的登记也正在开展之中，更多国家和地区的田间试验也在全力推进之中。

基于ACEtecTM独有技术开发的Exopolysaccharins相关的生物刺激素产品在不同国家对不同农作物都具有丰富的功效，但其并不是万能药，不可能一次性解决农户关切的所有问题。在使用Exopolysaccharins系列产品的同时，还需要选用优质的农化产品并辅以科学的田间管理，通过集成的综合解决方案，以最终实现作物提质增产和农民增产增收。艾科尔化工期待与更多的合作伙伴一起，发展细菌胞外多糖专利产品，完善作物有机种植解决方案，将更多中国品牌推向世界，让更多的农民体验并享受中国创新的成果。