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茉莉酸，屬于脂肪酸的衍生物，是存在于所有高等植物中的植物激素，在植物的花、莖、葉、根等組織與器官中普遍存在，在植物的生長發(fā)育過程中發(fā)揮著重要作用，有抑制植物生長、萌發(fā)、促進(jìn)衰老、提高抗性等生理作用。同時(shí)作為第二信號，在植物受到生物與非生物的傷害時(shí)誘導(dǎo)激活植物體內(nèi)的防御基因，抵御外界傷害。
茉莉酸及其甲酯具有清淡、優(yōu)雅的香味，所以可作為很多香花精油的主香成分，廣泛應(yīng)用于香料業(yè)的生產(chǎn)中。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，茉莉酸類物質(zhì)能明顯促進(jìn)不育植物開花，還可用來提高植物的抗旱性，同時(shí)茉莉酸類物質(zhì)可以誘導(dǎo)植物產(chǎn)生有毒物質(zhì)、害蟲蛋白抑制劑等來達(dá)到抗蟲害的效果，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可以代替部分殺蟲劑。
茉莉酸的制備方法主要有三種，從植物中提取、化學(xué)合成及微生物發(fā)酵法。植物中茉莉酸的含量在10-10~10-9g/g，提取量很少，提取效率不高。
人工合成茉莉酸及茉莉酸類物質(zhì)主要原料為己二酸酯、丙二酸單酯、環(huán)戊烯酮等，一般由這些原料出發(fā)，先制備出茉莉酸酯，再水解得到茉莉酸。以己二酸二烯丙酯（2）為起始原料，經(jīng)NaH還原，與2-戊炔氯反應(yīng)得到3a，Pd催化得到含雙鍵的環(huán)戊酮，與丙二酸二甲酯發(fā)生Michael加成反應(yīng)，NaHCO3洗滌純化得到茉莉酸甲酯（1），再經(jīng)水解即得茉莉酸。合成路線如下圖所示。
茉莉酸的生物合成，究其本質(zhì)是以從細(xì)胞膜上釋放的亞麻酸(以及亞油酸)為底物開始的一連串酶反應(yīng)。首先，脂氧合酶(lipoxygenase)以α-亞麻酸(α-linolenic acid)為底物合成13S-氫過氧亞麻酸((13S)-hydroperoxy- (9Z,11E,15Z)-octadecatrienoic acid, 13-HPOT)，接著丙二烯氧化物合酶(allene oxide synthase, AOS)和丙二烯氧化物環(huán)化酶(allene oxide cyclase, AOC)把13-HPOT轉(zhuǎn)化為具有光學(xué)活性的12-氧-植物二烯酸(12-oxo-phytodienoic acid, OPDA)。該反應(yīng)的中間產(chǎn)物為一種不穩(wěn)定的丙二烯氧化物12,13(S)-epox- yoctade-catrienoic acid, 它可不經(jīng)催化直接水解成α-酮醇(α-ketol)、γ-酮醇(γ-ketol)和外消旋的OPDA。OPDA經(jīng)過OPR3(OPDA reductase3)催化五元環(huán)上的雙鍵進(jìn)行的還原反應(yīng)和3個(gè)β-氧化反應(yīng)，形成茉莉酸(+)-7-iso-JA, (+)-7-iso-JA再經(jīng)過甲酯化可生成甲基茉莉酸。
JA合成途徑所涉及的上游幾個(gè)基因都定位于葉綠體中(Farmaki et al., 2007)，而β-氧化酶定位于過氧化物酶體(peroxisome)，修飾茉莉酸的酶則存在于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)。也有報(bào)道稱擬南芥中與發(fā)育相關(guān)的JAs合成和與傷誘導(dǎo)相關(guān)的JAs合成是相互重疊的，但不完全相同，即植物中可能存在2條JA合成途徑或者2種不同的合成調(diào)控通路。茉莉酸的生物合成途徑見下圖。
Aldrige等最早從真菌可可毛色二孢Lasiodiplodia theorboma培養(yǎng)液中分理出游離的茉莉酸，說明某些微生物具有分泌茉莉酸的可能。鄭璞等從變質(zhì)果蔬及玉蕊、拉貢木、海桑、水黃皮、玉米棉花等植物的腐爛部位上的微生物中篩選出能分泌茉莉酸的菌株DWH-2，該菌屬于Lasiodiplodia iranensis菌，給予不同方式的培養(yǎng)，產(chǎn)物中茉莉酸的含量如下表所示。DWH-2在固體培養(yǎng)基上培養(yǎng)4～5天，轉(zhuǎn)接發(fā)酵培養(yǎng)基中靜止發(fā)酵6～10天，可以產(chǎn)生1500mg/L以上的茉莉酸。
將茉莉酸和茉莉酸甲酯分別與氨基寡糖素、腐殖酸銅、萘乙酸、S-誘抗素按一定比例組合，其組合物對多種作物上的多種病害都有較高活性，并具有明顯的增效作用，擴(kuò)大了殺菌譜，同時(shí)增加作物對肥料的有效吸收，輔助作物劣勢部分良好生長，調(diào)節(jié)作物體內(nèi)水分的平衡，從而激活作物的代謝系統(tǒng)，促進(jìn)作物細(xì)胞增長、根系活力加強(qiáng)。典型地，茉莉酸及茉莉酸甲酯與氨基寡糖素復(fù)配可防治番茄疫病，包括軟腐病、病毒病、黃萎病、枯萎病、角斑病、腐爛病、疫霉病、赤霉病、灰霉病、炭疽病等；與腐殖酸銅復(fù)配可防治番茄疫病；與萘乙酸復(fù)配可防治西瓜炭疽病；與S-誘抗素復(fù)配可防治煙草花葉病。
茉莉酸作為一種重要的內(nèi)源信號分子，參與植物對病原菌和植食性昆蟲的防御，與常見的殺蟲劑如生物源類、酰胺類、有機(jī)磷類、雙酰肼類、擬除蟲菊酯類等殺蟲劑復(fù)配，可防治甜菜夜蛾、甘藍(lán)夜蛾、菜青蟲、棉鈴蟲、金紋細(xì)蛾、美國白蛾、松毛蟲、尺蠖、煙青蟲、卷葉蛾類、蘋果蠹蛾、葉蟬、金剛鉆、馬鈴薯甲蟲、椿蟓、木虱、紅圓蚧、粉軟臘蚧、柑橘粉蚧、柑橘雪蚧、粉虱、紅鈴蟲、斜紋夜蛾、小菜蛾、潛葉蛾、茶小綠葉蟬、蚜蟲、稻飛虱、稻縱卷葉螟、二化螟、三化螟、介殼蟲或薊馬等常見有害昆蟲。該復(fù)配農(nóng)藥協(xié)同增效效果明顯，使用成本低，防效好，減少了農(nóng)藥用藥量，降低了農(nóng)藥在作物上的殘留，減輕了環(huán)境污染。
果蔬增塘著色劑富含植物所必需的有機(jī)鰲和基質(zhì)、小分子肽、各種微量元素及痕量元素施用后能促進(jìn)果樹枝粗桿壯、增厚葉片、提高抗逆性、抗自然災(zāi)害能力和抗病毒能力，同時(shí)可增加果肉硬度、強(qiáng)化光和轉(zhuǎn)化和物質(zhì)積累，促使果實(shí)光潔亮麗，香艷誘人，增加果品等級。將磷酸二氫鉀（10%）、花青素（15%）、茉莉內(nèi)酯（15%）、茉莉酸（15%）、胺鮮酯（15%）、乙烯利（15%）、脫落酸（15%）均勻混合制備出果蔬著色劑，廣泛應(yīng)用于蘋果、葡萄、梨、桃、草莓、櫻桃等果樹類及西紅柿、黃瓜等茄果類蔬菜，施用后果實(shí)上色快而均勻，快速形成果霜保護(hù)膜，可提高VC含量7%-30%，降低有機(jī)酸含量6%-28%。
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