芸苔素简介

芸苔素及其类似物作为植物内源性的植物生长调节剂，其功能与已知的五大类调节剂均不同，经深入研究证明，它有多种独特的调节植物生长的生理活性。与已知的生长素、细胞分裂素、赤霉素（920）、脱落酸、乙烯等植物生长调节剂相比，生物活性更综合，使用量更低（PBM级），安全性更高（低毒），在农业上增产增收的效果更好。1998年第十六届国际植物生长物质学会大会上，被一致公认为新一代农业生产资料即世界第六大类植物生长调节剂。

1. 芸苔素的发现简史

芸苔素的发现迄今为止已经有近90年的历史。1930年左右最早被美国农业部研究中心（USDA）发现，研究人员首次发现植物花粉提取物能促进植物生长，引起了美国科学家的关注。1941年美国科学家Mitchell 首次报道了花粉（玉米）正己烷提取物可促进植物（豆类）生长。1951年Mitchell 又报道了不成熟的豆类种子提取物也可促进植物生长，这使得美国农业部加大了对芸苔素的研究，1960年开始 USDA启动了从花粉中发现新的植物生长调节活性物质的项目。

1970年Mitchell从油菜花粉中提取到能引起菜豆幼苗节间伸长、弯曲、裂开等异常现象的生长物质，命名为芸苔素（brassins），这也成为至今检测芸苔素活性的最经典方法。1972年Mitchell发现芸苔素（brassins）可以促进多种植物、不同植物部位的生长，引起了全世界植物保护相关领域科学家的关注，芸苔素的发现成为研究特点。1979年Grove和Mandava在油菜花粉中发现芸苔素内酯Brassinolide (BL)单体，是首个从植物花粉中分离得到的天然芸苔素单体。利用这种思路，全世界科学家至目前为止，从大量物种中至少已分离出60多余种天然芸苔素类化合物及其类似物激素，科学家将其统称为芸苔素甾醇（brassinosteroids，BRs）。

其中目前科学家将具有芸苔素活性的植物激素的统称为芸苔素（Brassin）；将能引起菜豆第二节间伸长、弯曲、膨大或分裂等典型特征的生物活性称为，芸苔素活性（Brassin activity）；芸苔素内酯（Brassinolide）一般特指1979年Grove和Mandava首次从油菜花粉中分离到的化合物；具有芸苔素活性和多羟基甾醇结构特征及其类似物称为芸苔素甾醇（Brassinosteroids）。因此目前市场上的芸苔素类物质应该都归属于芸苔素甾醇类。

2. 芸苔素应用简史

芸苔素及其类似物国外日本最早开始应用，但规模不大。大规模商品化应用最早开始于我国。

1980年开始我国科学家开展了系列芸苔素类似物的研究开发，分为天然提取和合成类似物两条路线。江西工学院（现南昌大学）蒋捷先教授率先在国内从油菜蜂蜡中提取得到芸苔素活性部位并申请了国家发明专利，1984年进行了科技成果鉴定。同年在四川省蒲江县进行产品转化，获得了良好的效果。后续继续开发相继开发了酶法从蜂蜡中提取、酶法从油菜划分中提起等新工艺，相继获得国家发明专利、PCT美国专利、PCT澳大利亚专利。90年代产品在农业部获得临时登记，2006年获得正式登记，2014年获得行业标准，其中主要活性成分为14-羟基芸苔素甾醇。目前生产企业成都新朝阳作物科学有限公司是全世界最大的天然芸苔素生产企业。

合成芸苔素类似物的研发我国科学家1982年开始借鉴了日本科学家的经验，先后仿制了24-表芸苔素内酯、22,23,24-表芸苔素内酯、28-表高芸苔素内酯、28-高芸苔素内酯等芸苔素类似物，先后在农业部登记后商品化。其中江门大光明、江西威迪、云大120等分别商品化了上述类似物。

我国是世界上最大的芸苔素及其类似物生产国和消费国。

3. 14-羟基芸苔素甾醇特点

    14-羟基芸苔素甾醇来源于油菜花粉和蜂蜡的天然芸苔素类似物，为我国特有，我国具有原料垄断优势。我国是世界上最大的蜂产品出产国，同时油菜花粉、蜂蜡等副产物近年来出现增量不增收，市场过剩的问题较为严重。该产品的大规模推广为该类产品找到了有效的出路，也是解决蜂产业和油菜产业提质增收的重要途径。14-羟基芸苔素甾醇具有以下特点：

    技术门槛高。14-羟基芸苔素甾醇是目前唯一登记的天然芸苔素类似物，其关键技术已经获得中国发明专利（ZL 200810046182.0）、PCT美国专利（US9326506）、PCT澳大利亚专利（），技术上属于我国自主知识产权，产品竞争力强。

安全性高。14-羟基芸苔素甾醇原料来源于青海门源的油菜花粉和蜂蜡，生产过程均按照食品级进行加工，产品源于植物用于植物，属于内源性直接使用，安全性高，2003年已获得我国植物生长调节剂的第一个绿色生产资料认证，产品安全性高，目前除常规使用外，还被大量的有机产品使用，使用范围广泛。

生物活性综合。由于来源于油菜花粉，产品中除含有14-羟基芸苔素甾醇外，还含有其它微量芸苔素类似物和植物活性成分，植物生长调节效果更综合。西南大学等单位对其开展的生物活性对比试验表明，14-羟基芸苔素甾醇植物生长调节效果在同等条件下优于同类产品（14-羟基芸苔素甾醇对蚕豆第二节增长率以0.01mg/L为最好，均高于对照）。

环境友好性产品。从环保角度分析，14-羟基芸苔素甾醇生产过程基本不产生废弃物，溶剂、花粉多糖均在农药生产过程中再利用，脱激素花粉按照食品级生产后可作为食品原料，生产工艺对比化学合成，工艺温和，环境友好。

4. 14-羟基芸苔素国际化

   14-羟基芸苔素甾醇从2000年左右开始了国际化工作，目前除每年直接出口20余个国家外，产品还在越南、印度进行了正式登记，2018年起产品将正式启动美国EPA登记工作。该产品的国际化工作将为我国自主知识产权农药的国际化提供有力的支撑。