花粉是開花植物重要的生殖細(xì)胞，不僅包含其親本的重要遺傳信息，而且還含有豐富的營養(yǎng)成分，以花粉的正常發(fā)育和受精完成。
成都新朝陽作物科學(xué)股份有限公司長期致力于油菜花粉中天然14-羥基蕓苔素甾醇的提取產(chǎn)業(yè)化，已形成一系列以天然蕓苔素甾醇為主要成分的植物生長調(diào)節(jié)劑產(chǎn)品，在市場(chǎng)上獲得廣泛好評(píng)。
與此同時(shí)，新朝陽繼續(xù)深入開發(fā)油菜花粉的綜合利用，將油菜花粉水提物回收利用，形成新型生物刺激劑產(chǎn)品，具有顯著的生長促進(jìn)作用。對(duì)油菜花粉水提物進(jìn)行成分分析發(fā)現(xiàn)，其主要成分是多糖、寡糖、單糖等水溶性糖類物質(zhì)，除此之外還具有豐富的氨基酸、礦物質(zhì)、微量元素等。因此，將花粉多糖作為油菜花粉水提物的主要指示成分，進(jìn)行深入研究。
多糖是一類結(jié)構(gòu)復(fù)雜的生物大分子物質(zhì)，一般由糖基按照一定的規(guī)則排列而成，通常是一類不同聚合度糖鏈的混合物，根據(jù)分子量大小、聚合程度、排列順序、相鄰糖基連接方式、分支數(shù)量與長短等來進(jìn)行一級(jí)結(jié)構(gòu)的鑒別區(qū)分。
除此之外，多糖骨架間還可以氫鍵結(jié)合、糖基側(cè)鏈費(fèi)共價(jià)作用等形成多糖的高級(jí)結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn)，花粉多糖根據(jù)其化學(xué)性質(zhì)可分為酸性多糖和中性多糖。
研究人員通過凝膠柱層析、聚丙烯酰胺凝膠電泳等方法已從多種植物花粉中分離純化得到單一多糖，并利用化學(xué)法、生物酶法、免疫學(xué)方法、色譜-質(zhì)譜法、紅外光譜法、核磁共振法、X衍射法等多種方法對(duì)多糖分子進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定。
多糖的結(jié)構(gòu)特征決定多糖具有多種生物學(xué)功能，近年來在植物學(xué)研究較多的多糖功能包括抗氧化、促生長、誘導(dǎo)植物免疫等。
花粉多糖信號(hào)識(shí)別
外界刺激作用于植物，往往是通過細(xì)胞膜上的受體將信號(hào)轉(zhuǎn)入細(xì)胞內(nèi)。在植物細(xì)胞膜上存在大量模式識(shí)別受體（PRR），可識(shí)別一種或多種分子模式（MP），植物通過這種識(shí)別方式將相應(yīng)的分子信號(hào)傳入胞內(nèi)進(jìn)而啟動(dòng)下游反應(yīng)。
這些分子模式可根據(jù)其來源劃分為病原相關(guān)分子模式（PAMP）或微生物相關(guān)分子模式（MAMP），以及植物自身降解的損傷相關(guān)分子模式（DAMP）。目前已知的多糖受體包括微生物來源的幾丁質(zhì)受體和葡寡糖受體和植物細(xì)胞壁來源的寡聚半乳糖醛酸受體。
寡聚半乳糖醛酸是植物細(xì)胞壁中果膠降解產(chǎn)物，已知其受體是位于植物細(xì)胞壁上的一系列細(xì)胞壁連接類受體激酶WAK。WAK粘附在細(xì)胞壁上，通過細(xì)胞質(zhì)膜延伸到胞內(nèi)，其胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域通常具有激酶活性。
通過對(duì)WAK家族蛋白的功能研究發(fā)現(xiàn)，其主要參與分生組織分裂、細(xì)胞生長、器官形成等生理活動(dòng)，同時(shí)也參與植物病蟲害防御與逆境響應(yīng)。
花粉多糖也來源于植物，因此猜測(cè)可能與寡聚半乳糖醛酸類似，都屬于DAMP分子模式，可能也存在潛在的花粉多糖受體通過信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)參與植物生理活動(dòng)調(diào)節(jié)。
花粉多糖信號(hào)引起的細(xì)胞反應(yīng)
植物在感知花粉多糖信號(hào)之后會(huì)引起細(xì)胞內(nèi)發(fā)生包括胞質(zhì)和胞核內(nèi)鈣離子流改變，細(xì)胞質(zhì)酸化，活性氧產(chǎn)生等細(xì)胞反應(yīng)。
Ca2+在細(xì)胞功能調(diào)節(jié)上具有重大作用，作為第二信使調(diào)節(jié)植物生長、發(fā)育及抗逆等生理反應(yīng)。植物對(duì)外界的應(yīng)激反應(yīng)在細(xì)胞層面上往往表現(xiàn)為鈣離子濃度的瞬變，伴隨著胞外鈣的流入和胞內(nèi)鈣庫中鈣的泵出。研究人員利用鈣離子通道阻斷劑和鈣調(diào)蛋白拮抗劑已證明該信號(hào)參與殼寡糖信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。
活性氧（ROS）是伴隨地球有氧生物進(jìn)化而產(chǎn)生的一類具有氧化活性的化合物，來源于生物體的正常有氧代謝。植物在脅迫條件下會(huì)迅速產(chǎn)生大量ROS，造成氧化脅迫，嚴(yán)重影響植物的正常代謝、細(xì)胞及細(xì)胞器結(jié)構(gòu)以及生物大分子的穩(wěn)定。然而，ROS同時(shí)也是植物體內(nèi)重要的信號(hào)分子，他通過調(diào)節(jié)基因表達(dá)和細(xì)胞代謝，使植物及時(shí)對(duì)脅迫做出反應(yīng)。ROS爆發(fā)是植物防御信號(hào)的的標(biāo)志，超敏反應(yīng)就是典型的活性氧爆發(fā)過程。
當(dāng)植物遭受病原菌侵害時(shí)，會(huì)局部大量產(chǎn)生ROS，啟動(dòng)自身防御。很多多糖類物質(zhì)如殼寡糖幾丁聚糖都可以在多種植物中誘導(dǎo)ROS爆發(fā)，促進(jìn)植物自身免疫。同時(shí)ROS還可與其他信號(hào)分子如NO等共同作用，調(diào)節(jié)氣孔關(guān)閉等多種生理過程。
花粉多糖具有抗氧化活性
植物代謝過程中會(huì)不斷產(chǎn)生各種自由基，其中超氧陰離子自由基和羥基自由基是極具代表性的兩種自由基。
正常狀態(tài)下，植物代謝產(chǎn)生的自由基會(huì)被超氧化物歧化酶SOD催化生成H2O2，進(jìn)而被細(xì)胞內(nèi)過氧化物酶，然而植物在脅迫條件下，自由基產(chǎn)生與的平衡被打破，將導(dǎo)致機(jī)體蛋白質(zhì)和DNA損傷，也可能觸發(fā)不飽和脂肪酸的過氧化，***終產(chǎn)生丙二醛（MDA）使蛋白質(zhì)、核酸等發(fā)生交聯(lián)而失活。
近年來，醫(yī)學(xué)研究上越來越多關(guān)于花粉多糖抗氧化的報(bào)道，并完成各種體外及體內(nèi)實(shí)驗(yàn)，證實(shí)花粉多糖在抗腫瘤、、抗衰老方面的應(yīng)用。
因此，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上花粉多糖也可作為抗氧化物質(zhì)作用于植物，植物因環(huán)境脅迫及生物脅迫產(chǎn)生的過量自由基，避免ROS氧化脅迫造成的生理影響。
我們利用FeSO4法測(cè)定油菜花粉水提花粉多糖中總抗氧化活性發(fā)現(xiàn)其具有一定的抗氧化活性，未來將進(jìn)一步深入研究花粉多糖的體內(nèi)抗氧化活性。
花粉多糖顯著提高肥料利用率促進(jìn)作物生長
花粉多糖是植物來源的多糖類物質(zhì)，其受體蛋白可能參與植物的多種生理活動(dòng)，調(diào)節(jié)植物生長和發(fā)育。
新朝陽生物調(diào)控技術(shù)創(chuàng)制中心利用油菜花粉多糖水提物開發(fā)出一種全新的功能型促生長植物源生物刺激劑SF-花粉多糖，并同時(shí)推出一系列SF-花粉多糖葉面營養(yǎng)產(chǎn)品“SF-花粉多糖六朵金花”。
實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)新朝陽SF-促生長型花粉多糖與葉面肥復(fù)配使用可顯著提高葉面肥利用率，促進(jìn)小白菜生長。
SF-花粉多糖的研究為產(chǎn)品的推廣應(yīng)用提供了有利的技術(shù)支撐，為肥料企業(yè)帶來了新選擇，為“藥肥兩減”和提高化肥利用率提供強(qiáng)有力的技術(shù)。
該新功能產(chǎn)品的成功研發(fā)體現(xiàn)了新朝陽用“生物科技驅(qū)動(dòng)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展”的研究理念和方向，推動(dòng)生物技術(shù)服務(wù)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，對(duì)驅(qū)動(dòng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。
來源：生物農(nóng)藥視界