【全球水果轉色問題及需求】

近年來，″綠色、天然″概念盛行，人們對水果的需求日益增加。在北美、日本以及澳洲和部分歐洲國家″超級食品″概念流行，其中蘋果、草莓、無花果、藍莓、番石榴、獼猴桃等多種水果被稱為″超級食品″（″超級食品″是指多種能提供高能量和營養元素的食品，提供人體所需能量，改善飲食習慣，此類食品不僅能夠提供豐富的營養，還能以環保方式種植）。然而，全球水果普遍面臨著轉色問題，果實在轉色期出現上色慢、不上色、上色后返青等嚴重影響水果外觀品質，且對鮮食果蔬的市場價值、加工用途、加工品質量影響巨大。按照產量計算，2019年全球前十大水果中，香蕉、柑桔、蘋果、葡萄、桃子、菠蘿和李子等7種有″轉色增甜″提早上市的需求，占全球水果總產量的90%以上，保守估計當前的轉色市場容量達數十億美元。

【全球水果轉色解決方案】

已有研究表明果實的色澤是葉綠素、類胡蘿卜素、花色素苷等色素高度修飾的結果，由遺傳因素決定,同時也受外界環境和栽培措施的影響，其中葉綠素和類胡蘿卜素決定底色，而花青苷決定表色，底色和表色搭配可組合成不同的外觀色澤，此過程伴隨果實內部細胞壁代謝，芳香類化合物累積、抗氧化及多酚類物質合成、激素含量變化，最終達到可食用水平，逐漸表現出品種固有的色澤與香味。因此，調控特征性色素合成、成熟相關代謝物合成、激素含量變化，是果實著色均勻、品質提升的關鍵。

目前，市場主要的轉色產品中，生長調節劑類物質（乙烯利）使用時間和劑量要求比較嚴格，稍有不慎果粒出現趨軟、色暗、易脫落、果品耐儲耐運性下降，甚至引起落葉及樹勢衰退等諸多問題；生物刺激劑類（多肽、酶、活性分子等）價格偏高，轉色效果不一，營養類轉色產品多是以氨基酸類水溶肥料或有機水溶肥料進行登記銷售，使用時間要求嚴格，且需多次使用，逆境條件下無法保證轉色效果。因此，市場迫切需要需要一款綠色、安全、有效轉色產品來解決上述問題。

如何調控轉色過程中特征性色素、成熟相關代謝物和激素有序變化是解決果實轉色、品質提升的關鍵。新型的植物生長調節劑-冠菌素（COR）″甜冠″套餐為全球水果轉色問題提供解決方案，″甜冠″主效成分冠菌素作為茉莉酸類分子信號調控劑，通過誘導植物基因表達，激活花青素、花色素苷等生物合成通路，提升光合速率、內部蛋白質、氨基酸、糖類等物質的積累，解決了果實轉色、成熟過程的關鍵問題，促使果實著色均勻、品質提升。

圖. 新型的植物生長調節劑-冠菌素（COR）套餐″甜冠″

【新型的植物生長調節劑冠菌素】

1.冠菌素的發現

冠菌素（COR）是一種新研發的植物生長調節劑，存在于天然植物中，對人畜無毒無害。1977年被Ichihara等從丁香假單胞菌絳紅致病變種（Pseudomonas syringae pv. atropurpurea）的培養液中分離出的，并將其命名為coronatine（COR），它是一種生物致病毒素，高濃度能引起植物發生黃萎病，植物病理學家根據其對植物的致病性而翻譯為冠毒素，后人經研究發現冠毒素的生理功能與茉莉酸、脫落酸等類似，于2013年5月3日由成都新朝陽作物科學股份有限公司牽頭，經中國標準化技術委員會審定更名為冠菌素。

2.冠菌素的產業化之路

自1977年冠菌素被發現至今，如何高效率獲得冠菌素產品一直都是冠菌素相關研究的熱點問題之一。經過多年來的研究和探索，已建成冠菌素化學合成和生物合成兩種合成方式，但這兩條途徑都存在著其各自的缺陷，化學合成冠菌素步驟繁瑣和收率低，微生物發酵野生菌株的冠菌素生產能力普遍較低，無法滿當下工業生產的要求，另外還存在產量低、發酵周期長、能耗大、生產成本高等問題，使冠菌素工業化道路進展緩慢，極大的影響了冠菌素在農業上的應用。隨著全球對新型、安全、高效的新型農藥開發和應用的重視，中國率先啟動相關高技術研究發展計劃，在歷經長達20年的科研攻關，成功利用轉座子誘導突變、基因重組等方法構建了高產冠菌素的基因工程菌，將冠菌素產量提高10倍以上，并在成都新朝陽建立了世界上第一條冠菌素發酵生產線。之后，冠菌素的產業化之路快速發展，膜濃縮、重結晶等冠菌素提取精制技術方法營養優化，解決了冠菌素發酵效價和收率低的問題，目前，發酵技術、提取工藝、生產成本等方面達到冠菌素產業化生產要求。根據中國農藥信息網顯示，2021年9月，新朝陽公司已正式獲得全球首個98%冠菌素原藥登記證（登記證號：PD20211351）和全球首個0.006%冠菌素可溶液劑登記證（登記證號：PD20211370）。

圖 98%冠菌素原藥和0.006%冠菌素可溶液劑登記證

3.冠菌素的核心功能與作用機理

冠菌素是茉莉酸（JA）的結構模擬物，研究發現COR通過與JA受體COI1（COR-insensitive 1）結合，其活性是茉莉酸（JA）的100-10000倍，在不同濃度時呈現不同的應用效果[12]。當COR進入植物細胞時，會產生兩條信號分支，一條是激素系統。COR和JA有共同的受體COI1，IAA、JA和赤霉素的受體是由ASK、CUL和RBX組成的SCF復合體，因此COR可以通過受體COI1影響IAA、JA和赤霉素途徑；COR還通過E3連接酶亞基COI1促進氣孔重新開放，氣孔關閉的途徑又涉及觸發水楊酸（SA）和脫落酸（ABA）信號傳導途徑；由于乙烯的前體ACC與COR的前體CMA類似，因此COR能增加植物乙烯的產生，簡言之，COR可以操縱幾乎所有的激素信號途徑，這也是冠菌素能夠調節植物生長發育和逆境脅迫等眾多生理化過程原因。另一條信號分支是生理代謝。COR誘導相關蛋白表達量上調，調節細胞膜系統、滲透調節、光合作用系統、抗氧化系統，幫助植物抵御逆境傷害。

圖4 COR-冠菌素作用機制

 【冠菌素轉色增糖的應用】

已有轉錄組及代謝組研究表明，中等濃度的冠菌素COR（1-10 μM）能可以直接或間接的刺激乙烯合成誘導植物基因表達，促進花青素、花色素苷等生物合成通路的激活以及果皮和果肉中高水平的花青素積聚，促使果實著色均勻，提升果實色澤度和甜度。大量田間生測試驗也驗證其正確性。

COR對葡萄（夏黑）果實品質的影響

實驗結果表明，在葡萄轉色期施用1次冠菌素，可加快轉色進程，提前5-7天完成轉色，提高60%糖含量，降低22.8%酸度，提升品質。

圖 冠菌對素夏黑葡萄果實轉色品質的影響

COR對蘋果果實品質的影響

實驗結果表明，在蘋果上使用冠菌素1次，就能能夠顯著提高蘋果的著色率，著色更均勻，著色指數達到95%以上，遠遠高于對照組，果實品質也得到了較大提升，其中，果實可溶性糖含量增加30%以上。

圖 COR對蘋果果品的影響

 COR對柑橘果實品質的影響

實驗結果表明，在柑橘上每隔15天葉面噴施冠菌素2次，柑橘全果著色，果面紅韻靚麗，幾乎無返青現象，而對照組果實部分著色，顏色暗沉，采摘期冠菌素組果實口感也得到了較大提升，其中可溶性固體物含量平均增加20%左右。

圖 COR對柑橘果品的影響

COR對火龍果果實品質的影響

實驗結果表明，在火龍果轉色期使用冠菌素后，轉色火龍果果品鮮艷、鱗片翠綠不老化，品質提升顯著。

圖 COR對火龍果果品的影響

COR對番茄果實品質的影響

實驗結果表明，在番茄上使用冠菌素后，提前7-10天完成轉色，色澤、口感提升明顯，商品性增強。

圖 COR對番茄果品的影響

COR對草莓果實品質的影響

實驗結果表明，在草莓上使用冠菌素后，提前4-6天完成轉色，轉色均勻，色澤、口感提升顯著。

圖 COR對草莓果品的影響

綜上，冠菌素作為一種環境友好型的生物源植物生長調節物質，不僅能夠提升果實外在品質：使果實著色均勻，提高商品性等，還能提高內在品質：增加糖含量，平衡糖酸比，提升口感明顯，解決蘋果、葡萄、柑橘等因光照不均勻導致的″背陰果″等問題。另外，冠菌素作為一種高生理活性的環境友好型的新植物生長調節物質，在提高農產品的品質的同時，抑制了植物體內非必要活性氧水平的升高，降低了植物果實變軟、植物細胞迅速崩解腐壞的風險，延長了果實的儲存期和貨架期。這將在果實健康、快速的增甜靚色方案中發揮越來越重要的作用。

【冠菌素在果品轉色增糖中的市場潛力】

隨著科學技術不斷發展進步，減少使用化學農藥，保護人類生存環境的呼聲日益高漲，研究開發利用，發展綠色、健康的轉色產品成為全球科學工作者的重要研究課題之一。冠菌素作為一款全球范圍內新型的植物生長調節劑，通過調控特征性色素合成、成熟相關代謝物合成、激素含量變化，從根本上解決了果實著色不均勻、品質降低的問題。在促進果實著色的同時，還能降酸、增糖，使果品的口感更佳，不會造成軟果和樹勢的衰弱，相較于傳統的轉色提品產品，冠菌素有效活性成分完全存在和來源于自然生態系統，用后無殘留，對非靶標生物的影響也比較小，對環境和農產品安全,更符合全球消費者對安全、環保投入品的需求，是發展綠色、健康的轉色產品大趨勢，是果品種植中″著色均勻糖度提升″的最佳選擇，具有寬廣全球應用前景。

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