【千人薯业盛会】邹志荣：5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）的生理功能及在农业生产上应用！

西北农林科技大学博士生导师 山东深海农业生物科技有限公司技术顾问 邹志荣教授 

一、5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)是什么？

5－氨基乙酰丙酸(ALA)是一种含氧和氮的碳氢化合物，它是所有卟啉化合物的共同前体 ，是叶绿素、血红素、细胞色素等具环状四吡咯基的化合物群共同的生物合成中间体，牵涉到光合作用、呼吸作用，是一种广泛存在于细菌、真菌、动物及植物等生物机体活细胞中的非蛋白氨基酸，是植物内源性调节剂。

二、5-ALA的生理功能及应用效果

外源5-氨基乙酰丙酸对动植物的生理调控及作用；ALA具有植物生长刺激素的作用，在农业领域可以促进作物、果树、蔬菜、园林植物等的生长，抗逆境，提高产量，提升品质，农作物增产效果可达10-60%，并且因为在环境中易降解无残留的特点，高浓度ALA还可以作为绿色除草剂和杀虫剂；

在饲料领域，可以改善贫血，提高禽畜等动物的免疫能力；

在医药上，ALA可以用作新一代光动力学药物，用于癌症诊断和治疗；ALA还作为添加成分用于化妆品以及保健食品。

基因肥料——5-ALA（5-氨基乙酰丙酸）

农作物在整个生育期间都是由基因来调控的，在满足农作物有机－无机营养的基础上，基因营养是非常关键的。它决定农产品的产量和质量。它能调动多种基因的多种功能的一种基因肥料。

• （1）调控叶绿体形成的基因快速表达，使叶绿素合成酶形成的速度加快，叶绿素增加，改善叶片颜色，防止叶片变黄和脱落。

• （2）调控光合作用基因显性表达，提高光合作用效率，加快植物生长进程，提高环境压力耐受性。

• （3）抑制呼吸作用，降低光合产物的消耗，非光照环境也有吸收营养，制造有机物的功能。

• （4）调控NH4＋吸收基因的显性表达，达到农作物直接吸收NH4＋-N素营养加快。直接形成氨基酸，缩短代谢途径。

• （5） 提高耐低光性、耐寒性和耐盐性，提高肥料吸收能力，提高吸收肥效率，减少体内硝态氮，栽培条件越差，如日照少、温度低，效果越好。

• （6）5-ALA使叶绿素形成的前体基因的显性表达，加快合成叶绿素前体，使光合作用转化成化学能速度加快，提高产量。

在调控农作物基因营养的群体中，5－氨基乙酰丙酸能调控多种功能基因的显性表达，发挥农作物优良品质还没有充分发挥的增产潜力。

5-ALA在农业上的生理效应

高浓度ALA（ 300mg/L ALA以上 ）

• 1.脱叶

• 2.杀虫

• 3.杀菌

• 4.除草

低浓度ALA（ 300mg/L ALA以内 ）

• 1. 诱导外植体在离体条件下发生不定根和不定芽

• 2. 促进种子萌发

• 3. 促进叶绿素合成，提高光合速率

• 4. 促进亚铁血红素合成，提高呼吸速率

• 5. 促进果实着色

• 6. 提高植物抗逆性 ：高温、低温、高光、弱光、盐、旱、瘠薄、衰老等

• 7.可缓解重金属（Cd、Pb和Cr）对植物的毒害。

5-ALA在农业上的应用与作用。

• 1.调节叶绿素合成，促进光合作用；

• 2.提高作物抗逆性；

• 3.促进作物生长，改善作物品质；

• 4.提高肥料利用率；

• 5.利用ALA生产的除草剂能够杀死双子叶植物类的杂草，而对多属于单子叶植物类的谷物、小麦、大麦等农作物无害，具有选择性除草作用。

• 6.它是无公害的天然物质，具有生物降解性，又不引起害虫产生抗药性。可开发出一种新型绿色杀虫剂。

• 7.在植物上可缓解重金属（Cd、Pb和Cr ）的毒害。

总结与展望：5-ALA是一种天然、无毒、可生物降解且对环境友好的具有多种生理活性的植物生长调节物质，它不单纯是一种植物体代谢中产物,而且可能参与植物生长发育的调节过程。在高浓度时，外源ALA可以作为无污染、无残留的光敏除草剂;低浓度时，它可调节植物生长发育，促进作物生长,增加产量,增强抗逆性，因而在农业生产上有重要的潜在应用价值。