西北農(nóng)林科技大學(xué)博士生導(dǎo)師、山東深海農(nóng)業(yè)生物科技有限公司首席技術(shù)顧問 鄒志榮

5－氨基乙酰丙酸(5-ALA)是一種含氧和氮的碳?xì)浠衔铮撬羞策衔锏墓餐绑w，是葉綠素、亞鐵血紅素、細(xì)胞色素等具環(huán)狀四吡咯基的化合物群共同的生物合成中間體，牽涉到光合作用、呼吸作用，是一種廣泛存在于細(xì)菌、真菌、動物及植物等生物機體活細(xì)胞中的非蛋白氨基酸。

5-ALA作為生物體內(nèi)天然存在的一種功能性非蛋白質(zhì)氨基酸，是血紅素、葉綠素、維生素B12等四吡咯化合物生物合成的必需前體，在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、水產(chǎn)養(yǎng)殖等領(lǐng)域均有著廣闊的應(yīng)用前景。

在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域5-ALA作為植物葉綠素合成的前體物質(zhì)參與葉綠素的合成，提升作物光合產(chǎn)物的積累，從而實現(xiàn)作物提質(zhì)增產(chǎn)的目的。同時5-ALA可以調(diào)控葉綠素b/葉綠素a的比值，從而顯著提升作物對低溫、寡照及鹽堿等不良條件的抗逆性。

20世紀(jì)末，國際上依靠人工提取的方式分離到5-ALA，后期隨著技術(shù)改進轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)合成，但始終存在高污染、高成本的弊端，僅限應(yīng)用在高端醫(yī)藥和藥妝領(lǐng)域。

如日本SBI公司依托5-ALA開發(fā)出用于膀胱癌、子宮頸上皮內(nèi)瘤變、貧血癥、尖銳濕疣、痤瘡等治療藥物，其憑借選擇性強、口服給藥、快速代謝及無毒副作用等諸多優(yōu)點取得了不錯的市場反饋；同時在藥妝領(lǐng)域開發(fā)出多款保健食品及美容產(chǎn)品，對促進代謝、降血糖、減肥塑身、美容抗衰老及保濕上均有顯著效果。

隨著5-ALA的不同功能被逐漸發(fā)掘，國際上都在積極探索尋求更加廉價環(huán)保的生產(chǎn)方式，其中日本COSMO公司通過生物合成方法實現(xiàn)了規(guī)?；迫?-ALA，2010年日本COSMO公司將5-ALA在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用研究項目委托于中國農(nóng)業(yè)部，在國家農(nóng)業(yè)部的積極推動下日本COSMO公司與西北農(nóng)林科技大學(xué)達成合作，共同推進5-ALA在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研究與應(yīng)用。

經(jīng)西北農(nóng)林科技大學(xué)的不斷研究，鄒志榮教授團隊發(fā)現(xiàn)5-ALA在多種農(nóng)作物葉面噴施后，均可顯著增加葉綠素合成速度、提高作物的光合速率，從而實現(xiàn)作物增產(chǎn)的目的。

但受限于日本COSMO公司其5-ALA純度及成本仍舊偏高，無法在農(nóng)業(yè)及動保板塊實現(xiàn)應(yīng)用推廣。

為解決5-ALA生產(chǎn)工藝技術(shù)上的難題，讓5-ALA在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用成為可能。中國科學(xué)院天津工業(yè)微生物技術(shù)研究所通過高效基因組編輯技術(shù)和基因表達調(diào)控技術(shù)，研發(fā)出5-ALA高效表達菌株及成熟的發(fā)酵提純技術(shù)工藝，使原液中5-氨基乙酰丙酸含量達到42g/L左右，發(fā)酵技術(shù)已達到國際先進水平。

山東深海生物科技股份有限公司作為國家高新技術(shù)企業(yè)，與中國科學(xué)院、西北農(nóng)林科技大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)等展開積極合作，打造專業(yè)的5-ALA研發(fā)技術(shù)平臺，將中科院天津微生物研究所先進的5-ALA發(fā)酵技術(shù)及西北農(nóng)林科技大學(xué)成熟的5-ALA農(nóng)業(yè)應(yīng)用技術(shù)等研發(fā)資源進行整合，歷時3年形成重大突破，現(xiàn)已實現(xiàn)10噸級5-ALA高密度規(guī)?；a(chǎn)，在5-氨基乙酰丙酸產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)水平上（裝備、原料、工藝、菌株等）均超越了國際現(xiàn)有水平，大幅度提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。該產(chǎn)品的上市，將意味著已占據(jù)行業(yè)的領(lǐng)先地位。

深海生物依托現(xiàn)有的5-ALA母液分離純化集成系統(tǒng)和3套30噸全自動三級液體發(fā)酵系統(tǒng)，實現(xiàn)5-ALA的規(guī)?；a(chǎn)，且產(chǎn)能達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。其中試發(fā)酵5-ALA的含量已達到42g/L以上。

深海農(nóng)業(yè)為了明確5-ALA在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用效果，分別在以下方面做了大量的試驗探究:

1. 增強作物抗逆性（高溫、低溫、強光、弱光、干旱、水澇、鹽堿、貧瘠、重茬等）。5-ALA除了在白菜上可以顯著提升白菜抗凍性，同時在茄果類、漿果類、果樹及其他葉菜類作物上均可以顯著提高作物抗逆性（高溫、低溫、強光、弱光、干旱、水澇、鹽堿、貧瘠、重茬等），實現(xiàn)逆境脅迫下增產(chǎn)20%―30%。

2. 縮短果實著色周期；5-ALA可顯著縮短蘋果著色周期，同時在西紅柿、柑橘、葡萄及櫻桃等作物均具有明顯的著色效果，平均著色周期可縮短5―10天。

3. 提高幼苗移栽成活率。5-ALA可提高蘿卜及花卉移栽成活率，同時對提升西紅柿、草莓、辣椒及茄子等作物幼苗移栽成活率均具有不錯效果，平均存活率可提高30%左右。

4. 提高作物產(chǎn)量及品質(zhì)。5-ALA可提高草莓硬度、糖度及平均單果重，同時發(fā)現(xiàn)5-ALA對西紅柿、蘋果、梨及櫻桃等果實均具有增加糖度、提升單果重及增產(chǎn)的效果。平均糖度可提高2個單位，平均單果重增加20―40g。

5. 提高果實糖度，改善果實口感。5-ALA可提高柑橘硬度、糖度及平均單果重，同時發(fā)現(xiàn)5-ALA對西紅柿、蘋果、梨及櫻桃等果實均具有增加糖度、提升單果重及改善果實口感的效果。平均糖度可提高2個單位。

6. 提高果實固形物含量、增加果實硬度，增加耐儲性。5-ALA可提高梨的固形物含量、增加果實硬度，增加耐儲性，同時發(fā)現(xiàn)5-ALA對草莓、西紅柿、蘋果及櫻桃等果實均具有增加硬度提升耐儲性的效果。儲藏期可延長10-15天。

7. 促進種子萌發(fā)及作物根系生長。5-ALA浸種和蘸根處理，對種子萌發(fā)及根系生長均具有明顯的促進作用。

8. 促進作物肥料吸收利用率。作物吸收5-ALA后可顯著提升對大、中、微量元素及有機質(zhì)的吸收效率。

依托5-氨基乙酰丙酸的核心技術(shù)優(yōu)勢，山東深海農(nóng)業(yè)生物科技有限公司積極與各大院所合作，開發(fā)出富含5-氨基乙酰丙酸的有機水溶肥、微生物菌劑、腐植酸水溶肥、中量元素水溶肥、大量元素水溶肥及氨基酸水溶肥等系列產(chǎn)品。