重点实验室在利用海洋生物大分子改造铜制剂研究方面取得新进展

　　

　　5月26日，国际学术期刊Carbohydrate Polymers刊登了中科院实验海洋生物学重点实验室李鹏程课题组关于吡啶羰基壳寡糖铜配合物的设计合成、缓释性能及抗真菌活性的研究。该研究为绿色海洋生物源铜制剂的深入开发提供了理论依据和研究范例。 

　　铜制剂是一类拥有150多年历史的农用保护性杀菌剂，波尔多液则是其典型代表。铜制剂具有杀菌谱广、成本低廉、耐药性低等优点，在葡萄霜霉病、辣椒疫病等病害的防治中具有不可替代的作用。但现有铜制剂存在药害、污染等问题，如何降低其毒性，制备安全的缓释铜制剂，是当今铜制剂研发的热点与难点。 

　　李鹏程课题组多年来致力于海洋生物资源在农业方面的应用研究，通过在壳寡糖配体中构建共轭系统，团队制得了一系列缓释性能、抗菌活性各异的壳寡糖铜配合物pCOSx-Cu。研究表明，壳寡糖配体中形成了p-π-π共轭体系，导致pCOSx-Cu中吡啶基的氮原子与Cu2+形成了一个具有缓释能力的配位键，且Cu2+的累计释放速率与吡啶基的给电子能力呈正相关关系。经过体外及盆栽实验筛选，团队发现，以异烟酰氯盐酸盐修饰的配合物pCOS2-Cu对辣椒疫霉Phytophthora capsici Leonian具有最强的抗真菌活性，当浓度为0.8 mg/mL时，即可完全抑制菌丝生长。与商品化铜制剂噻菌铜相比，pCOSx-Cu具有更好的抗真菌活性、更低的毒性和更低的铜含量。此外，由于壳寡糖的引入，pCOSx-Cu还可以增强辣椒幼苗的根系活力。研究结果为海洋生物大分子铜制剂的深入研究奠定了基础，并表明在壳寡糖分子内构建共轭体系是调控其配合物缓释能力的有效策略。 

pCOSx-Cu的共轭体系构建及特征

 pCOSx-Cu显著抑制农业致病菌Phytophthora capsici Leonian感染辣椒幼苗 

　　实验海洋生物学重点实验室刘卫翔博士为论文第一作者，秦玉坤副研究员为论文共同第一作者，李鹏程研究员为论文通讯作者。研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、山东省自然科学基金等项目的资助。 

　　相关论文：Weixiang Liu#, Yukun Qin#, Song Liu, Ronge Xing, Pengcheng Li*. Synthesis and antifungal activity of slow-release pyridinylcarbonyl chitooligosaccharide copper complexes, Carbohydrate Polymers, 2022. 

　　论文链接：https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2022.119663