每年四五月份,北京都会进入杨柳飞絮高发期,漫天飞舞的毛毛,让过敏人群苦不堪言。在顺义一处林场实验地,许多杨树却“光秃秃”的,枝条上不见任何飞絮——这是中国农业大学团队研发的杨柳飞絮抑制剂带来的变化。一颗白色小药丸注入树干,通过纳米缓释技术将赤霉素缓慢释放,让雌树从“生殖生长”转向“营养生长”,一次注入至少管两年。这项“黑科技”今年将在北京更大范围推广。
杨柳树优势难以替代 不能一砍了之
中国农业大学吴学民教授说,“杨柳树本身是北方常见的树种,有许多难以替代的优势,长得快,长得高,树冠大,绿化期长等,它们几年就能长到十几米高,庞大的树冠有更好的遮阴、阻挡风沙等效果,而且发芽早、落叶晚,是很好的园林绿化树种。所以对它们产生飞絮的问题,不能直接砍掉或者换掉了事,而是需要用更先进的科学技术去解决。”
那么,抑制剂为何能够抑制飞絮产生?吴学民介绍,从过去到现在,一般使用的抑制剂,主要成分都是赤霉素,这是一种植物自有的生长调节剂,植物自身就会合成赤霉素,用来帮助它们生长、保持健康等。在研究中,科学家们发现,通过一定的方法,增加或减少植物体内赤霉素的含量,就可以影响植物的生长过程。
“植物的生长,我们可以分为两种不同的方向,一种是生殖生长,一种是营养生长。自然状态下,植物的两种生长依靠自身调节,在生殖的季节,营养会偏向于开花结果,在其他季节,则更多供给于营养生长。赤霉素的作用之一,就是调节二者,如果通过人工注入赤霉素这一生长调节剂,提高植物体内赤霉素的含量,它就会在开花结果的季节,把更多营养供给于营养生长,而不再开花结果。”吴学民说。
抑制剂是绿色安全的
吴学民表示,当前抑制剂普遍使用赤霉素,赤霉素也是一种植物生长调节剂,植物自身就会合成。而人工防治飞絮中使用的赤霉素抑制剂,也是通过生物发酵等方法获得的,是一种生物制剂,是绿色安全的。
记者也注意到,科研人员在演示为杨柳树注入抑制剂的时候,也直接用手接触抑制剂药片,而并非防护周全之后再去注入。
随着科技的发展,更多的新技术应用在飞絮防治药物研发中。吴学民说,“现在,我们通过人工智能辅助设计,计算药物分子与靶标受体之间的结合能力和作用过程,可以更快、更精准地推算出药剂效果,然后再到现实中实验,极大地缩短了研发过程。”
据介绍,新的抑制剂研发中,获得抑制剂的途径,也是通过生物发酵,“现在需要的都是绿色安全的技术,安全是第一位的,只有在确保安全的情况下,新的研发才会继续下去。所以,不必过于担心抑制剂会带来什么不好的影响。”
每年五月份注入第二年不产生飞絮
在顺义的林场里,吴学民和团队科研人员演示了注入的方法,用手钻在杨柳树的树干上,钻一个小洞,将白色的小药片放入小洞中,然后塞入一个可降解的小木棍,封住小洞,注入就完成了。每10厘米胸径的树,合适的剂量是0.08克,也就是两个小药片。
这样注入的方式,对树会有什么影响?“从药效上看,结果就是不再产生飞絮,也就是雌树不会再开花了,这也是我们注入抑制剂的目的。在树干上钻个洞,对树本身健康的影响很小,一般几个月最多半年,就会自然愈合,基本上不会伤害到树。”
事实上,由于抑制剂的原理,注入抑制剂的树,反而会长得更茂盛,“这是因为,抑制剂起作用之后,生殖生长停止了,转向了营养生长。原本用来开花结果的营养,供给了枝叶,所以一般会长得更好,叶子更大,枝条更旺。”
那么,什么时候注入抑制剂?吴学民介绍,在北京,一般是在每年五月份左右,这时候,恰好是花芽分化阶段,“虽然飞絮是在每年四月份出现,但对于树木本身来说,最初花序芽的形成,是从前一年五月开始的。也就是说,每年的飞絮结束之后,杨柳树立刻就会开始花芽分化孕育下一代花序,这时候用药是最合适的,可以在源头改变这一生殖过程。所以,在每年五月左右注入抑制剂,下一年就不会产生飞絮了。”
引入多项技术达到长效目标
“缓释,长效,是我们这一次实验的主要目标。”吴学民说,“此次实验的药物,成分依然是赤霉素,但我们首次引入了纳米技术、缓控释技术及生物技术,实现药剂的稳定长效释放。”
吴学民说,“在过去,抑制剂需要每年注入一次,就在花芽分化之前这个关键时期注入,恰好抑制了它的诞生,下一年就不会有飞絮了。但下一年还得继续注入,需要耗费大量的人力物力。”
新技术为解决这一问题带来了契机。吴学民说,“通过纳米包裹,缓控释技术,我们可以让药物在树木体内更缓慢地释放,让原本七天左右就能降解的过程,延长到一年甚至更久。在实验中,我们发现,缓控释的药物,第一年的抑制效果,可以达到95%,第二年也能达到80%以上,缓控释的效果达到预期。”
此外,记者了解到,吴学民和团队正在研发的新抑制剂,持续效果有望超过三年甚至更久,该研究也使用了人工智能等新技术,目前还在实验之中。“我们的目标,是让抑制剂的效果更久,以更少的人力物力,实现更好的效果。”
每年四五月份,北京都会进入杨柳飞絮高发期,漫天飞舞的毛毛,让过敏人群苦不堪言。在顺义一处林场实验地,许多杨树却“光秃秃”的,枝条上不见任何飞絮——这是中国农业大学团队研发的杨柳飞絮抑制剂带来的变化。一颗白色小药丸注入树干,通过纳米缓释技术将赤霉素缓慢释放,让雌树从“生殖生长”转向“营养生长”,一次注入至少管两年。这项“黑科技”今年将在北京更大范围推广。
杨柳树优势难以替代 不能一砍了之
中国农业大学吴学民教授说,“杨柳树本身是北方常见的树种,有许多难以替代的优势,长得快,长得高,树冠大,绿化期长等,它们几年就能长到十几米高,庞大的树冠有更好的遮阴、阻挡风沙等效果,而且发芽早、落叶晚,是很好的园林绿化树种。所以对它们产生飞絮的问题,不能直接砍掉或者换掉了事,而是需要用更先进的科学技术去解决。”
那么,抑制剂为何能够抑制飞絮产生?吴学民介绍,从过去到现在,一般使用的抑制剂,主要成分都是赤霉素,这是一种植物自有的生长调节剂,植物自身就会合成赤霉素,用来帮助它们生长、保持健康等。在研究中,科学家们发现,通过一定的方法,增加或减少植物体内赤霉素的含量,就可以影响植物的生长过程。
“植物的生长,我们可以分为两种不同的方向,一种是生殖生长,一种是营养生长。自然状态下,植物的两种生长依靠自身调节,在生殖的季节,营养会偏向于开花结果,在其他季节,则更多供给于营养生长。赤霉素的作用之一,就是调节二者,如果通过人工注入赤霉素这一生长调节剂,提高植物体内赤霉素的含量,它就会在开花结果的季节,把更多营养供给于营养生长,而不再开花结果。”吴学民说。
抑制剂是绿色安全的
吴学民表示,当前抑制剂普遍使用赤霉素,赤霉素也是一种植物生长调节剂,植物自身就会合成。而人工防治飞絮中使用的赤霉素抑制剂,也是通过生物发酵等方法获得的,是一种生物制剂,是绿色安全的。
记者也注意到,科研人员在演示为杨柳树注入抑制剂的时候,也直接用手接触抑制剂药片,而并非防护周全之后再去注入。
随着科技的发展,更多的新技术应用在飞絮防治药物研发中。吴学民说,“现在,我们通过人工智能辅助设计,计算药物分子与靶标受体之间的结合能力和作用过程,可以更快、更精准地推算出药剂效果,然后再到现实中实验,极大地缩短了研发过程。”
据介绍,新的抑制剂研发中,获得抑制剂的途径,也是通过生物发酵,“现在需要的都是绿色安全的技术,安全是第一位的,只有在确保安全的情况下,新的研发才会继续下去。所以,不必过于担心抑制剂会带来什么不好的影响。”
每年五月份注入第二年不产生飞絮
在顺义的林场里,吴学民和团队科研人员演示了注入的方法,用手钻在杨柳树的树干上,钻一个小洞,将白色的小药片放入小洞中,然后塞入一个可降解的小木棍,封住小洞,注入就完成了。每10厘米胸径的树,合适的剂量是0.08克,也就是两个小药片。
这样注入的方式,对树会有什么影响?“从药效上看,结果就是不再产生飞絮,也就是雌树不会再开花了,这也是我们注入抑制剂的目的。在树干上钻个洞,对树本身健康的影响很小,一般几个月最多半年,就会自然愈合,基本上不会伤害到树。”
事实上,由于抑制剂的原理,注入抑制剂的树,反而会长得更茂盛,“这是因为,抑制剂起作用之后,生殖生长停止了,转向了营养生长。原本用来开花结果的营养,供给了枝叶,所以一般会长得更好,叶子更大,枝条更旺。”
那么,什么时候注入抑制剂?吴学民介绍,在北京,一般是在每年五月份左右,这时候,恰好是花芽分化阶段,“虽然飞絮是在每年四月份出现,但对于树木本身来说,最初花序芽的形成,是从前一年五月开始的。也就是说,每年的飞絮结束之后,杨柳树立刻就会开始花芽分化孕育下一代花序,这时候用药是最合适的,可以在源头改变这一生殖过程。所以,在每年五月左右注入抑制剂,下一年就不会产生飞絮了。”
引入多项技术达到长效目标
“缓释,长效,是我们这一次实验的主要目标。”吴学民说,“此次实验的药物,成分依然是赤霉素,但我们首次引入了纳米技术、缓控释技术及生物技术,实现药剂的稳定长效释放。”
吴学民说,“在过去,抑制剂需要每年注入一次,就在花芽分化之前这个关键时期注入,恰好抑制了它的诞生,下一年就不会有飞絮了。但下一年还得继续注入,需要耗费大量的人力物力。”
新技术为解决这一问题带来了契机。吴学民说,“通过纳米包裹,缓控释技术,我们可以让药物在树木体内更缓慢地释放,让原本七天左右就能降解的过程,延长到一年甚至更久。在实验中,我们发现,缓控释的药物,第一年的抑制效果,可以达到95%,第二年也能达到80%以上,缓控释的效果达到预期。”
此外,记者了解到,吴学民和团队正在研发的新抑制剂,持续效果有望超过三年甚至更久,该研究也使用了人工智能等新技术,目前还在实验之中。“我们的目标,是让抑制剂的效果更久,以更少的人力物力,实现更好的效果。”