从植物生长与抵抗逆境的特性出发,利用外源性寡糖对其进行作用,通过检测植物生长指标和抗逆指标变化,来研究寡糖在植物促生长与诱导抗逆过程中的作用机制。一方面对褐藻寡糖在植物促生长与抗逆领域的作用机理进行表征,另一方面,也希望能够通过此研究获得具有优良生物功能活性的寡糖制剂,为农业生产抗灾减灾做出贡献。选择三种来源(褐藻胶、果胶、壳聚糖)的不同分子量大小的九种寡糖片段进行研究。利用植物的促生长和抗逆指标进行筛选,获得了一种既具有明显的促生长作用,又具有抗逆作用的寡糖片段,为褐藻寡糖HZ3,经过质谱分析,其组分是以二、三糖为主的含有少量四糖和五糖的寡糖混合物。第二部分是利用植物的植株、愈伤组织和悬浮细胞为材料,建立起寡糖促生长的综合性的验证方法。对植株分别选择了双子叶植物豌豆和单子叶植物玉米,利用寡糖浸种,分别考察在种子萌发与幼苗生长初期其体内蛋白酶、淀粉酶和激S含量的变化,结合种子与植株的生长指标,探讨寡糖的促生长作用机理。喷施褐藻寡糖后发现褐藻寡糖可以缓解小麦在干旱环境中受到的损害。新疆海藻寡糖与褐藻寡糖区别
褐藻寡糖对黄瓜幼苗生长指标的影响黄瓜幼苗经不同分子量的褐藻寡糖处理,处理14d后,在外观形态方面,ADO2和ADO3处理过的黄瓜幼苗与对照组相比有明显差别,ADO2和ADO3处理过的幼苗长势明显好于对照组,经不同分子量的ADO处理的黄瓜幼苗的生长状况均好于对照组,各种生长指标包括株高、茎粗、株幅及鲜重都明显高于对照。ADO1,ADO2,ADO3,ADO4处理植株的株高分别提高了%,%,%和8%,茎粗分别提高了5.8%,23.9%,22.7%和7.0%,株幅分别提高了21.9%,27.0%,35.4%和24.3%,鲜重分别提高了50.8%,53.5%,74.3%和54.1%。其中ADO2和ADO3处理组黄瓜幼苗的各项生长指标都高于ADO1和ADO4处理组。因此,选择ADO2和ADO3进行后续试验。褐藻寡糖对黄瓜叶片叶绿素含量的影响由图3所示,经过ADO处理的黄瓜叶片中的叶绿素a和叶绿素总含量均比蒸馏水处理的对照有明显性提高,ADO处理组组间比较发现,ADO3对叶绿素含量的提高比ADO2更为明显。2种褐藻寡糖对叶绿素a的含量的影响较大,叶绿素b的含量变化相对较小,而光合作用与叶绿素a的含量关系相对密切。 黑龙江药品褐藻寡糖褐藻寡糖水溶性好,易于被吸收利用,也是重要的信号分子,能够参与植物的生长调节和诱导抗病的过程。
褐藻寡糖是褐藻胶的降解产物,由2~10个单糖通过糖苷键结合而成,具有溶解性好,稳定性强等特点。褐藻胶主要来源于海带、马尾藻等藻类,是由β-D-甘露糖醛酸和α-L-古罗糖醛酸通过1-4糖苷键连接形成的阴离子酸性多糖。经过多年研究发现褐藻寡糖在农业、医学等多个方面都具有重要的应用价值和研究意义,尤其在在农业方面,褐藻寡糖对经济作物有较好的应用效果。在增产方面,应用褐藻寡糖于黄瓜、小麦,、玉米、水稻等多种农作物,可明显促进作物生长,增加产量;在种子萌发方面,褐藻寡糖可促进大豆、高粱、豌豆等种子的萌发,提高萌发率和萌发势等;在抗逆方面,施用褐藻寡糖可提高水稻的抗病虫害能力,同时提高幼苗的镉胁迫抗性,提高小麦的抗干旱胁迫等。翅碱蓬常被用于盐碱地的生态工程建设中,但是在东营黄河三角洲地区的实际应用中发现,翅碱蓬在种植中存在成活率低的问题,尤其是幼苗移植生长时期,幼苗后续成活率低,人力物力财力投入成本较高。推测原因为移植后的幼苗对盐碱地环境难以适应,抗逆性较差。因此如何提高翅碱蓬的幼苗后续成活率和抗逆性是当前研究的重点问题。褐藻寡糖已被证实对草本植物具有明显的提质、抗逆效果,如水稻、小麦等。
褐藻寡糖喷施后,黄瓜果实的抗氧化酶G-POD4基因表达水平上升,T2组是CK组的倍。喷施组SOD1基因表达水平均升高,其中T3组较CK组升高了倍,效果明显。褐藻寡糖喷施后,分别检测叶片和根中WRKY家族转录因子的表达变化。在黄瓜叶片中,第Ⅰ类WRKY家族基因,WRKY2、WRKY4、WRKY23、WRKY39响应褐藻寡糖表达上调,第Ⅱ类WRKY家族基因有15个基因响应褐藻寡糖表达上调,第Ⅲ类WRKY家族基因基因中WRKY20、WRKY22、WRKY34、WRKY35在12h或24h出现表达上调的峰值。在黄瓜根中,第Ⅰ类WRKY家族基因,WRKY2、WRKY23、WRKY39响应褐藻寡糖表达上调,第Ⅱ类基因中有14个基因响应褐藻寡糖表达上调,第Ⅲ类WRKY家族基因有6个基因响应褐藻寡糖表达上调。 海洋寡糖来源于海洋的寡糖,以几丁寡糖、褐藻寡糖、卡拉胶和琼胶寡糖等,它们来源丰富,结构独特。
寡糖对豌豆和玉米的促生长作用不同。对双子叶植物豌豆,以第7d根和芽干重的增长率分别为,是通过促进含量、蛋白酶和脂肪酶的活力来促进种子萌发和幼苗的生长;对单子叶植物玉米,以,第7d根和芽干重的增长率分别为140%和,是通过促进含量、脂肪酶、淀粉酶和蛋白酶共同作用来促进种子萌发和幼苗生长。通过对愈伤组织的诱导和继代培养的研究,发现,此褐藻寡糖具有的作用,在极低的浓度下能够诱导愈伤组织的产生,并能够在有2,4-D的培养基中促进愈伤组织的诱导和生长。对悬浮细胞的研究发现,够明显增强细胞内的含量,从而对细胞的生长进行调控。 褐藻胶经γ-射线照射后得到相对分子质量小于104Da的褐藻寡糖片段混合物能够明显促进水稻和花生植株的生长。新疆海藻寡糖与褐藻寡糖区别
褐藻寡糖可以通过SA信号途径促进NPR1和PR1蛋白基因的表达,使植株获得系统性抗性,增强对病毒的抵抗能力。新疆海藻寡糖与褐藻寡糖区别
褐藻寡糖对烟C叶片叶绿素含量的影响叶绿素是高等植物进行光合作用的主要成分,叶绿素损失或者破坏会严重影响植物生长发育进程,在某种程度上叶绿素含量多少表征着植物健康程度。图3和图4是烟C叶片中叶绿素a和叶绿素b在喷施褐藻寡糖后的变化结果。研究发现:经过6h低温胁迫,水处理组叶绿素a和b含量分别下降了23.9%和6.0%,随着时间延长,2种叶绿素含量继续减少,48h后分别只有对照的51.2%和78.3%,说明在低温胁迫下,水处理组叶绿素受到低温损伤破坏,且随着时间延长,破坏不断加剧。在2种叶绿素中,叶绿素a比叶绿素b更容易受到低温破坏。喷施了0.05%~0.30%褐藻寡糖后进行低温胁迫,烟C叶片叶绿素a和b含量比水处理组有不同程度升高,表明此浓度范围内寡糖能够减轻低温对叶绿素的损伤,其中以0.20%寡糖溶液效果明显,但0.10%褐藻寡糖处理组在48h时叶绿素a和b的含量都有较大幅度下降,表明叶绿素受到破坏损伤;高浓度1.00%褐藻寡糖对烟C起破坏作用,与对照组相比,叶绿素a和b含量都有较大幅度减少,随时间延长,二者含量继续降低,表明烟C叶绿素损伤加剧。新疆海藻寡糖与褐藻寡糖区别
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