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。褐藻寡糖是由褐藻中的褐藻胶通过氧化降解、酸水解或者裂合酶降解而得到的小分子量片段。江西如何提取褐藻寡糖
因此褐藻寡糖对植物的抗逆机制是通过诱导作用实现的。 诱导植物体内产生各种抗性物质来缓解逆境因素对植物造成的损伤,从而达到抗 逆的目的。为了研究褐藻寡糖与细胞的结合机制与作用规律,利用激光共聚焦技术对标 记的寡糖与细胞进行结合,观察其动态结合过程,研究发现,褐藻寡糖能够 与植物的细胞壁进行结合,又可以穿过细胞壁进入细胞内部与细胞膜进行结合。 通过将蛋白酶以及蛋白变性剂 SDS 对膜蛋白进行处理后研究发现能够对寡糖的 结合产生影响。表明褐藻寡糖的结合是与膜上的蛋白有关。通过封闭细胞膜上的 钙离子通道,对其进行阻断后结合寡糖,研究发现,褐藻寡糖与细胞膜的结合与 钙离子通道无关。江苏褐藻寡糖凝胶制备褐藻寡糖在植物诱导抗病中有重要作用,因为褐藻寡糖激发植物体内相关抗病信号通路,从而引起植物抗病。
对花叶病毒,通过将寡糖作用于病毒与植株的侵染过程、体内复制阶段进行诱导抗病毒研究,发现褐藻寡糖可以明显提高植株的抗病毒能力,同时还能直接作用于病毒,在体外对其进行钝化,降低传染几率,达到抗病毒的效果。对抗白色粉末病研究,通过体外和体内两条途径对白色粉末病菌进行抗病能力的检测,发现褐藻寡糖不能抑制白色粉末病菌的生长,而是通过提高植株的体内抗逆酶类,达到抗病的效果,其对白色粉末病的好防效为4d,比三唑酮的好防效减少了2d,缩短了白色粉末病的治L时间,降低了的损伤。对植物果实的抗病保鲜的研究,发现褐藻寡糖能够改变草莓的呼吸过程,减少水分散失,降低外界对其造成的损伤。9d后仍能保留一定的鲜度品质。
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。 褐藻寡糖分子量低,水溶性强,稳定性高,具有很多生物活性,如抗瘤、抑菌、抗逆性等。
褐藻胶寡糖能够促使大麦克服休眠、激发大麦发芽、加速大麦发芽速率和提高发芽能力,这说明褐藻胶寡糖能够促进谷物种子萌发的激发子。本研究结果表明,在大麦发芽过程中,通过在浸麦过程中添加褐藻胶寡糖能促进水解酶活力的提高,进而使麦芽的溶解性能显著提高,缩短了制麦周期,同时显著提高了麦芽质量和麦汁得率。生物活性寡糖作为外源激发子对种子萌发、植物生长及防御反应具有一定的调节功能。这一结果可能是由于褐藻胶寡糖作为带负电的生物活性寡糖,被植物吸收后,在质外体空间与Ca2+结合,形成糖-钙复合物,打破植物体内的钙稳定平衡,使胞质Ca2+浓度增加,从而激发种子萌发相关酶类。此外,还可能通过调控内源激S水平及其平衡来激发种子细胞水解酶活性,终表现为大麦发芽速率的增加和麦芽品质的改善。褐藻胶寡糖具有独特的化学结构,其在细胞表面的接受蛋白、信号传导途径及下游相关基因表达的分子机制还不清楚,有待进一步深入研究。褐藻寡糖是褐藻胶的降解产物,是一种无支链阴离子寡糖,由β-D-甘露糖醛酸和古罗糖醛酸构成。山东褐藻寡糖妇科抑菌
褐藻寡糖可以诱导植物气孔关闭,有效抑制病原菌侵染宿主。江西如何提取褐藻寡糖
可溶性糖、可溶性蛋白是影响蕹菜口感和品质的重要营养成分,它们的含量高低标志着蕹菜的品质高低。叶绿素是光合作用中重要的光合色素,是影响植株干物质积累的主要因素。研究发现,25%的木霉生物肥与75%化肥配施可显著提高蕹菜产量,改善叶菜品质;杨航等(2019)研究发现,的微生物菌肥可明显促进蕹菜生长、提高发芽率、产量和品质,但在mg/mL浓度下会抑制蕹菜的生长;吴碧珠(2021)以生物有机肥替代部分化肥对蕹菜施用,结果表明生物有机肥可提高蕹菜的株高茎粗产量等指标。本研究结果表明,对蕹菜施加不同浓度的褐藻寡糖除可提高蕹菜的表观数据外,还可明显 提升其中的可溶性蛋白、可溶性糖等营养成分;同时可少量提升蕹菜叶片中叶绿素含量。可溶性蛋白、 可溶性糖含量的提升有助于提高蕹菜的口感和营养价值;叶绿素含量的提升有助于蕹菜植株干物质的 积累,测定结果与蕹菜的表观指标相一致。同时,这一结果也与前人在其他作物,如黄瓜、菠菜(张玉 凤等, 2014)上的研究结果一致。江西如何提取褐藻寡糖
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