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,辽宁褐藻酸钠和褐藻寡糖,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,辽宁褐藻酸钠和褐藻寡糖。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,辽宁褐藻酸钠和褐藻寡糖,结合种子与植株的生长指标,探讨寡糖的促生长作用机理。褐藻胶寡糖在调控植物生理活动中有重要作用,如参与根的生长、非生物胁迫(干旱和盐碱)以及植物的免疫等。辽宁褐藻酸钠和褐藻寡糖
褐藻寡糖是由褐藻多糖(褐藻胶)经过酸、氧化剂或者裂合酶降解而获得的小分子量的片段。褐藻胶是褐藻细胞壁的填充物质,是由甘露糖醛酸和古罗糖醛酸结合而成的直链线性嵌段型高分子聚合物。其分子量比较大,在104-106u之间。组成褐藻胶的结构单元是β-(1,4)连接的D-甘露糖醛酸(M)和α-(1,4)连接的L-古罗糖醛酸(G)。在生物合成过程中甘露糖醛酸残基形成聚合物后,部分在酶的作用下转变成了古罗糖醛酸。但是由于其分子量较大,不容易被吸收,常常是被作为膳食纤维应用于食品中,因此极大限制了褐藻胶的应用。经过降解获得的小分子量的寡糖片段,水溶性好,易于被吸收利用,因此应用也越来越普遍。近年来,许多研究已经证实褐藻寡糖能够在植物调节生长和诱导抗病领域发挥作用。黑龙江褐藻寡糖起草单位褐藻寡糖使作物幼苗的生物量升高,影响作物的生理指标如丙二醛(MDA)含量降低,相关抗氧化酶活性升高。
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。
研究了在浸麦阶段添加褐藻胶寡糖对大麦发芽力和发芽率、大麦发芽过程中水解酶活力及麦芽质量的影响。结果表明,添加50mg/L褐藻胶寡糖时大麦发芽力和发芽率比对照组分别提高了46.4%和12%。褐藻胶寡糖能够显著提高大麦发芽过程中α-淀粉酶、β-淀粉酶、蛋白酶和β-葡聚糖酶活力。发芽结束时,添加50mg/L褐藻胶寡糖的α-淀粉酶、β-淀粉酶、蛋白酶和β-葡聚糖酶活力比对照组分别提高了43.5%、22.9%、20.6%和20.5%。褐藻胶寡糖还能提高麦芽质量,与对照组相比,添加50mg/L褐藻胶寡糖时麦芽的脆度、浸出物质量分数、α-氨基氮质量分数、库尔巴哈值和糖化力分别提高了6.1%、8.0%、21.1%、7.3%和8.5%,麦芽的β-葡聚糖质量分数和黏度分别降低了29.2%和15.4%。外源褐藻寡糖可以提高黄瓜幼苗活性氧自由基去除能力,缓解膜脂过氧化的程度。
探讨褐藻寡糖作用机理, 将褐藻寡糖溶液均匀喷施到烟C叶面后置 于(4±1)℃下进行低温胁迫, 间隔不同时间检测相关指标。 研究发现, 浓度是影响褐藻寡糖抗冻性能的重要因素。 0 .05%, 0.20 %和 0.30 %褐藻寡糖具有诱导激发因子作用, 能够诱导烟C CAT 、SOD 和 POD 活力提高, 去除体内产生的氧 自由基, 保护细胞膜和叶绿素结构, 减少烟C叶片损伤, 提高烟C耐低温能力, 其中以 0 .20 %褐藻寡糖诱导效果比较好; 0 .10%褐藻寡糖具有抗冻保护剂作用, 在 24 h 内烟C各项指标均没有明显变化, 可保护细胞免受低温伤害, 但 48 h 时冻坏指标增强, 其保护作用减弱或者消失;高浓度 1 .00 %褐藻寡糖具有毒副作用, 在烟C细胞表面形成较强渗透势, 胞内物 质外渗严重, 烟C细胞结构受到破坏, 加速低温下烟C叶片损伤。褐藻寡糖能够作为信号调节分子作用于植物,促进植物的生长,此研究为海洋活性寡糖的开发开辟了新的途径。山西医药级褐藻寡糖
褐藻寡糖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。辽宁褐藻酸钠和褐藻寡糖
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。辽宁褐藻酸钠和褐藻寡糖
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