馬尾藻是我國南海常見的大型經(jīng)濟褐藻,也是褐藻多糖的重要來源。褐藻多糖及其降解產(chǎn)物—褐藻寡糖,具有眾多生物活性,在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、化妝品等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。以采自海南瓊海海域的孤囊馬尾藻為研究對象,探究了一種有效提取褐藻多糖和酶解制備褐藻寡糖的方法,并對制備的褐藻多糖及寡糖進行純化、結(jié)構(gòu)分析和活性評價。研究結(jié)果如下:采用超聲波輔助熱堿法,通過響應(yīng)面優(yōu)化獲得孤囊馬尾藻多糖的比較好提取工藝,在超聲功率500W、料液比1:25、提取時間5.95h、提取溫度82.27℃、NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.87%的條件下粗多糖得率為41.23%±0.98%。采用TCA沉淀法除蛋白,粗多糖的蛋白去除率達到81.93%,多糖保留率92.17%;優(yōu)化了H2O2氧化法除色素工藝,在H2O2濃度1.5%、70℃條件下脫色6h時,脫色率達到91.23%,多糖保留率為85.32%。采用DEAE-52離子交換層析柱對初步純化后的多糖進一步分離純化,獲得SOP1、SOP2和SOP3三個多糖組分,并明確了它們的分子量、純度以及總糖、還原糖、蛋白、硫酸根和糖醛酸的含量。采用自主分離的產(chǎn)褐藻膠裂解酶類芽孢桿菌新種,發(fā)酵制備粗酶液,發(fā)酵液酶活為15.20U/ml。褐藻寡糖的結(jié)合是與膜上的蛋白有關(guān)。通過封閉細胞膜上的鈣離子通道,對其進行阻斷后結(jié)合寡糖。青海褐藻寡糖藥
利用高效安全無污染的生物制劑褐藻寡糖外源噴施黃瓜幼苗,將黃瓜幼苗分為噴施組和未噴施組;再配制不同濃度(0.05%、0.1%、0.2%、0.3%、0.5%、)的褐藻寡糖溶液噴施黃瓜幼苗。對黃瓜幼苗的生長指標(biāo),抗氧化酶活性及抗氧化酶相關(guān)基因、WRKY基因家族對褐藻寡糖應(yīng)答情況進行測定。旨在探究不同濃度褐藻寡糖對黃瓜的生長、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響,對褐藻寡糖對作物促進作用的機理進行了初步研究,探索WRKY轉(zhuǎn)錄因子和褐藻寡糖在黃瓜生長中的重要功能及作用機制。結(jié)果如下:褐藻寡糖促進黃瓜幼苗生長發(fā)育,主要表現(xiàn)為生物量(株高、莖粗)隨著濃度的升高呈增長趨勢,葉片數(shù)增多。與未噴施組相比,噴施組生物量均有所改善。對果期產(chǎn)量也有所提高。褐藻寡糖噴施后,果期的品質(zhì)均有所提高。其中維生素C含量0.1%濃度處理升高明顯,是未噴施組的1.34倍??扇苄缘鞍缀?.5%濃度處理效果好是未噴施組的1.59倍??扇苄蕴呛繚舛葹?.2%、0.3%效果好,兩組均是未噴施組的1.39倍。根據(jù)糖酸比分析,幾組處理0.2%、0.3%效果好。天津褐藻寡糖大師褐藻膠經(jīng)γ-射線照射后得到相對分子質(zhì)量小于104Da的褐藻寡糖片段混合物能夠明顯促進水稻和花生植株的生長。
海藻提取物在作為綜合作物營養(yǎng)劑方面受到普遍關(guān)注(NorrieandHiltz,1999),而褐藻酸和褐藻寡糖(AOS)是其中的重要組成部分(Zhangetal.,2019)。褐藻酸由α-L-古羅糖醛酸(G)和β-D-甘露糖醛酸(M)通過1-4糖苷鍵連接(邰宏博等,2015),由于其分子量大,性質(zhì)不穩(wěn)定等特點,因此應(yīng)用范圍較小(孫哲樸等,2019)。褐藻寡糖是褐藻酸的降解產(chǎn)物,聚合度一般為2-10,可由生物法、化學(xué)法、物理法等方法制備得到。褐藻寡糖具有分子量低、性質(zhì)穩(wěn)定、水溶性強、安全無毒等特點,在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、生活日用等方面有更廣闊的應(yīng)用空間(王媛媛等,2010)。如:施用3%的褐藻寡糖可提高小麥種植中氮肥的利用率,進而提高小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)(張朝霞等,2014b);在水稻培育中施用效提高水稻蛋白質(zhì)等含量,同時提高產(chǎn)量(張運紅等,2016);在玉米培育中施用,可明顯提高玉米的肥料利用率和產(chǎn)量(張朝霞等,2013)。此外,在土壤修復(fù)和抗污染方面(張朝霞等,2014a;余勁聰,2016)、水果保鮮方面(藍炎陽等,2013;陳鋒,2014)均有重要應(yīng)用。
糖類物質(zhì)按照分子聚合度的大小可以分為單糖、寡糖和多糖。由一個分子構(gòu) 成的糖稱為單糖,一般來說2~20個分子構(gòu)成的短鏈糖苷稱為寡糖或者低聚糖,100 個以上的稱為多糖。寡糖可以由多糖通過 酶解、酸水解和氧化降解等方法而獲得,制取比較方便,來源也非常普遍,結(jié)構(gòu) 和功能也各不相同,在應(yīng)用中無毒無污染,在環(huán)境中可以自行降解,已經(jīng)證明, 寡糖具有多種生物活性,能夠調(diào)節(jié)植物的生長,誘導(dǎo)植物抗逆性的產(chǎn)生,目前, 寡糖類誘抗劑的研究已成為植物誘抗劑研究的熱點。寡糖主要的構(gòu)成單元為五碳糖和六碳糖,其中以六碳糖居多。即葡萄糖、半 乳糖、木糖、阿拉伯糖、果糖、甘露糖等。有這些單糖經(jīng)過聚合以直鏈或者支鏈 的形式形成多種結(jié)構(gòu)和功能各異的多糖。據(jù)報道,目前已經(jīng)確定的寡糖已有上千 種。動植物的結(jié)構(gòu)多糖具有非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu),在合適的條件下又可以進行降解, 產(chǎn)生許多結(jié)構(gòu)不同、大小不一的寡糖片段,具有多種功能活性,Albersheim 等(1985)將這些具有多種生物活性的寡糖被統(tǒng)稱為寡糖素。褐藻寡糖能夠改變草莓的呼吸過程,減少水分散失,降低外界對其造成的損傷。
大麥(HordeumgareL.)通過浸麥、發(fā)芽和焙焦制成麥芽,麥芽是啤酒釀造的主要原料。在大麥發(fā)芽過程中,大麥中的內(nèi)源酶被合成或激s,然后水解大麥胚乳中的貯藏大分子物質(zhì),如細胞壁多糖、淀粉和蛋白質(zhì)等物質(zhì),生成可發(fā)酵性糖、氨基氮和其他營養(yǎng)物,用于啤酒酵母的生長繁殖和啤酒生產(chǎn)。因此,大麥的發(fā)芽、大分子水解以及相應(yīng)的麥芽質(zhì)量對啤酒的生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用。為了獲得更好的發(fā)芽性能和麥芽質(zhì)量,在麥芽生產(chǎn)過程中添加了各種制麥添加劑。赤霉素(GA3)能夠破除種子休眠、促進種子萌發(fā)和縮短發(fā)芽時間,因此其被普遍地應(yīng)用于制麥工業(yè)。但GA3可能導(dǎo)致過度的根形成,過度的大分子水解和麥汁色度加深。因此,尋找一種高效、安全和環(huán)保的制麥添加劑對于制麥工業(yè)來說是非常重要的。褐藻寡糖誘導(dǎo)植物體內(nèi)產(chǎn)生各種抗性物質(zhì)來緩解逆境因素對植物造成的損傷,從而達到抗逆的目的。天津褐藻寡糖大師
褐藻寡糖對杏鮑菇菌絲體生長速度、菌絲體生物量、纖維素酶活性具有促進作用。青海褐藻寡糖藥
褐藻寡糖噴施后,黃瓜果實的抗氧化酶G-POD4基因表達水平上升,T2組是CK組的倍。噴施組SOD1基因表達水平均升高,其中T3組較CK組升高了倍,效果明顯。褐藻寡糖噴施后,分別檢測葉片和根中WRKY家族轉(zhuǎn)錄因子的表達變化。在黃瓜葉片中,第Ⅰ類WRKY家族基因,WRKY2、WRKY4、WRKY23、WRKY39響應(yīng)褐藻寡糖表達上調(diào),第Ⅱ類WRKY家族基因有15個基因響應(yīng)褐藻寡糖表達上調(diào),第Ⅲ類WRKY家族基因基因中WRKY20、WRKY22、WRKY34、WRKY35在12h或24h出現(xiàn)表達上調(diào)的峰值。在黃瓜根中,第Ⅰ類WRKY家族基因,WRKY2、WRKY23、WRKY39響應(yīng)褐藻寡糖表達上調(diào),第Ⅱ類基因中有14個基因響應(yīng)褐藻寡糖表達上調(diào),第Ⅲ類WRKY家族基因有6個基因響應(yīng)褐藻寡糖表達上調(diào)。 青海褐藻寡糖藥
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