褐藻膠寡糖對(duì)植物來說也是一種重要的信號(hào)分子,能夠參與植物的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)和誘導(dǎo)抗病過程。研究發(fā)現(xiàn),褐藻寡糖對(duì)植物具有促生長(zhǎng)作用。Guyen等2000年發(fā)現(xiàn),利用γ-射線照射褐藻膠得到降解組分,分子量小于104Da的褐藻膠降解產(chǎn)物的混合物顯示出對(duì)水稻和花生的促生長(zhǎng)作用,適當(dāng)控制混合物濃度可提高作用效果。Natsume等(1994)報(bào)道酶解褐藻膠獲得的降解產(chǎn)物對(duì)多種植物具有延長(zhǎng)生命周期的作用;進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)酶解產(chǎn)物中分離得到的三糖(M或G)具有明顯的促大麥根生長(zhǎng)活性(Quocetal.,2000);Tomoda等(1994)則報(bào)道了聚合度為4的褐藻膠寡糖(M或G)對(duì)大麥根促生長(zhǎng)作用明顯。Iwasaki&Matsubara等(2000b)對(duì)酶解褐藻膠寡糖對(duì)萵苣的促根生長(zhǎng)活性研究表明,聚合度為2-8糖的混合物在濃度200-3000ug/ml的范圍內(nèi)使萵苣根生長(zhǎng)長(zhǎng)度為空白組的2倍;利用凝膠色譜等方法分離各種聚合度的寡糖,發(fā)現(xiàn)三糖、四糖、五糖及六糖(M或G)具有很高的促根生長(zhǎng)活性。褐藻寡糖能夠作為信號(hào)調(diào)節(jié)分子作用于植物,促進(jìn)植物的生長(zhǎng),此領(lǐng)域的研究為海洋活性寡糖的開發(fā)開辟了新的途徑。 褐藻寡糖分子量低,水溶性強(qiáng),穩(wěn)定性高,具有很多生物活性,如抗瘤、抑菌、抗逆性等。廣東褐藻寡糖顆粒
褐藻膠寡糖能夠促使大麥克服休眠、激發(fā)大麥發(fā)芽、加速大麥發(fā)芽速率和提高發(fā)芽能力,這說明褐藻膠寡糖能夠促進(jìn)谷物種子萌發(fā)的激發(fā)子。本研究結(jié)果表明,在大麥發(fā)芽過程中,通過在浸麥過程中添加褐藻膠寡糖能促進(jìn)水解酶活力的提高,進(jìn)而使麥芽的溶解性能顯著提高,縮短了制麥周期,同時(shí)顯著提高了麥芽質(zhì)量和麥汁得率。生物活性寡糖作為外源激發(fā)子對(duì)種子萌發(fā)、植物生長(zhǎng)及防御反應(yīng)具有一定的調(diào)節(jié)功能。這一結(jié)果可能是由于褐藻膠寡糖作為帶負(fù)電的生物活性寡糖,被植物吸收后,在質(zhì)外體空間與Ca2+結(jié)合,形成糖-鈣復(fù)合物,打破植物體內(nèi)的鈣穩(wěn)定平衡,使胞質(zhì)Ca2+濃度增加,從而激發(fā)種子萌發(fā)相關(guān)酶類。此外,還可能通過調(diào)控內(nèi)源激S水平及其平衡來激發(fā)種子細(xì)胞水解酶活性,終表現(xiàn)為大麥發(fā)芽速率的增加和麥芽品質(zhì)的改善。褐藻膠寡糖具有獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu),其在細(xì)胞表面的接受蛋白、信號(hào)傳導(dǎo)途徑及下游相關(guān)基因表達(dá)的分子機(jī)制還不清楚,有待進(jìn)一步深入研究。廣東褐藻寡糖顆粒幼苗葉中葉綠素含童增高葉片凈光合速率、胞間濃度、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率增加。
褐藻寡糖已被 證實(shí)對(duì)草本植物具有明顯的提質(zhì)、抗逆效果,如水稻、小麥等(張運(yùn)紅等, 2016b; 張運(yùn)紅等, 2017; 荊華和王 康健, 2018, 北方水稻, 48(3): 22-24.)。褐藻寡糖的抗逆機(jī)理推測(cè)為:褐藻寡糖通過蛋白質(zhì)磷酸化與去磷酸化, 使細(xì)胞核內(nèi)相關(guān)抗逆基因激發(fā),提高抗逆酶系活力,進(jìn)而促進(jìn)木質(zhì)素合成、植保素合成和脅迫激S產(chǎn)生, 調(diào)節(jié)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的產(chǎn)生(游離脯氨酸, 可溶性糖等)。通過滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)降低活性氧及質(zhì)膜過氧化,并維 持細(xì)胞滲透壓穩(wěn)定,進(jìn)而提高翅堿蓬的抗鹽脅迫能力。
美國復(fù)雜碳水化合物研究中心的主任Albersheim等提出了寡糖素這個(gè)概念,他認(rèn)為低濃度的寡糖是一種信號(hào)分子,可以與作物相互作用,對(duì)作物的生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖等起調(diào)控作用,抵Z病原微生物的侵染通過在調(diào)節(jié)過程中積累抗病物質(zhì)。褐藻寡糖是從植物和病菌中提取的低聚糖,對(duì)植物種子萌發(fā)、根系生長(zhǎng)和枝條伸長(zhǎng)有促進(jìn)作用,來源也非常普遍,開發(fā)應(yīng)用的潛在可能性大,可以改善現(xiàn)階段設(shè)施內(nèi)作物生產(chǎn)過程中化肥等的過度使用給人類和環(huán)境帶來的巨大危害。植物生長(zhǎng)表現(xiàn)為,植物細(xì)胞體積的增加、植物細(xì)胞分裂以及組織特性的發(fā)育過程。細(xì)胞分裂過程中的動(dòng)力和擴(kuò)張的分子機(jī)制主要依賴糖類等碳水化合物來提供能量。糖信號(hào)是決定植物生長(zhǎng)發(fā)育的中心,與其他信號(hào)網(wǎng)絡(luò)連接,控制細(xì)胞增殖和擴(kuò)張。植物的生長(zhǎng)發(fā)育還依賴于蛋白質(zhì)的合成,而糖和環(huán)境信號(hào)對(duì)mRNA翻譯的調(diào)控至關(guān)重要。 褐藻寡糖是褐藻膠的降解產(chǎn)物,是一種無支鏈陰離子寡糖,由β-D-甘露糖醛酸和古羅糖醛酸構(gòu)成。
褐藻寡糖應(yīng)用于翅堿蓬種子的萌發(fā)和抗逆中,研究了褐藻寡糖對(duì)翅堿蓬種子萌發(fā)和不同鹽度下抗鹽脅迫能力的影響。結(jié)果表明,褐藻寡糖可有效提高翅堿蓬種子的萌發(fā)率,由清水對(duì)照組的66.67%提升至0.02mg/mL的78.33%,同時(shí)萌發(fā)的幼芽中可溶性糖含量也有較大提升;經(jīng)褐藻寡糖處理,鹽脅迫下翅堿蓬種子的萌發(fā)率、萌發(fā)芽長(zhǎng)有明顯的提升,翅堿蓬幼芽中游離脯氨酸含量提升,在200mmol/L及以上鹽濃度下效果尤為明顯。結(jié)果顯示種子在褐藻寡糖的作用下抗鹽脅迫能力提高,在黃河三角洲的高鹽環(huán)境中可促進(jìn)翅堿蓬幼苗的生長(zhǎng)和抗逆能力的提升。翅堿蓬是黃河三角洲地區(qū)重要的耐鹽草本植物,但在當(dāng)前的應(yīng)用中存在著種植成活率低的問題,尤其是幼苗移植生長(zhǎng)時(shí)期,幼苗后續(xù)成活率低,浪費(fèi)了大量的人力物力財(cái)力。在翅堿蓬的生活史中,種子萌發(fā)和幼芽生長(zhǎng)是基礎(chǔ)的部分,這兩個(gè)階段的生長(zhǎng)狀況關(guān)系到翅堿蓬后續(xù)移植成活率的高低。褐藻寡糖對(duì)杏鮑菇菌絲體生長(zhǎng)速度、菌絲體生物量、纖維素酶活性具有促進(jìn)作用。江蘇褐藻寡糖m段
褐藻寡糖為從海洋生物中提取的生物多糖,使用時(shí)無需安全間隔區(qū)。廣東褐藻寡糖顆粒
褐藻寡糖對(duì)CAT活性的影響植物遭受低溫傷害時(shí),過氧化氫酶系統(tǒng)首先受到破壞損傷,造成體內(nèi)過氧化氫去除鏈條斷裂、積累增加,由于過氧化氫積累可以嚴(yán)重?fù)p害植物細(xì)胞膜和其它代謝酶類,因此CAT活力能夠反映植物去除過氧化氫能力強(qiáng)弱和植物遭受損程度大小。圖6為煙C葉片CAT活力變化。由圖可知,水處理組在低溫脅迫后,短時(shí)間內(nèi)CAT活力迅速下降,隨著時(shí)間延長(zhǎng),植物體內(nèi)抗逆反應(yīng)啟動(dòng),會(huì)增加CAT生成以去除積累的過氧化氫,因此CAT含量又緩慢升高。噴施寡糖后進(jìn)行低溫脅迫,0.05%,0.20%,0.30%ADO組中煙CCAT活力變化規(guī)律相似:短時(shí)間內(nèi)均能夠誘導(dǎo)煙CCAT活力迅速升高,12h達(dá)到高峰,且峰值都高于空白對(duì)照,隨著時(shí)間延長(zhǎng),CAT活力又緩慢下降,以0.20%褐藻寡糖的誘導(dǎo)效果好;0.10%褐藻寡糖處理組在6~24h之內(nèi)CAT含量與對(duì)照相比變化較小,但48h煙C葉片CAT活力迅速下降,說明CAT受到破壞而活力降低。高濃度1.00%褐藻寡糖組經(jīng)過相同時(shí)間低溫脅迫,其CAT活力均低于水處理組,說明1.00%褐藻寡糖對(duì)煙C產(chǎn)生了毒副作用,加劇了煙C葉片損傷。廣東褐藻寡糖顆粒
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