褐藻寡糖已被 證實對草本植物具有明顯的提質、抗逆效果,如水稻、小麥等(張運紅等, 2016b; 張運紅等, 2017; 荊華和王康健, 2018, 北方水稻, 48(3): 22-24.)。褐藻寡糖的抗逆機理推測為:褐藻寡糖通過蛋白質磷酸化與去磷酸化, 使細胞核內相關抗逆基因激發(fā),提高抗逆酶系活力,進而促進木質素合成、植保素合成和脅迫激S產生, 調節(jié)滲透調節(jié)物質的產生(游離脯氨酸, 可溶性糖等)。通過滲透調節(jié)物質降低活性氧及質膜過氧化,并維 持細胞滲透壓穩(wěn)定,進而提高翅堿蓬的抗鹽脅迫能力。褐藻膠寡糖對植物來說也是一種重要的信號分子,能夠參與植物的生長調節(jié)和誘導抗病過程。黑龍江褐藻寡糖藥
溫度是影響植物生長與分布的重要因素,而低溫更是地球上植物所面臨的主要生存問題之一。研究發(fā)現(xiàn),植物在受到低溫脅迫后,過氧化氫酶系統(tǒng)首先受到破壞,造成氧自由基積累,細胞膜的通透性增加,細胞功能受損或者結構被破壞,胞內各種物質都有不同程度外滲,葉綠素結構被破壞,造成光合速率下降,光合作用作用減弱,嚴重者還會造成植物植株死亡。尤其是突發(fā)低溫凍害會使植物大面積凍壞導致突然死亡,常常給農業(yè)生產帶來嚴重危害。因此,提高植物耐低溫能力,增強其抗凍性能對于延長植物生長時間,提高作物產量和品質具有十分重要的意義。本研究采用褐藻寡糖溶液噴施到煙C葉片后進行低溫脅迫,通過檢測相關指標,探討褐藻寡糖在低溫下對煙C植株的保護作用。浙江褐藻寡糖工廠褐藻寡糖可以作為誘抗劑能夠誘導植物產生抗逆性能,還能夠調節(jié)植物的生長發(fā)育。
褐藻寡糖是由褐藻多糖(褐藻膠)經過酸、氧化劑或者裂合酶降解而獲得的小分子量的片段。褐藻膠是褐藻細胞壁的填充物質,是由甘露糖醛酸和古羅糖醛酸結合而成的直鏈線性嵌段型高分子聚合物。其分子量比較大,在104-106u之間。組成褐藻膠的結構單元是β-(1,4)連接的D-甘露糖醛酸(M)和α-(1,4)連接的L-古羅糖醛酸(G)。在生物合成過程中甘露糖醛酸殘基形成聚合物后,部分在酶的作用下轉變成了古羅糖醛酸。但是由于其分子量較大,不容易被吸收,常常是被作為膳食纖維應用于食品中,因此極大限制了褐藻膠的應用。經過降解獲得的小分子量的寡糖片段,水溶性好,易于被吸收利用,因此應用也越來越普遍。近年來,許多研究已經證實褐藻寡糖能夠在植物調節(jié)生長和誘導抗病領域發(fā)揮作用。
前寡糖在植物促生長與誘導抗逆領域研究的現(xiàn)狀,本研究選擇不同來 源、不同分子量大小的褐藻寡糖、果膠寡糖和殼寡糖的寡糖片段,通過促生長與 抗逆作用對其生物活性進行比對篩選。以促進植物種子萌發(fā)和幼苗生長作為寡糖 片段的促生長指標,以大豆子葉法測定誘導產生植保素的合成作為寡糖片段的抗 逆指標,對寡糖種類、分子量水平和濃度大小與促生長和抗逆效應的影響進行研 究,以獲得具有優(yōu)良的促生長與抗逆性能的寡糖片段。褐藻寡糖 HZ3 在濃度為 0.1%時對豌豆促生長效果為明顯,能夠明顯的促進豌 豆根和芽的生長,增加根和芽的干重。褐藻寡糖誘導植物抗致病疫霉的機制是通過提高ROS產生及抗病相關基因表達,減輕致病疫霉的脅迫,增強抗性。
因此褐藻寡糖對植物的抗逆機制是通過誘導作用實現(xiàn)的。 誘導植物體內產生各種抗性物質來緩解逆境因素對植物造成的損傷,從而達到抗 逆的目的。為了研究褐藻寡糖與細胞的結合機制與作用規(guī)律,利用激光共聚焦技術對標 記的寡糖與細胞進行結合,觀察其動態(tài)結合過程,研究發(fā)現(xiàn),褐藻寡糖能夠 與植物的細胞壁進行結合,又可以穿過細胞壁進入細胞內部與細胞膜進行結合。 通過將蛋白酶以及蛋白變性劑 SDS 對膜蛋白進行處理后研究發(fā)現(xiàn)能夠對寡糖的 結合產生影響。表明褐藻寡糖的結合是與膜上的蛋白有關。通過封閉細胞膜上的 鈣離子通道,對其進行阻斷后結合寡糖,研究發(fā)現(xiàn),褐藻寡糖與細胞膜的結合與 鈣離子通道無關。褐藻寡糖與作物細胞作用后還可以在細胞的信號轉導過程中,對細胞的生物活性進行調節(jié),增強植物抗病能力。遼寧褐藻寡糖價格
褐藻寡糖為從海洋生物中提取的生物多糖,使用時無需安全間隔區(qū)。黑龍江褐藻寡糖藥
褐藻寡糖對CAT活性的影響植物遭受低溫傷害時,過氧化氫酶系統(tǒng)首先受到破壞損傷,造成體內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重損害植物細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,短時間內CAT活力迅速下降,隨著時間延長,植物體內抗逆反應啟動,會增加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:短時間內均能夠誘導煙CCAT活力迅速升高,12h達到高峰,且峰值都高于空白對照,隨著時間延長,CAT活力又緩慢下降,以0.20%褐藻寡糖的誘導效果好;0.10%褐藻寡糖處理組在6~24h之內CAT含量與對照相比變化較小,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%褐藻寡糖組經過相同時間低溫脅迫,其CAT活力均低于水處理組,說明1.00%褐藻寡糖對煙C產生了毒副作用,加劇了煙C葉片損傷。黑龍江褐藻寡糖藥
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