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植物在生长发育的过程中会遭受多种病害的胁迫,造成产量和品质下降。植物*诱抗剂又称“植物疫苗”,可以通过诱导植物自身的*系统激发防御应答反应,增强植物抗病性;且能减少化学农药的使用,降低对人和环境的危害。寡糖类诱抗剂是一类具有生物调节功能的碳水化合物,能在较低的浓度下被植物细胞表面的*识别受体所识别进而激发PTI,陕西褐藻寡糖m段,诱导植物产生一系列的*应答,增强植物的抗病能力。前期,我们利用褐藻胶裂解酶Aly2降解褐藻胶得到褐藻胶寡糖,陕西褐藻寡糖m段。在此基础上,以本氏烟和拟南芥为供试植物,以马铃薯X病毒、烟C花叶病毒和致病疫霉为防治对象,陕西褐藻寡糖m段,对AOS在诱导植物抵抗病害过程中发挥的作用及其分子机制进行研究。褐藻寡糖在生命体内具有重要的作用,其作为信号分子对植物的诱导抗逆和生长调节作用正逐步的深入。陕西褐藻寡糖m段
对初步纯化的褐藻胶裂解酶进行了酶学性质研究,酶的适反应条件为50℃、pH8,在4~40℃、pH6~8范围内酶活力较稳定;Ca2+、Mg2+和Fe2+等离子对该酶有促进作用,EDTA、Ba2+、Zn2+等有抑制作用。通过优化获得褐藻胶的好酶解条件,在底物浓度、加酶量、体系、45℃条件下反应32h时,还原糖生成量为。以提取的褐藻多糖为原材料,按照此酶解工艺大量制备褐藻寡糖,通过Bio-GelP2凝胶色谱柱分离纯化,得到不同聚合度的7个寡糖组分F1-F7,TLC分析结果显示,其聚合度在1-7之间。去除自由基结果表明,褐藻多糖和寡糖都具有较强的抗氧化活性。自由基去除率随着糖浓度的增加而增强,在寡糖浓度、多糖浓度±±。多糖、寡糖浓度为±±。在相对湿度为85%和62%的环境下,褐藻多糖和褐藻寡糖都表现出较强的吸湿能力,褐藻寡糖更佳。在干燥环境下,褐藻多糖和寡糖都表现出很强的保湿效果,36h时褐藻寡糖的保湿率达到。抑菌结果显示,褐藻寡糖对白色念珠菌、金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、铜绿假单胞菌均具有较好的抑菌作用,褐藻多糖对白色念珠菌具有抑菌效果,对另3种细菌无抑制。 陕西褐藻寡糖m段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。
美国复杂碳水化合物研究中心的主任Albersheim等提出了寡糖素这个概念,他认为低浓度的寡糖是一种信号分子,可以与作物相互作用,对作物的生长、发育和繁殖等起调控作用,抵Z病原微生物的侵染通过在调节过程中积累抗病物质。褐藻寡糖是从植物和病菌中提取的低聚糖,对植物种子萌发、根系生长和枝条伸长有促进作用,来源也非常普遍,开发应用的潜在可能性大,可以改善现阶段设施内作物生产过程中化肥等的过度使用给人类和环境带来的巨大危害。植物生长表现为,植物细胞体积的增加、植物细胞分裂以及组织特性的发育过程。细胞分裂过程中的动力和扩张的分子机制主要依赖糖类等碳水化合物来提供能量。糖信号是决定植物生长发育的中心,与其他信号网络连接,控制细胞增殖和扩张。植物的生长发育还依赖于蛋白质的合成,而糖和环境信号对mRNA翻译的调控至关重要。
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(张运红等, 2016b; 张运红等, 2017; 荆华和王 康健, 2018, 北方水稻, 48(3): 22-24.)。褐藻寡糖的抗逆机理推测为:褐藻寡糖通过蛋白质磷酸化与去磷酸化, 使细胞核内相关抗逆基因激发,提高抗逆酶系活力,进而促进木质素合成、植保素合成和胁迫激S产生, 调节渗透调节物质的产生(游离脯氨酸, 可溶性糖等)。通过渗透调节物质降低活性氧及质膜过氧化,并维 持细胞渗透压稳定,进而提高翅碱蓬的抗盐胁迫能力。褐藻寡糖为从海洋生物中提取的生物多糖,使用时*安全间隔区。
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。*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。褐藻寡糖在诱导植物抗病活性方面,能够激发植物体的防御活性,提高植物的生命活力及抗病性能。陕西褐藻寡糖m段
褐藻寡糖在植物生长中的使用,可以增强植物对外界环境的适应能力。陕西褐藻寡糖m段
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*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,*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,在较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。 陕西褐藻寡糖m段
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