寡糖可以作為誘導(dǎo)因子應(yīng)用于植物抗病領(lǐng)域,能夠促進(jìn)植物產(chǎn)生抗病物質(zhì),提高其抗病性能。但將寡糖應(yīng)用于植物抗低溫領(lǐng)域研究報(bào)道較少,國內(nèi)只有李琦、郝林華等報(bào)道了寡糖能夠促進(jìn)黃瓜抗低溫能力,但沒有進(jìn)一步研究植物抗低溫機(jī)理。本研究從ADO誘導(dǎo)煙C抗低溫能力隨時(shí)間變化方面入手,通過檢測相關(guān)指標(biāo),進(jìn)一步探討不同濃度ADO與煙C抗低溫能力的相互關(guān)系。研究結(jié)果表明:水處理組煙C植株在低溫脅迫下,由于分解活性氧的酶系統(tǒng)首先受到低溫?fù)p傷,葉片內(nèi)CAT活力短時(shí)間內(nèi)驟減,SOD和POD的含量也處在較低水平,隨著低溫脅迫時(shí)間延長,植物體內(nèi)活性氧積累增加,煙C產(chǎn)生抗逆反應(yīng),3種酶活力又緩慢升高,用以去除積累的活性氧,這與已有研究報(bào)道結(jié)果相符。褐藻膠寡糖能夠有效的增強(qiáng)萵苣植株的根系活力。上海褐藻膠和褐藻寡糖的
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)子對種子萌發(fā)、植物生長及防御反應(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。 四川褐藻寡糖試驗(yàn)濃度褐藻膠經(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(jìn)水稻和花生植株的生長。
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(xì)胞膜的通透性增加,細(xì)胞功能受損或者結(jié)構(gòu)被破壞,胞內(nèi)各種物質(zhì)都有不同程度外滲,葉綠素結(jié)構(gòu)被破壞,造成光合速率下降,光合作用作用減弱,嚴(yán)重者還會(huì)造成植物植株死亡。尤其是突發(fā)低溫凍害會(huì)使植物大面積凍壞導(dǎo)致突然死亡,常常給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來嚴(yán)重危害。因此,提高植物耐低溫能力,增強(qiáng)其抗凍性能對于延長植物生長時(shí)間,提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)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(jìn)行低溫脅迫,通過檢測相關(guān)指標(biāo),探討褐藻寡糖在低溫下對煙C植株的保護(hù)作用。
以植物在各種逆境下的生理指標(biāo)的變化為檢測目標(biāo),通過寡 糖刺激作用于植物,探討褐藻寡糖對植物抗逆的影響與作用機(jī)制。在低溫逆境時(shí), 寡糖處理能迅速增強(qiáng)其抗逆酶類,對引起細(xì)胞損傷的物質(zhì)進(jìn)行去除,從而提高植 物的抗逆能力。對植物的干旱逆境,通過寡糖作用,能夠使其體內(nèi)的抗旱指標(biāo)明顯增強(qiáng),如 ABA 的含量升高明顯,對干旱下植株的生長狀態(tài)進(jìn)行調(diào)控,降低干 旱脅迫對植株的損傷,從而達(dá)到誘導(dǎo)抗旱的目的。對植物的抗病性能的提高,通 過檢測花葉病毒和病對植株的致病作用。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。
從植物生長與抵抗逆境的特性出發(fā),利用外源性寡糖對其進(jìn)行作用,通過檢測植物生長指標(biāo)和抗逆指標(biāo)變化,來研究寡糖在植物促生長與誘導(dǎo)抗逆過程中的作用機(jī)制。一方面對褐藻寡糖在植物促生長與抗逆領(lǐng)域的作用機(jī)理進(jìn)行表征,另一方面,也希望能夠通過此研究獲得具有優(yōu)良生物功能活性的寡糖制劑,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)抗災(zāi)減災(zāi)做出貢獻(xiàn)。選擇三種來源(褐藻膠、果膠、殼聚糖)的不同分子量大小的九種寡糖片段進(jìn)行研究。利用植物的促生長和抗逆指標(biāo)進(jìn)行篩選,獲得了一種既具有明顯的促生長作用,又具有抗逆作用的寡糖片段,為褐藻寡糖HZ3,經(jīng)過質(zhì)譜分析,其組分是以二、三糖為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、愈傷組織和懸浮細(xì)胞為材料,建立起寡糖促生長的綜合性的驗(yàn)證方法。對植株分別選擇了雙子葉植物豌豆和單子葉植物玉米,利用寡糖浸種,分別考察在種子萌發(fā)與幼苗生長初期其體內(nèi)蛋白酶、淀粉酶和激S含量的變化,結(jié)合種子與植株的生長指標(biāo),探討寡糖的促生長作用機(jī)理。褐藻寡糖在誘導(dǎo)植物抗病活性方面,能夠激發(fā)植物體的防御活性,提高植物的生命活力及抗病性能。四川褐藻寡糖試驗(yàn)濃度
噴施褐藻寡糖后發(fā)現(xiàn)褐藻寡糖可以緩解小麥在干旱環(huán)境中受到的損害。上海褐藻膠和褐藻寡糖的
為了研究褐藻寡糖與細(xì)胞的結(jié)合機(jī)制與作用規(guī)律,利用激光共聚焦技術(shù)對標(biāo)記的寡糖與煙c細(xì)胞進(jìn)行結(jié)合,觀察其動(dòng)態(tài)結(jié)合過程,研究發(fā)現(xiàn),褐藻寡糖能夠與植物的細(xì)胞壁進(jìn)行結(jié)合,又可以穿過細(xì)胞壁進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部與細(xì)胞膜進(jìn)行結(jié)合。通過將蛋白酶以及蛋白變性劑SDS對膜蛋白進(jìn)行處理后研究發(fā)現(xiàn)能夠?qū)烟堑慕Y(jié)合產(chǎn)生影響。表明褐藻寡糖的結(jié)合是與膜上的蛋白有關(guān)。通過封閉細(xì)胞膜上的鈣離子通道,對其進(jìn)行阻斷后結(jié)合寡糖,研究發(fā)現(xiàn),褐藻寡糖與細(xì)胞膜的結(jié)合與鈣離子通道無關(guān)。 上海褐藻膠和褐藻寡糖的
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