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行作用，通過檢測植物生長指標和抗逆指標變化，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)域的作用機理進行表征，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。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行研究。利用植物的促生長和抗逆指標進行篩選，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、愈傷組織和懸浮細胞為材料，建立起寡糖促生長的綜合性的驗證方法。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，探討寡糖的促生長作用機理。褐藻寡糖能夠與植物的細胞壁進行結(jié)合，又可以穿過細胞壁進入細胞內(nèi)部與細胞膜進行結(jié)合。湖北褐藻寡糖技術(shù)要求
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(diào)節(jié)和誘導(dǎo)抗病過程。研究發(fā)現(xiàn)，褐藻寡糖對植物具有促生長作用。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水稻和花生的促生長作用，適當控制混合物濃度可提高作用效果。Natsume等(1994)報道酶解褐藻膠獲得的降解產(chǎn)物對多種植物具有延長生命周期的作用；進一步研究發(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活性(Quocetal.,2000)；Tomoda等（1994）則報道了聚合度為4的褐藻膠寡糖（M或G）對大麥根促生長作用明顯。Iwasaki&Matsubara等（2000b）對酶解褐藻膠寡糖對萵苣的促根生長活性研究表明，聚合度為2-8糖的混合物在濃度200-3000ug/ml的范圍內(nèi)使萵苣根生長長度為空白組的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活性。褐藻寡糖能夠作為信號調(diào)節(jié)分子作用于植物，促進植物的生長，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。廣西褐藻寡糖檢測方法褐藻寡糖是由褐藻中的褐藻膠通過氧化降解、酸水解或者裂合酶降解而得到的小分子量片段。
對初步純化的褐藻膠裂解酶進行了酶學(xué)性質(zhì)研究,酶的適反應(yīng)條件為50℃、pH8,在4～40℃、pH6～8范圍內(nèi)酶活力較穩(wěn)定;Ca2+、Mg2+和Fe2+等離子對該酶有促進作用,EDTA、Ba2+、Zn2+等有抑制作用。通過優(yōu)化獲得褐藻膠的好酶解條件,在底物濃度、加酶量、體系、45℃條件下反應(yīng)32h時,還原糖生成量為。以提取的褐藻多糖為原材料,按照此酶解工藝大量制備褐藻寡糖,通過Bio-GelP2凝膠色譜柱分離純化,得到不同聚合度的7個寡糖組分F1-F7,TLC分析結(jié)果顯示,其聚合度在1-7之間。去除自由基結(jié)果表明,褐藻多糖和寡糖都具有較強的抗氧化活性。自由基去除率隨著糖濃度的增加而增強,在寡糖濃度、多糖濃度±±。多糖、寡糖濃度為±±。在相對濕度為85%和62%的環(huán)境下,褐藻多糖和褐藻寡糖都表現(xiàn)出較強的吸濕能力,褐藻寡糖更佳。在干燥環(huán)境下,褐藻多糖和寡糖都表現(xiàn)出很強的保濕效果,36h時褐藻寡糖的保濕率達到。抑菌結(jié)果顯示,褐藻寡糖對白色念珠菌、金黃色葡萄球菌、大腸埃希菌、銅綠假單胞菌均具有較好的抑菌作用,褐藻多糖對白色念珠菌具有抑菌效果,對另3種細菌無抑制。
褐藻寡糖對煙C細胞內(nèi)游離脯氨酸含量的影響研究發(fā)現(xiàn),幾乎所有逆境脅迫都能夠造成植物體內(nèi)游離脯氨酸積累。在植物體內(nèi),脯氨酸是作為1種滲透保護劑參與植物抗逆過程,緩解植物因低溫傷害造成的滲透脅迫,因此檢測植物體內(nèi)游離內(nèi)脯氨酸含量,可以在一定程度上判斷植物遭受逆境脅迫危害程度。圖5是煙C葉片游離脯氨酸含量變化。由圖可知,水處理組經(jīng)低溫脅迫后,游離脯氨酸含量短時間內(nèi)劇烈增加,6h時為空白對照的4倍,隨著低溫處理時間延長,游離脯氨酸積累加劇,48h后是空白對照的11.8倍。噴施寡糖后進行低溫脅迫,0.05%～0.30%褐藻寡糖能夠明顯降低煙草體內(nèi)游離脯氨酸積累,0.10%褐藻寡糖在24h以內(nèi)效果比較好,但48h時游離脯氨酸含量明顯升高。1.00%褐藻寡糖短時間內(nèi)使煙C葉片內(nèi)游離脯氨酸含量劇烈增加,隨著時間延長積累不斷加劇,表明較高濃度褐藻寡糖溶液會對煙C細胞產(chǎn)生毒副作用,低溫下更加劇了細胞損傷破壞。褐藻寡糖與作物細胞作用后還可以在細胞的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中，對細胞的生物活性進行調(diào)節(jié)，增強植物抗病能力。
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，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。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。褐藻寡糖對植物的抗逆機制是通過誘導(dǎo)作用實現(xiàn)的。上海褐藻寡糖 精耕
褐藻寡糖在植物誘導(dǎo)抗病中有重要作用，因為褐藻寡糖激發(fā)植物體內(nèi)相關(guān)抗病信號通路，從而引起植物抗病。湖北褐藻寡糖技術(shù)要求
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概念，他認為低濃度的寡糖是一種信號分子，可以與作物相互作用，對作物的生長、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，對植物種子萌發(fā)、根系生長和枝條伸長有促進作用，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。植物生長表現(xiàn)為，植物細胞體積的增加、植物細胞分裂以及組織特性的發(fā)育過程。細胞分裂過程中的動力和擴張的分子機制主要依賴糖類等碳水化合物來提供能量。糖信號是決定植物生長發(fā)育的中心，與其他信號網(wǎng)絡(luò)連接，控制細胞增殖和擴張。植物的生長發(fā)育還依賴于蛋白質(zhì)的合成，而糖和環(huán)境信號對mRNA翻譯的調(diào)控至關(guān)重要。 湖北褐藻寡糖技術(shù)要求
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