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,。褐藻寡糖在植物生長中的使用,,可以增強植物對外界環(huán)境的適應能力。湖北褐藻寡糖生物調節(jié)
研究發(fā)現(xiàn),,寡糖對豌豆和玉米的促生長作用不同,。對雙子葉植物豌豆,以0.15%褐藻寡糖效果比較好,,第7d根和芽干重的增長率分別為79.2%和53.5%,,是通過促進激S含量、蛋白酶和脂肪酶的活力來促進種子萌發(fā)和幼苗的生長,;對單子葉植物玉米,,以0.20%褐藻寡糖效果比較好,第7d根和芽干重的增長率分別為140%和143.8%,,是通過促進激S含量,、脂肪酶、淀粉酶和蛋白酶共同作用來促進種子萌發(fā)和幼苗生長,。通過對愈傷組織的誘導和繼代培養(yǎng)的研究,,發(fā)現(xiàn),此褐藻寡糖具有激S的作用,,在極低的濃度下能夠誘導愈傷組織的產生,,并能夠在有2,4-D的培養(yǎng)基中促進愈傷組織的誘導和生長。對懸浮細胞的研究發(fā)現(xiàn),,0.03%寡糖能夠明顯增強細胞內的激S含量,,從而對細胞的生長進行調控。廣西褐藻寡糖生物調節(jié)褐藻膠寡糖(AOS)使毒死蜱對小麥幼苗的傷害有明顯緩解作用,,增強植物對毒死蜱脅迫的抗性,。
褐藻寡糖是褐藻膠的降解產物,由2~10個單糖通過糖苷鍵結合而成,,具有溶解性好,,穩(wěn)定性強等特點。褐藻膠主要來源于海帶,、馬尾藻等藻類,,是由β-D-甘露糖醛酸和α-L-古羅糖醛酸通過1-4糖苷鍵連接形成的陰離子酸性多糖,。經過多年研究發(fā)現(xiàn)褐藻寡糖在農業(yè)、醫(yī)學等多個方面都具有重要的應用價值和研究意義,,尤其在在農業(yè)方面,,褐藻寡糖對經濟作物有較好的應用效果。在增產方面,,應用褐藻寡糖于黃瓜、小麥,,、玉米,、水稻等多種農作物,可明顯促進作物生長,,增加產量,;在種子萌發(fā)方面,褐藻寡糖可促進大豆,、高粱,、豌豆等種子的萌發(fā),提高萌發(fā)率和萌發(fā)勢等,;在抗逆方面,,施用褐藻寡糖可提高水稻的抗病蟲害能力,同時提高幼苗的鎘脅迫抗性,,提高小麥的抗干旱脅迫等,。翅堿蓬常被用于鹽堿地的生態(tài)工程建設中,但是在東營黃河三角洲地區(qū)的實際應用中發(fā)現(xiàn),,翅堿蓬在種植中存在成活率低的問題,,尤其是幼苗移植生長時期,幼苗后續(xù)成活率低,,人力物力財力投入成本較高,。推測原因為移植后的幼苗對鹽堿地環(huán)境難以適應,抗逆性較差,。因此如何提高翅堿蓬的幼苗后續(xù)成活率和抗逆性是當前研究的重點 問題,。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。
海藻提取物在作為綜合作物營養(yǎng)劑方面受到普遍關注(NorrieandHiltz,1999),,而褐藻酸和褐藻寡糖(AOS)是其中的重要組成部分(Zhangetal.,2019),。褐藻酸由α-L-古羅糖醛酸(G)和β-D-甘露糖醛酸(M)通過1-4糖苷鍵連接(邰宏博等,2015),由于其分子量大,,性質不穩(wěn)定等特點,,因此應用范圍較小(孫哲樸等,2019),。褐藻寡糖是褐藻酸的降解產物,聚合度一般為2-10,,可由生物法,、化學法、物理法等方法制備得到,。褐藻寡糖具有分子量低,、性質穩(wěn)定、水溶性強,、安全無毒等特點,,在醫(yī)藥、農業(yè),、生活日用等方面有更廣闊的應用空間(王媛媛等,2010),。如:施用3%的褐藻寡糖可提高小麥種植中氮肥的利用率,進而提高小麥的產量和品質(張朝霞等,2014b),;在水稻培育中施用效提高水稻蛋白質等含量,,同時提高產量(張運紅等,2016);在玉米培育中施用,,可明顯提高玉米的肥料利用率和產量(張朝霞等,2013),。此外,在土壤修復和抗污染方面(張朝霞等,2014a;余勁聰,2016),、水果保鮮方面(藍炎陽等,2013;陳鋒,2014)均有重要應用,。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,。
褐藻寡糖不僅可促進植物的生長,而且可提高植物對病害的抵抗力(Otterleietal.,1991),。王松(2003)利用沸水煮提的方法從海帶中得到褐藻酸鈉后,,然后再經過酸解和海螺酶降解得到聚合度為8-20的褐藻寡糖。將此褐藻寡糖應用于抗花葉病毒的研究,。發(fā)現(xiàn)在處理4d后抗性開始提高,,第6d時誘導抗病性達到高,并且以濃度為1000μg/ml的褐藻寡糖的誘導效果好,。由于植物誘導抗逆領域關于褐藻寡糖的研究較少,,因此開發(fā)褐藻寡糖在植物誘導抗逆領域中的應用,對于豐富褐藻寡糖的生物功能,,開發(fā)具有誘導抗逆活性的褐藻寡糖片段,,對增強植物對環(huán)境的適應能力,提高作物產量和品質具有十分重要的意義,。海洋活性寡糖的開發(fā)與利用已成為利用海洋資源進行高值化開發(fā)的關鍵技術之一,。對海洋的特殊環(huán)境適應,,使多種海洋生物具有獨特的多糖組成,利用多種手段對海洋多糖進行降解,,可以獲得種類繁多,,結構各異的寡糖片段,由于其結構和組成的差異,,寡糖片段內攜帶大量不同的信息,,具有不同的功能活性。尤其是寡糖還可以作為誘抗劑能夠誘導植物產生抗逆性能,,此外寡糖還能夠調節(jié)植物的生長發(fā)育,,因此海洋寡糖由于其獨特的組成和生物活性,已成為目前植物生長調節(jié)與誘導抗逆研究的熱點,。寡糖作為信號分子與作物細胞結合并相互作用,,引起作物的相關信號轉導,。河北褐藻寡糖孤兒藥
褐藻寡糖參與植物代謝過程,,并作為營養(yǎng)和代謝物信號分子,喚醒特定的酶調節(jié)通路,,調節(jié)相關基因的表達,。湖北褐藻寡糖生物調節(jié)
褐藻寡糖是植物重要的信號分子,同時因為其獨特的組成和生物活性,,參與植物的生理水平調節(jié)過程,,促進植物生長。以小麥和玉米幼苗為實驗材料,,分別進行清水和褐藻寡糖的處理,,能在根中促進生長素、赤霉素和細胞分裂素含量的上升,,還可以促進蛋白酶和脂肪酶的活力,。褐藻寡糖是一種多生物活性的小分子量化合物,對植物誘導抗病方面發(fā)揮巨大作用,,提高植物對病蟲害的抵抗力,。褐藻寡糖還可以誘導植物產生抗低溫的作用,以綠蘿為實驗材料,,在低溫處理前兩天用分別用褐藻寡糖和清水處理兩盆綠蘿,,褐藻寡糖可明顯降低低溫對綠蘿的傷害。褐藻寡糖的處理明顯提高了綠蘿體內甜菜堿,、過氧化物歧化酶,、植保素、游離脯氨酸和可溶性糖的含量,。噴施褐藻寡糖后,,可以提高作物的抗旱能力,。提高CAT、SOD,、PAL和POD四種抗逆相關酶的活力,,提升ABA含量,關閉了植物表面氣孔,,水分散失減少,。以番茄為例,分別對番茄進行清水和褐藻寡糖的處理,。湖北褐藻寡糖生物調節(jié)
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