海藻提取物在作为综合作物营养剂方面受到普遍关注(NorrieandHiltz,1999),而褐藻酸和褐藻寡糖(AOS)是其中的重要组成部分(Zhangetal.,2019)。褐藻酸由α-L-古罗糖醛酸(G)和β-D-甘露糖醛酸(M)通过1-4糖苷键连接(邰宏博等,2015),由于其分子量大,性质不稳定等特点,因此应用范围较小(孙哲朴等,2019)。褐藻寡糖是褐藻酸的降解产物,聚合度一般为2-10,可由生物法、化学法、物理法等方法制备得到。褐藻寡糖具有分子量低、性质稳定、水溶性强、安全无毒等特点,在医药、农业、生活日用等方面有更广阔的应用空间(王媛媛等,2010)。如:施用3%的褐藻寡糖可提高小麦种植中氮肥的利用率,进而提高小麦的产量和品质(张朝霞等,2014b);在水稻培育中施用效提高水稻蛋白质等含量,同时提高产量(张运红等,2016);在玉米培育中施用,可明显提高玉米的肥料利用率和产量(张朝霞等,2013)。此外,在土壤修复和抗污染方面(张朝霞等,2014a;余劲聪,2016)、水果保鲜方面(蓝炎阳等,2013;陈锋,2014)均有重要应用。 褐藻寡糖与作物细胞作用后还可以在细胞的信号转导过程中,对细胞的生物活性进行调节,增强植物抗病能力。辽宁褐藻寡糖的种类
褐藻寡糖不仅可促进植物的生长,而且可提高植物对病害的抵抗力(Otterleietal.,1991)。王松(2003)利用沸水煮提的方法从海带中得到褐藻酸钠后,然后再经过酸解和海螺酶降解得到聚合度为8-20的褐藻寡糖。将此褐藻寡糖应用于抗花叶病毒的研究。发现在处理4d后抗性开始提高,第6d时诱导抗病性达到高,并且以浓度为1000μg/ml的褐藻寡糖的诱导效果好。由于植物诱导抗逆领域关于褐藻寡糖的研究较少,因此开发褐藻寡糖在植物诱导抗逆领域中的应用,对于丰富褐藻寡糖的生物功能,开发具有诱导抗逆活性的褐藻寡糖片段,对增强植物对环境的适应能力,提高作物产量和品质具有十分重要的意义。海洋活性寡糖的开发与利用已成为利用海洋资源进行高值化开发的关键技术之一。对海洋的特殊环境适应,使多种海洋生物具有独特的多糖组成,利用多种手段对海洋多糖进行降解,可以获得种类繁多,结构各异的寡糖片段,由于其结构和组成的差异,寡糖片段内携带大量不同的信息,具有不同的功能活性。尤其是寡糖还可以作为诱抗剂能够诱导植物产生抗逆性能,此外寡糖还能够调节植物的生长发育,因此海洋寡糖由于其独特的组成和生物活性,已成为目前植物生长调节与诱导抗逆研究的热点。 江苏好的褐藻寡糖褐藻寡糖能促进过氧化氢的积累且在24h左右诱导植物体内活性氧的爆发。
AOS对PVX、TMV有较好的防治效果分别在喷施AOS前24h和喷施AOS后24h接种带有GFP标签的PVX。发病后,在紫外灯下观察绿色荧光并检测病毒积累量。结果显示先喷施AOS后接种PVX,5d后,30.6%系统叶片出现荧光,而喷施ddH2O的本氏烟,85.7%上部叶片出现荧光;喷施AOS的本氏烟中病毒的积累量也明显低于对照。先接种PVX后喷施AOS,与喷施ddH2O的本氏烟系统叶片的荧光强度并无明显区别,本氏烟中病毒的积累量也无明显差异。以上结果说明,AOS对病毒有明显的预防效果。用不同浓度的AOS处理本氏烟后接种PVX,检测抗病效果,结果显示在AOS浓度为100μg/mL时,其抗病效果好。之后,采用100μg/mL的AOS喷施本氏烟后,接种烟C花叶病毒(TMV),发现与对照组相比,AOS处理的叶片上荧光强度也明显减弱,TMV的积累量也明显降低,表明AOS也可以增强植物对TMV的抗性。以上结果说明,AOS增强植物对病毒的抗性具有普遍性。
褐藻寡糖是由褐藻多糖(褐藻胶)经过酸、氧化剂或者裂合酶降解而获得的小分子量的片段。褐藻胶是褐藻细胞壁的填充物质,是由甘露糖醛酸和古罗糖醛酸结合而成的直链线性嵌段型高分子聚合物。其分子量比较大,在104-106u之间。组成褐藻胶的结构单元是β-(1,4)连接的D-甘露糖醛酸(M)和α-(1,4)连接的L-古罗糖醛酸(G)。在生物合成过程中甘露糖醛酸残基形成聚合物后,部分在酶的作用下转变成了古罗糖醛酸。但是由于其分子量较大,不容易被吸收,常常是被作为膳食纤维应用于食品中,因此极大限制了褐藻胶的应用。经过降解获得的小分子量的寡糖片段,水溶性好,易于被吸收利用,因此应用也越来越普遍。近年来,许多研究已经证实褐藻寡糖能够在植物调节生长和诱导抗病领域发挥作用。 较低浓度的褐藻寡糖能促进高粱种子萌发及幼苗生长,提高高粱叶片叶绿素的合成速率。
褐藻寡糖是一种天然的植物生长调节剂,安全无污染,对作物的促生长作用是褐藻寡糖的生物学活性之一。褐藻寡糖能够提高作物的光合作用,增加有机物的积累,影响作物的生长速率,提高果实的产量,并且提升其品质。通过提高细胞壁转化酶、酸性转化酶、山梨醇脱氢酶、山梨醇氧化酶和 ATP 酶等糖积累的关键酶活性,从而影响果实的淀粉含量、总可溶性糖、细胞中花青素的含量以及果实的新鲜程度和硬度,光合色素含量等来改善果实的产量和品质。褐藻寡糖作为一种信号分子,还参与调节植物的生长、发育以及新陈代谢过程,能调控生物合成过程,从而保护果实品质,提高果实的产量。褐藻寡糖的结合是与膜上的蛋白有关。通过封闭细胞膜上的钙离子通道,对其进行阻断后结合寡糖。内蒙古褐藻寡糖纤维
褐藻寡糖是一种由褐藻多糖(褐藻胶)经过裂合酶降解而获得的小分子量片段。辽宁褐藻寡糖的种类
褐藻胶寡糖对植物来说也是一种重要的信号分子,能够参与植物的生长调节和诱导抗病过程。研究发现,褐藻寡糖对植物具有促生长作用。Guyen等2000年发现,利用γ-射线照射褐藻胶得到降解组分,分子量小于104Da的褐藻胶降解产物的混合物显示出对水稻和花生的促生长作用,适当控制混合物浓度可提高作用效果。Natsume等(1994)报道酶解褐藻胶获得的降解产物对多种植物具有延长生命周期的作用;进一步研究发现酶解产物中分离得到的三糖(M或G)具有明显的促大麦根生长活性(Quocetal.,2000);Tomoda等(1994)则报道了聚合度为4的褐藻胶寡糖(M或G)对大麦根促生长作用明显。Iwasaki&Matsubara等(2000b)对酶解褐藻胶寡糖对莴苣的促根生长活性研究表明,聚合度为2-8糖的混合物在浓度200-3000ug/ml的范围内使莴苣根生长长度为空白组的2倍;利用凝胶色谱等方法分离各种聚合度的寡糖,发现三糖、四糖、五糖及六糖(M或G)具有很高的促根生长活性。褐藻寡糖能够作为信号调节分子作用于植物,促进植物的生长,此领域的研究为海洋活性寡糖的开发开辟了新的途径。 辽宁褐藻寡糖的种类
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