水溶性壳聚糖的抑菌作用及在农业中的应用

点击次数:   更新时间:23/04/04 17:28:04     来源:www.zerunshengwu.com关闭分    享:
  在农业方面,利用水溶性壳聚糖为原料,采用现代生物技术分解、提取并添加多种微量元素(植物生长所需)精制而成的肥料,因其在农业方面所取得的良好效果,被人们誉为“植物疫苗”。它在农业生产应用中,不仅能使作物长势好,植株健壮,光合作用增强,而且在抗逆性、抗病虫害方面也表现出明显效果,所以有稳定而显著的增收效果。此外,该产品对作物品质的改善和食品营养价值和经济价值也提高有较大的意义。
  另一方面,水溶性壳聚糖可作为植物生长调节剂,促进农作物产量提高,还可作为土壤改良剂及用于收获后农产品的保鲜等。尤其是其在植物病害方面已逐渐成为人们研究的热点。大量研究表明,它可以诱导植物产生抗性、增强植物的自身防卫能力、多种植物病原微生物的生长,而且其无毒并可为微生物降解,对环境不会产生污染。这使其有可能作为一种新型的绿色农药在农业生产中发挥重要的作用。
  一. 水溶性壳聚糖对植物病害的抑菌作用方式
  1. 诱导植物抗性蛋白的产生
  水溶性壳聚糖及其衍生物可诱导植物产生抵御病原物质的抗性蛋白——致病相关蛋白PR(pathogenesis -related proteins) 。所诱导的抗性蛋白主要为植物抗毒素(phtoalexin)、几丁质酶(chitinase)、壳聚糖酶(chitosanase)和 1,3一葡聚糖酶( l,3一glucanase)等。许多研究都表明,它可诱导植株产生几丁质酶、壳聚糖酶和 l,3-葡聚糖酶,这些酶的底物是真菌细胞壁的主要组分,几丁质酶特别是在葡聚糖酶的共同作用下可在体外抑菌的生长。可诱导出的几丁质酶、壳聚糖酶和l,3-葡聚糖酶彼此之间还有协同效应,以致抗菌作用更为明显。
  2 .诱导木质素形成
  木质素是植物维管组织次生细胞壁的主要组分,它本身抗微生物的降解。大量研究证实,甲壳素和水溶性壳聚糖及其衍生物可诱使植物在其受病菌侵染点周围木质化,形成一个物理屏障,从而阻止或延迟病原菌的生长和向周围正常组织扩散,增强植物的抗病力。用甲壳素的低聚体处理小麦伤口(每个伤口用0.04 nag)结果表明,单体和二聚体几乎没有诱导木质化功能,而四、五、六聚体则有明显的诱导木质素形成的作用。同时他们的实验还证实,脱乙酰化的低聚体都无此作用,因此认为乙酰基是甲壳素和壳聚糖诱导木质形成所须的基团。
  3 .改变植物的酚类代谢
  人们研究天然抗体时注意到:在植物的病菌侵染点处,酚类(单宁.绿原酸等)物质大量积累。酚类是杀菌性物质,又是木质素形成的前体,所以植物体内酚类增多,不但自身可以抗病,而且还可促使病原侵染处木质化,因而使植物抗病能力增强。Ralph证实,它诱导的大豆细胞中酚类组成会迅速变化,如苯丙烷、香豆酸和绿原酸等都明显增加。
  二 .在农业中水溶性壳聚糖的主要功能及应用
  1.在农业中水溶性壳聚糖的主要功能对植物适应性广,亲和性好,无毒无副作用,对人畜无害,能够生物降解,在土壤中不板结土壤,可缓慢降解为小分子碳水化合物,对环境无公害,是一种优良的纯天然生态制剂。它能促使植物种子提前发芽。根系发达,根毛、须根、次生根数量大大增加,根乃植物之本,根际发达,会增强植物的吸肥吸水能力,增强抗旱、抗倒伏能力,增强免疫力,达到粗壮多结果之目的。能充分活化根际状态,溶解养分分子,迅速形成土壤溶液,使氮、磷、钾等养分能得到植物充分有效地吸收。研究发现,它具有调节植物发育的功能,该产品是一种天然的植物生长调节剂,能发根促茎,使茎缩短,粗壮旺盛,有利于养分供应果实,其中微量元素在甲壳素的螫合下,容易被果实吸收,从而增加蛋白质、氨基酸的含量,从根本上改善品质。
  2. 植物病害诱抗剂
  研究证实,水溶性壳聚糖作为植物性功能调节剂,能调节植物基因的关闭和开放,诱导植物分泌抗性酶,这样不仅可以促进植物细胞的活化,刺激植物性生长,还可以增加对病虫害的自我防御能力,特别是较高聚合度的寡聚糖具有阻碍病原菌生长繁殖的功能,减少病原菌特别是致病真菌对植物的危害。研究发现该产品具有抗真菌活性,壳聚糖的衍生物如壳寡糖也有很强的抑菌作用 。因此它又被称为新型植物抗性诱导剂.番茄苗用水溶性壳聚糖溶液浸根或喷雾,或在生长基质中加入它,可诱导番茄对根腐病的系统抗病性 ;黄瓜水培液中加入该产品可控制由腐霉菌(Pythium spp.)引起的猝倒病 ,此外,对大豆花叶病、大豆根腐病、小麦纹枯病、番茄早疫病、油菜菌核病、水稻恶苗病等都有抑菌作用。
  水溶性壳聚糖为土壤有益菌如放线菌提供营养物质,可促进放线菌的繁殖并诱导放线菌产生壳聚糖酶,从而使土壤病原菌生长和繁殖;同时由于放线菌大量繁殖,可改善土壤微生态环境和提高植物品质,从而达到增产的目的。制成土壤改良剂,利用它的抗菌能力和改善土壤的作用,可将土壤与该产品溶液合成液体土壤改良剂,这种改良剂具有适当的稳定性和可降解性,降解以后是以较好的有机肥料,可供作物吸收,若将其喷洒到土壤表面,则能形成一层薄膜,还具有保墒作用。如将农药或化肥掺入其中,使它们均匀混合,还可取得缓释放的效果。

水溶性壳聚糖

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