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        氨基寡糖素

        更新時間:2021-12-14 10:47:04 點擊數:848

        氨基寡糖素

        氨基寡糖素

        化學名稱:β-(1, 4)-2- 氨基- 2- 脫氧-D-葡聚糖。
        中文名稱:殼寡糖、氨基寡糖素、幾丁聚糖、低聚殼聚糖、寡聚氨基葡糖。

        簡稱:COS

        分子式:
        (C6H11NO4)n(n=2~20)

        氨基寡糖素是以豐富的海洋生物資源(蝦、蟹殼)為原料,通過技術先進的生物酶降解技術得到的聚合度低于20的低聚糖,是自然界中“帶正電荷的天然活性產物”,是由氨基葡萄糖以β-1,4糖苷鍵連接而成。根據植物的生長需要,分為固態和液態兩種類型。殼寡糖本身含有豐富的C、N, 可被微生物分解利用并作為植物生長的養份。 

         

        農業應用

        氨基寡糖素(殼寡糖)在農業上應用具有微量(PPM級)、高效、低成本、無公害等特點,對我國農業可持續性發展具有重要意義。

        機理特性

        氨基寡糖素(農業級殼寡糖)能對一些病菌的生長產生抑制作用,影響真菌孢子萌發,誘發菌絲形態發生變異、孢內生化發生改變等。能激發植物體內基因,產生具有抗病作用的幾丁酶、葡聚糖酶、植保素及PR蛋白等,并具有細胞活化作用,有助于受害植株的恢復,促根壯苗,增強作物的抗逆性,促進植物生長發育。

         

        在農業種植上的應用

        一、誘導殺菌劑

        殼寡糖以其來源廣泛、誘抗活性高并能調節植物生長發育等優勢,逐漸成為國內外關注熱點。作為生物農藥,殼寡糖在防病和抗病方面有著多種機制,除了作為活性信號分子,迅速激發植物的防衛反應,啟動防御系統,使植物產生酚類化合物、木質素、植保素、病程相關蛋白等抗病物質,并提高與抗病代謝相關的防御酶和活性氧清除酶系統的活性,寡糖對植物病原菌直接的抑制作用也是其抗病的必要組成部分。一般認為氨基寡糖素抗菌機理是:在酸性條件下,氨基寡糖素分子中—NH+3與細菌細胞壁所含硅酸、磷酸脂等解離出陰離子結合,從而阻礙細菌大量繁殖;然后,氨基寡糖素進一步低分子化,通過細胞壁,進入微生物細胞內,使遺傳因子從DNA到RNA轉錄過程受阻,造成微生物徹底無法繁殖。將氨基寡糖素用于制造生物農藥是未來的發展方向,它在環境中易于降解,完全不會對環境造成污染,兼有藥效和肥效雙重生物調節功能的特點,可誘導激活植物免疫系統,提高植物抗病毒能力。

        二、植物功能調節劑

        氨基寡糖素(殼寡糖)可作為植物功能調節劑,具有活化植物細胞,促進植物生長,調節植物抗性基團的關閉與開放,激活植物防御反應,啟動抗病基因表達等作用。日本已將氨基寡糖素制成植物生長調節劑,用于提高某些農作物產量。張文清等研究了氨基寡糖素對黃瓜生長的促進作用,結果表明,氨基寡糖素處理過的黃瓜植物不但對霜霉病的抗性增強,而且對果實采收期可提前3~5d,產量明顯提高。

        三、種子被膜劑

        氨基寡糖素(殼寡糖)作為一種植物生長調節劑及抗菌劑,可誘導植物產生PR蛋白和植保素,利用氨基寡糖素為基本成分研制的新型種衣劑,具有巨大的生產潛力。陸引罡等對氨基寡糖素油菜種衣劑劑型應用效果進行研究,利用殼聚糖酶降解殼聚糖獲得的氨基寡糖素為基本成分,配以化肥、微量元素及防腐劑等成分進行混合,調制成較穩定的膠體溶液后拌種,對油菜種子發芽和出苗均無明顯影響,但可促進油菜生長,提高壯苗率,增加產量,增產幅度在4.33%~9.67%,增產以增加每角果粒數為主。氨基寡糖素(殼寡糖)拌種可明顯抑制油菜菌核病的發生,3個油菜品種的防治率為34.19%~44.1%。

        四、作物抗逆劑

        氨基寡糖素(殼寡糖)誘導作物的抗性不僅表現在抗病(生物逆境)方面,也表現在抵抗非生物逆境方面。施用氨基寡糖素對作物的抗寒冷、抗高溫、抗旱澇、抗鹽堿、抗肥害、氣害、抗營養失衡等方面均有良好作用。這是由于氨基寡糖素對作物本身以及土壤環境均產生了多方面的良好影響,譬如氨基寡糖素誘導作物產生的多種抗性物質中,有些具有預防、減輕或修復逆境對植物細胞的傷害作用;另氨基寡糖素能促使作物生長健壯,健壯植株自然也有較強的抗逆能力。郭紅蓮等以草莓懸浮培養的細胞為對象,研究了氨基寡糖素處理對活性氧代謝的效應。結果表明,氨基寡糖素可誘導草莓懸浮培養細胞的活性氧迸發,同時也可誘導活性氧清除酶活性上升,可以認為氨基寡糖素處理能直接誘導活性氧產生速率的早期直接增加。這可能有利于啟動活性氧信號系統,并引起抗性信號的轉導。而在處理后期活性氧清除酶———CAT和SOD活性顯著增加,可以清除過多活性氧,避免活性氧積累對細胞的傷害作用。因而氨基寡糖素處理草莓細胞可以誘導產生抗性反應。實踐中,當作物幼苗遇低溫冷害而萎蔫時,及時施用氨基寡糖素,很快植株就恢復了長勢;當作物不論是什么原因導致根系老化時,施用氨基寡糖素能促發有活力的新根;當作物遭受農藥藥害導致枝葉枯萎時,施用氨基寡糖素可以輔助解毒并使之很快就抽出新的枝葉。

        五、提高殺蟲活性和趨避活性

        常規使用的殺蟲劑劑型及施藥方法難以使農藥充分接觸到靶標昆蟲,更多的是殘留在環境中,造成浪費,且污染環境,給人類健康造成危害。所以如何提高殺蟲劑的緩釋性能就成為了亟需解決的問題。張宓等將殼聚糖及殼寡糖用于室內殺蟲實驗。結果表明,對鱗翅目和同翅目害蟲均具有一定的殺蟲活性,在相同濃度下,對小菜蛾的殺蟲活性高于對棉鈴蟲,對不同蚜蟲的殺蟲活性一般在60%~80%之間,最高可達99%。


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