甲殼胺低聚糖介紹

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1、技術(shù)資料新型植物生長調(diào)節(jié)劑甲殼胺的生物學(xué)特性及其在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用韓德元1??許光善2???任肇利3（1北京市農(nóng)林科學(xué)院植保環(huán)保研究所；2韓國慶南大學(xué)；3北京金地運(yùn)通信息咨詢有限公司）???甲殼質(zhì)（Chitin、甲殼素、殼多糖）是一種天然有機(jī)高分子多糖，廣泛分布在自然界蝦、蟹的甲殼以及昆蟲的甲殼和一些真菌的細(xì)胞壁及植物的細(xì)胞壁中。?甲殼胺又名脫乙酰甲殼質(zhì)、可溶性甲殼質(zhì)、脫乙酰殼多糖，英文名稱Chitosan，化學(xué)名稱為（1→4）-2-氨基-2-脫氧-β-D-葡聚糖，它是由甲殼質(zhì)經(jīng)脫乙酰作用而得到的一種氨基多糖，其化學(xué)結(jié)構(gòu)為：

2、?將蟹、蝦等甲殼類動(dòng)物殼干燥、粉碎、水洗并經(jīng)與稀鹽酸、稀氫氧化鈉加熱處理等工序，得到甲殼質(zhì)。甲殼質(zhì)再經(jīng)濃氫氧化鈉加熱處理脫乙?；玫郊讱ぐ?。與甲殼質(zhì)相比，甲殼胺具有更廣泛的生物活性。甲殼胺屬于寡聚糖，這類物質(zhì)具有調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育，誘導(dǎo)植物產(chǎn)生系統(tǒng)性獲得抗病性，抑制病害發(fā)生或減輕危害的作用，從而減少農(nóng)藥的使用。由于甲殼質(zhì)及其衍生物無毒，具有生物可容性，又有資源豐富、制備簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉的優(yōu)勢(shì)，故應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。在農(nóng)業(yè)、食品及醫(yī)藥領(lǐng)域引起普遍興趣，很多甲殼胺產(chǎn)品已經(jīng)商品化。本文主要介紹甲殼胺對(duì)植物的作用機(jī)理及在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用。

3、1甲殼胺對(duì)植物的作用1.1促進(jìn)植物愈傷組織形成甲殼胺有促進(jìn)植物愈傷組織形成的效果。平野等利用甘藍(lán)葉的愈傷組織進(jìn)行了模擬試驗(yàn)。在瓊脂培養(yǎng)基上添加羧甲基脫乙酰殼多糖、甲殼胺和甲殼胺低聚糖，將甘藍(lán)葉片在暗室培養(yǎng)25天，以空白的培養(yǎng)基為對(duì)照，比較形成愈傷組織的重量，結(jié)果表明，甲殼胺及甲殼胺低聚糖添加處理與空白對(duì)照相比，對(duì)形成愈傷組織的促進(jìn)效果分別為對(duì)照的1.2倍和1.5倍。1.2促進(jìn)植物生長福井等用白花蘿卜作根菜類代表，進(jìn)行了盆栽試驗(yàn)。用甲殼胺（分子量300000）的乳酸水溶液浸種處理、甲殼胺混土處理、甲殼質(zhì)混土處理及空白對(duì)照。于播種后第

4、13，27和37天測(cè)葉長、全株重和根重，結(jié)果表明，不論用甲殼胺進(jìn)行種子處理，還是土壤混合處理，蘿卜葉長、全重和根重與未處理區(qū)相比都顯示出促進(jìn)生長的效果。甲殼胺種子處理的效果高于土壤處理。與甲殼胺相比，甲殼質(zhì)的促進(jìn)作用差。林正彥等報(bào)道，用低分子甲殼胺和甲殼胺低聚糖處理蘿卜種子，在田間條件下增產(chǎn)13%～17%。1.3使植物細(xì)胞活化，提高肥料成分的吸收率研究顯示，甲殼胺能引起植物細(xì)胞活化。例如，在番茄子葉上施用甲殼胺，能誘導(dǎo)產(chǎn)生蛋白酶阻害物質(zhì)。在大豆細(xì)胞培養(yǎng)液中添加甲殼胺，能增強(qiáng)β-葡聚糖（glucosan)的生物合成，它是細(xì)胞壁的構(gòu)成

5、成分之一。豌豆莢施用甲殼胺，與感染鐮刀菌一樣，會(huì)出現(xiàn)抗菌蛋白質(zhì)。在前述白花蘿卜試驗(yàn)中，根部的氮素（N）和鉀（K）含量在兩個(gè)甲殼胺處理區(qū)均比對(duì)照區(qū)高。甲殼胺處理使植物細(xì)胞活化，提高了肥料成分的吸收活性。2甲殼胺增強(qiáng)植物抗病性的機(jī)理農(nóng)作物應(yīng)用甲殼胺可提高抗病性。研究表明甲殼胺對(duì)土壤Fusarium屬病原菌有抑制作用，可預(yù)防和減輕該屬病原菌引起的病害。室內(nèi)外試驗(yàn)還表明，用甲殼胺包覆大豆種子可誘導(dǎo)出殼多糖酶，促進(jìn)豌豆素的酚類物質(zhì)形成，提高發(fā)芽率，加速大豆生長。小麥種子處理后可增強(qiáng)抗土傳真菌病害的能力，還促進(jìn)木質(zhì)素的形成，提高抗倒伏能力。

6、此外，甲殼胺可抑制煙草斑紋病毒的傳染、水果黑斑病菌的生長和阻止豆科植物病原菌的繁殖。其誘導(dǎo)植物抗病性機(jī)理主要是兩個(gè)方面。(1)使植物殼多糖酶（chitinase）活性化植物本身具有分解甲殼質(zhì)和甲殼胺的酶，即殼多糖酶。當(dāng)細(xì)胞壁上具有甲殼質(zhì)和甲殼胺的病原菌侵襲植物時(shí)，能誘導(dǎo)植物殼多糖酶以防止病原菌等進(jìn)入植物體內(nèi)，故認(rèn)為甲殼胺具有防止病原菌侵染的作用。例如，當(dāng)病原性或非病原性鐮刀菌孢子接觸未成熟豌豆莢時(shí)，在誘導(dǎo)產(chǎn)生乙烯和葡聚糖酶（glucanase）的同時(shí)，也誘導(dǎo)產(chǎn)生殼多糖酶。在甜瓜葉片感染病原菌時(shí)，以及煙草葉片感染煙草花葉病毒時(shí)，都

7、會(huì)誘導(dǎo)殼多糖酶活性。平野用羧甲基甲殼胺、低分子甲殼胺和甲殼胺低聚糖加入甘藍(lán)葉片愈傷組織培養(yǎng)基，殼多糖酶活性分別提高1.9倍和1.2倍。通過應(yīng)用甲殼胺或其系列衍生物處理，植物體內(nèi)的殼多糖酶被激活。因而可利用這種手段人為地提高植物自身的防衛(wèi)機(jī)能，提高植物對(duì)病原菌的抵抗力。(2)誘導(dǎo)產(chǎn)生植物抗毒素（phytoalexin)植物抗毒素是當(dāng)病原菌入侵植物體內(nèi)時(shí)，寄主植物細(xì)胞中合成或被活化的抗菌性物質(zhì)的總稱。它的合成與活化，往往是由于寄主細(xì)胞死亡而誘導(dǎo)的。其濃度在10～50ng/mL左右便能阻害眾多病原菌的繁殖。植物抗毒素在豆科、茄科植物

8、中普遍存在，豌豆中的植保素（plsatin）、大豆中的菜豆素（phaseoline）、馬鈴薯中的馬鈴薯防衛(wèi)素（licitin）等都是植物抗毒素類物質(zhì)。Alan等報(bào)道了甲殼胺及其誘導(dǎo)體對(duì)未熟豌豆莢的植保素誘導(dǎo)作用和對(duì)兩種鐮刀菌（Fusariumuso