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1、廣西大學(xué)博士學(xué)位論文蔗糖基聚合物的制備和應(yīng)用及其對(duì)植物的作用機(jī)理探索姓名：何英姿申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：化學(xué)工藝指導(dǎo)教師：魏遠(yuǎn)安20050601蔗糖基聚合物的制備和應(yīng)用及其對(duì)植物的作用機(jī)理探索摘要本文研究并開發(fā)了一種新的方法合成蔗糖基聚合物。由于蔗糖基聚合物具有富于吸引力的獨(dú)特·陛能，如親水性、生物活性、生物降解性等，從20世紀(jì)90年代開始，國(guó)際上研究以蔗糖為原料制備這類聚合物的興趣不斷增長(zhǎng)。蔗糖基聚合物可以由傳統(tǒng)的化學(xué)法和酶法合成。本文采用一種新的合成途徑——預(yù)輻射聚合法制備蔗糖基聚合物，已申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利，是一種清潔、可控、可靠的合成途徑。蔗糖在
2、有空氣的條件下進(jìn)行”co的y射線輻照，輻照后使蔗糖有了引發(fā)活性，活化蔗糖和另一種單體(如丙烯酸)發(fā)生聚合反應(yīng)，從而生成蔗糖基聚合物。反應(yīng)條件溫和、清潔，室溫下反應(yīng)在水溶液中進(jìn)行，無(wú)需添加任何zjI發(fā)劑或其它化學(xué)試劑。本文研究了蔗糖預(yù)輻射劑量、溫度、反應(yīng)物料配比對(duì)蔗糖基聚合物的粘均相對(duì)分子質(zhì)量和產(chǎn)率的影響。要獲得適合于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用的蔗糖基聚合物，其相對(duì)分子量為6萬(wàn)左右，蔗糖和丙烯酸的最優(yōu)聚合反應(yīng)條件為：預(yù)輻射劑量1kGy、反應(yīng)溫度為常溫20℃；反應(yīng)時(shí)間15h；水、蔗糖與丙烯酸配比為5：5：1(v／w／v)。對(duì)其反應(yīng)機(jī)理也做了初步探索，初步確定為自由基引
3、發(fā)聚合。在有空氣的情況下經(jīng)60co的Y射線預(yù)輻照，蔗糖產(chǎn)生的自由基和氧結(jié)合生成了穩(wěn)定的過氧化物，使蔗糖晶體擁有了引發(fā)活性(以活化蔗糖的形式)，在輻射場(chǎng)外，采用均相體系溶液聚合，丙烯酸單體以水為溶劑，預(yù)輻照的活化蔗糖既是引發(fā)劑又是單體，在溶液內(nèi)由自由基引發(fā)蔗糖與丙烯酸的聚合反應(yīng)，反應(yīng)15小時(shí)，生成蔗糖基聚合物。產(chǎn)物進(jìn)行分離純化，并用核磁共振、紅外光譜、紫外光譜和掃描電鏡對(duì)其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征，該聚合物與已報(bào)道的蔗糖基聚合物不同，掃描電鏡顯示蔗糖基聚合物具有孑L洞結(jié)構(gòu)，易溶于水，其水溶液制成的薄膜有良好的透氣性。本研究表明，用預(yù)輻射聚合法制備的產(chǎn)物蔗糖基聚合
4、物不僅是良好的可生物降解的材料，還是一種新型植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。本文從幾個(gè)方面進(jìn)行了蔗糖基聚合物的應(yīng)用研究。首先，蔗糖基聚合物可以用作水果保鮮劑。用涂膜法讓蔗糖基聚合物在芒果(一種亞熱帶水果)表面形成具有微孑L的薄膜，抑制細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，達(dá)到自動(dòng)氣調(diào)的效果，使芒果處于接近冬眠狀態(tài)，可以防止果實(shí)脫水、萎縮及微生物的侵蝕，有較明顯的延長(zhǎng)貯藏壽命的保鮮作用，常溫下雛使芒果保鮮19天，達(dá)到好果率80％。第二，可作為植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)平菇、玉米栽培具有顯著的增產(chǎn)效應(yīng)，可增產(chǎn)20％以上。另外，對(duì)龍眼、芒果、黃皮果、甜瓜等水果能有效提高果品的可溶-陛固形物，降低酸度，增加
5、總糖的含量，具有明顯的增甜作用。本文從植物生理水平研究了蔗糖基聚合物對(duì)植物內(nèi)部生理生化反應(yīng)機(jī)理的影響，獲得了非常有意義的結(jié)果。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，蔗糖基聚合物能明顯提高玉米葉片中的葉綠素含量，延長(zhǎng)葉片功能期，因兩提高了葉片的光合速率，促進(jìn)了光合作用及產(chǎn)物的積累：同時(shí)降低了葉片的呼吸速率和蒸騰速率，減少呼吸消耗，最后表現(xiàn)為玉米籽粒產(chǎn)量增加。蔗糖基聚合物還能有效提高玉米葉片中主要防御酶SOD和CAT的活性，但卻降低了POD活性。蔗糖基聚合物能提高玉米酐片SS、SPS的活性，可能會(huì)對(duì)玉米籽粒中蔗糖合成與轉(zhuǎn)化起著重要的作用，尤其是抽穗期噴施蔗糖基聚合物使SPB活性
6、大幅提高，有利于蔗糖的積累。在對(duì)植物內(nèi)源激素的影響方面，蔗糖基聚合物可以明顯提高玉米抽穗期和灌漿期GA3含量，提高于玉米拔節(jié)期、抽穗期、灌漿期l從含量，對(duì)玉米的生長(zhǎng)發(fā)育起到了促進(jìn)作用；使苗期、拔節(jié)期、抽穗期玉米葉片的ABA含量降低并維持在較低水平，到灌漿期才略有回升，與對(duì)照基本處于相同的水平，利于玉米的生長(zhǎng)和籽粒的灌漿；使玉米各生長(zhǎng)期的zT含量降低，對(duì)植物的生長(zhǎng)則可能起到負(fù)面作用。在小果期噴施蔗糖基聚合物可提高妃子笑荔枝座果率，提高SOD、CAT活性，降低POD活性，在植株的抗逆、抗病及防止果實(shí)落果方面效果顯著。并且經(jīng)蔗糖基聚合物處理后，妃子笑荔枝葉
7、片的ss和SPS酶活性均有較大幅度的上升，對(duì)果實(shí)中蔗糖的積累十分有利。總之，本文采用的蔗糖基聚合物的預(yù)輻射聚合制備法是一種瓤的、清潔的合成途徑，并對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了純化和結(jié)構(gòu)表征。蔗糖基聚合物在植物上的應(yīng)用機(jī)理研究結(jié)果部分地證明了其作為一種新型植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的作用。田間試驗(yàn)結(jié)果也表明，適合分子量和濃度的蔗糖基聚合物對(duì)供試植物的生理方面有顯著的影響，如生長(zhǎng)佚、提高作物籽粒或水果的產(chǎn)量。因此，蔗糖基聚合物在農(nóng)業(yè)及工業(yè)應(yīng)用方面有著很好的潛力和誘人的前景。關(guān)鍵詞：蔗糖基聚合物預(yù)輻射聚合法自由基引發(fā)結(jié)構(gòu)表征水果保鮮增產(chǎn)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑酶IIISucrose—based
8、polymer：preparation，charaeterizationanditsphysiologica
