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1、24(2)174-178中国生物防治ChineseJournalofBiologicalControl2008年5月壳寡糖诱导植物抗病性研究进展1,21111张付云,赵小明,白雪芳,张玉奎,杜昱光(11中国科学院大连化学物理研究所,大连116023;21大连水产学院,大连116023)AdvancesofPlantResistanceInducedbyOligochitosanZHANGFu2yun,ZHAOXiao2ming,BAIXue2fang,ZHANGYu2kui,DUYu2guang(DalianInstituteofChemicalPhysics,ChineseAcadem
2、yofSciences,Dalian116023,China)提要:壳寡糖是由2～10个氨基葡糖通过β21,42糖苷键连接而成的低聚糖,具有多种生物学活性。本文对壳寡糖诱导的植物抗病性及其诱导植物抗性机理进行了评述。关键词:壳寡糖;植物;诱导抗病性中图分类号:Q533;S43214文献标识码:A文章编号:100529261(2008)0220174205壳寡糖(又称寡聚氨基葡糖,壳低聚糖,甲壳低聚糖,甲壳胺寡糖,oligochitosan,chitosan[1]oligosaccharide,chitooligosaccharide,chitosanoligomers)是通过降解甲壳素或
3、壳聚糖得到的低聚糖,由2～10个氨基葡糖通过β21,42糖苷键连接而成,不但水溶性好、易吸收,而且以其独特的各种功能性质,在废水处理、食品工业、纺织、化工、日用化学品、农业、生物工程和医药等方面[2,3]具有广泛的用途。本文综述壳寡糖诱导植物抗病性的研究进展。1壳寡糖诱导的植物抗病性[4～6]壳寡糖作为一种激发子,可有效地诱导植物抗病性,增强植物对病虫害的防御能力。[7～10]研究报道壳寡糖可以诱导烟草对烟草花叶病毒(tobaccomosaicvirus,TMV)的抗性。经壳[11]寡糖诱导的水稻植株对稻瘟病菌(Magnaporthegrisea)的抗性明显高于未经诱导的植株。[12]C
4、hris等研究表明用壳寡糖处理胡萝卜,能够诱导胡萝卜对核盘菌(Sclerotiniasclerotiorum)产[13]生抗性,推迟发病时间。何培青等研究发现,经壳寡糖诱导后的番茄叶中挥发性物质对番[14]茄枯萎病菌(Fusariumoxysporum)的抑制率明显高于对照。陆引罡等研究表明以壳寡糖拌种可促进油菜生长,提高壮苗率,增加产量;壳寡糖拌种还可明显抑制油菜菌核病的发生,对油菜菌核病菌菌丝生长有抑制作用。此外,也有壳寡糖诱导棉花、小麦、草莓等植物体或细胞[15～17]内的防御酶活性升高,进而推测壳寡糖可以诱导这些植物对病害的抗性的报道。总之,壳寡糖可以诱导多种植物对病害的抗性,是
5、一种应用前景广阔的绿色生物农药。收稿日期:2007209205基金项目:国家863计划项目(2006AA10A213,2007AA091601);中国科学院创新项目(KSCX22YW2N2007)作者简介:张付云(1969-),女,博士,副教授,电话:0411-84762889,E2mail:zhangfuyun2002@yahoo.com.cn。174第2期张付云等:壳寡糖诱导植物抗病性研究进展2聚合度和脱乙酰度对壳寡糖激发效应的影响壳寡糖是以壳聚糖为原料,经适当方法降解成的具有一定聚合度和一定结构的系列寡聚[18]糖。壳寡糖的诱抗活性与其聚合度及脱乙酰度密切相关。李曙光等报道低聚合度
6、及高脱[19]乙酰度的壳寡糖诱抗活性高。胡健等研究结果表明:相对分子质量为1500的壳寡糖对水[20]稻几丁质酶的诱导效果最佳,而相对分子质量为500的壳寡糖诱导效果最差。Noah等研究发现乙酰化程度低的壳寡糖没有诱导作用,而乙酰化程度为95%的壳寡糖是一个有效的抗病[21]诱导剂。另有研究发现聚合度大于7的壳寡糖具有生物活性。由此可见壳寡糖的聚合度及脱乙酰度的确影响其活性,但具体的规律和影响机制有待进一步研究。3壳寡糖诱导植物抗性机理的研究311壳寡糖信号的识别和传导壳寡糖是一种非质体信号,所以不能直接进入细胞发挥其生物活性,必须在胞外通过一定的作用使植物细胞将其识别。激发子2受体识别
7、是植物诱导防御反应的第一步,激发子与受体识别后,通过构型变化激活胞内有关酶的活性和蛋白质磷酸化等效应引起信号传导。由于特定结构的壳寡糖才具备活性,而且在低浓度条件下即可激发反应,这预示植物体可能存在壳寡[22]糖的特异性受体。赵小明等报道用荧光标记壳寡糖及激光共聚焦显微技术观察到壳寡糖可以与草莓细胞结合,在草莓细胞壁和细胞膜上有壳寡糖的结合位点,这种结合是专一的,但对结合位点的性质没有确定,与壳寡糖结合的膜蛋白尚未分离到。也有观点认
