壳聚糖的抑菌作用及在农业中的应用

1、壳聚糖的抗菌作用和农业应用.壳聚糖(chltosan )是壳多糖的重要诱导体，壳多糖被去乙酰化. 来源于甲壳类动物，甲壳类(Chitin )又称为甲壳、数丁、数丁、数丁质、螃蟹壳、透明角壳蛋白质、壳粗多糖，是广泛存在于低等动物(如甲壳类、昆虫学、蜘蛛形类等节脚丫子动物的壳)和低等植物(如真菌藻类)的自然段地球上每年由生物合成的壳多糖约有100亿吨，估计是取不完、用不完的再生资源。 对壳多糖的利用和研究已经有近百年的历史。 因为它具有安全无毒、生物可降解性以及生物相容性和独特的理化性质和生物活性。 应用范围涉及化妆品、膜材料、纤维材料、催化剂、混凝剂、酶催化剂和细胞球的固定化载体、药物载体、吸附

2、剂等多个领域和农业、环境保护、食品工业、压电石英药、分析化学和轻纺工业。 在农业中，以壳聚糖为原料，使用现代生物技术分解、提取、添加多种微量元素体(植物生长所必需)精制而成的肥料，在农业中得到良好的效果，因此被称为“植物疫苗”。 壳聚糖在农业生产应用中，不仅作物生长势头好，植物结实，光合作用增强，而且在抗逆性、抗病虫害方面也显示出显着效果，因而具有稳定显着的增收效果。 壳聚糖对作物品质的改善、食品营养价值和经济价值的提高也有很大意义。 壳聚糖作为植物生长调节剂，可以促进农作物产量的提高，也可以用于土壤改良剂和收获后的农产品的保鲜等。 特别是在控制植物病害方面已经成为研究的热点。 大量研究表明，

3、壳聚糖可以诱导植物产生广谱的抗逆性，增强植物的自我防御能力，抑制多种植物致病微生物的生长，并且无毒可进行微生物降解，不污染环境。 这可能作为新的绿色农药在农业生产中发挥重要的作用。 1 .壳聚糖对植物病害的抑制作用方式2 .壳聚糖在农业上的主要功能和应用3 .研究现状和应用前景1 .壳聚糖对植物病害的抑制作用方式，诱导植物的自我防御反应，产生宽光谱抗逆性壳聚糖抑制植物病害的反应历程， 1 .诱导植物的自我防御反应产生植物抗逆性蛋白诱导木质素形成使植物的酚类代谢发生变化使植物产生葡聚糖(callcse )、增强植物细胞壁、诱导1.1植物抗逆性蛋白产生； 壳聚糖及其诱导体导致产生对植物抗病物质的抗

4、逆性蛋白病原相关蛋白pr (pathogenesis-related proteins )的糖原诱导的抗性鸡蛋清主要是植物抗毒素(phtoalexin )、几丁质酶催化剂(chitinase )、糖原酶催化剂(chitose ) 大量研究表明，壳聚糖可以对植物诱导几丁质酶、壳聚糖酶催化剂和l，3-葡聚糖酶催化剂，这些个酶催化剂基质是真菌细胞贴壁的主要成分，几丁质酶特别是与1，3 -葡聚糖酶催化剂共同作用可以抑制体外真菌生长。 壳聚糖诱导的几丁质酶、壳聚糖酶催化剂与l、3葡聚糖酶催化剂之间存在协同效应，抗菌作用更显着。1.2诱导木质素的形成，木质素是植物维管组织的二次细胞贴壁的主要成分，它本身抵

5、抗微生物的分解。 大量研究证实，壳多糖、壳聚糖及其诱导体使植物在致病菌感染点周围木质化，形成物理屏障，阻止或延缓致病菌生长及向周围正常组织的扩散，从而增强植物的抗病力。Ba rL用壳多糖齐聚物处理小麦伤口(每伤口0.04 nag )，结果表明单体和二聚体几乎没有诱导木质化的功能，而四、五、六聚体具有诱导木质素形成的作用。 另外，已证明脱乙酰化的齐聚物都没有这种作用，乙酰化学基被认为是壳多糖和壳聚糖诱导木质形成所需的化学基。 1.3改变植物的酚类代谢，人们在研究天然抗体时注意到在植物致病菌的感染点，酚类(单宁.绿原酸等)物质大量积累。 酚类是杀菌物质，也是木质素形成的前驱物，因此植物体内的酚类增

6、多，不仅能够自身抗病，还能促进病原感染部位的木质化，增强植物的抗病能力。 Ralph证明了壳聚糖诱导的大豆细胞球中酚类组成的快速变化，如丙摇镜头、草酸、绿原酸等明显增加。 1.4诱导植物葡萄糖(callcse )，增强植物细胞壁。 葡萄糖是富含l，3-葡萄糖的聚葡萄糖，当植物受到病原侵害时，在细胞球之间聚集葡萄糖，并将感染菌的部位与正常细胞球断开，与木质化同样形成物理，同时，壳聚糖也可以改变植物的细胞贴壁。 Nieol等人用壳聚糖处理番茄，当细菌(rriazysporumfspredidlycopersici )侵入时，番茄细胞贴壁显着增厚，细胞球堵塞，在致病菌侵入处形成多个乳头状突起(pap

7、illae )，致病菌形成致密的颗粒状物质壳聚糖及其诱导体对植物诱导广谱抗逆性的方式多种多样，且各种方式存在于云同步，可以相互关联、协同作用。 壳聚糖对植物病害的控制反应历程、壳聚糖对植物致病菌产生宽光谱抗逆性的反应历程、2.1壳聚糖对植物致病菌产生宽光谱抗逆性的反应历程，对植物病害的防御反应可以使多种植物诱导基因调控，外部刺激(例如致病菌入侵或壳聚糖的施用)是这些基因的表达这些个的防卫蛋白包括上述的PR蛋白、植物抗毒素、几丁质酶、壳聚糖酶催化剂、l，3-葡聚糖酶、木质素等。 Bronner等人发现，壳聚糖在病虫害侵入植物后，短期(1h )内富集存在于细胞核内，与DNA有很强的亲和性，可以改变

8、DNA的结构。 Wither等人发现，壳聚糖的侧链一旦扭转，DNA双螺旋结构就和DNA骨架中的氧形成氢键，影响了植物细胞球的基因表达。 这些个研究表明，壳聚糖诱导植物对植物病害的广谱抗逆性可能是通过激活植物自身特定防卫蛋白基因表达所致，具体反应历程尚未深入研究。2.2壳聚糖是植物致病菌直接抑制作用的反应历程，壳聚糖对多种植物致病菌的生长有很强的直接抑制作用。 研究人员发现，(1)壳聚糖为壳聚糖的聚阳离子诱导体，因此致病菌细胞表面的生物大分子与带负电的侧链相互作用形成聚合物，从而影响致病菌，抑制致病菌的生长；(2)壳聚糖可以直接进入致病菌的细胞核，结合DNA影响病原菌mRNA与蛋白质的合成2 .

9、壳聚糖在农业中的主要功能和应用，壳聚糖在农业中的主要功能壳聚糖在农业中的应用，1 .壳聚糖在农业中的主要功能，对植物的适应性广，亲和性好，无毒无副作用，对人畜无害，可生物降解，土壤中不凝固，可缓慢促进根系生长活化根际状态减少粗杀菌能力改善土壤改善作物品质，增加产量提高肥效增强免疫能力，促进根系生长，促进植物种子早期发芽。 根系发达，根毛、须根、二次根的数量大幅增加，根为植物的根，根际发达时，可以增强植物的吸肥吸水能力，增强抗旱性、倒伏耐受力，增强免疫力，达到很多结果。1.2激活根际状态，壳聚糖将根际状态激活为一盏茶，溶解养分分子，迅速形成土壤溶液，使植物能有效地吸收氮、磷、钾元素等养分。1.3

10、节节粗，研究表明壳聚糖具有调节植物发育的功能。 壳聚糖是天然的植物生长调节剂，茎短，粗，有助于养分最大限度地供给果实。 其中微量元素体被壳多糖刺伤，易被果实吸收，蛋白质、氨基酸的、1.4杀菌能力强，壳聚糖可以代替种衣剂保护种子的正常发育。 用于种子存储，可以减少种子处理程序，经济实惠。 研究表明，壳聚糖及其降解产物对土壤、种子有极强的杀菌作用，能强烈抑制霜霉、细胞球囊菌等有害真菌菌丝。 1.5改良土壤，以壳聚糖为添加剂可使放线菌等土壤有益菌增加1000倍，减少长菌病和线虫病等有害菌，增强土壤供肥能力，从根本上改善土壤，根治板结，提高土壤有机质含量，便于连作。 1.6改善作物质量，增加产量，壳聚

11、糖可以提高作物产量，改善作物质量，恢复自然风味、贮藏、耐运，减少云同步农药残留量(在国际标准以下)，通过绿色通道出口。提高1.7肥效，壳聚糖溶液粘稠，具有容易成膜的特性。 其极强的成膜功能，能够延缓肥料元素体的释放，减少养分损失，大大提高肥效，从根本上解决肥料的浪费，节约资金，保护环境，有益于人的健康。 壳聚糖可以将壳聚糖和细胞里肌肉混合成膜，可以大大增加膜的机械强度壳聚糖制剂可以增强植物的抗菌抗细小病毒能力，改变植物的生长反应历程，增强调节系统的免疫功能，保证植物的正常生长发育，李宝英等可以使用壳聚糖进行种子混合， 可以降低大豆根腐病的发病率和病情指数，预防效果达到42.6 46.9，促进大

12、豆根系生长，单株英果数、粒数、粒重增加，增产11.7的2.1壳聚糖种子处理剂、壳聚糖种子处理剂可以作为多种粮食蔬菜作物种子的处理剂使用，提高种子的发芽势， 增强幼苗抗病能力，促进作物生长，且壳聚糖对作物无害，人畜无害，环境无公害，是理想的环保型杀虫剂，应用前景广阔，将壳聚糖溶解于1 3种冰乙酸溶液中，使用时稀释至0.50.01溶液，播种前种子表面自然干燥后使用能有效抑制种子周围霉菌病原体生长、增强植物对疾病的抵抗力的壳聚糖为天然保鲜剂，成膜性好，有一定选择渗透作用，可改变果实组织的内部瓦斯气体组成，减少蒸发损失，抑制水果腐烂变质，加上其广谱抗菌特性， 广泛应用于水果蔬菜的保鲜，美国、日本、英吉

13、利、加拿大、瑞典和中国等国已将这一技术应用于实际生产。铃木隆司等人制作了以壳聚糖为主要成分的保鲜剂，涂布或浸渍水果蔬菜形成皮膜。 该膜具有良好的通气性能，能防止果蔬腐烂，保存时间为未处理的23倍，味道不变，商品性好，陈安和等人研究表明，草莓用12壳聚糖溶液处理可以常温处理2.3植物病害诱导抗药，研究表明，壳聚糖作为植物功能调节剂，植物基因可以诱导植物分泌细胞抗逆性酶催化剂，促进植物细胞球活化，不仅刺激植物生长，而且增加对病虫害的自防御能力，特别是聚合度高的果寡糖具有阻碍致病菌生长繁殖的功能，致病菌，特别是减少病原真菌的A.Eghath等研究表明，壳聚糖具有抗真菌活性因此也被称为新型植物抗逆性诱

14、导剂。 番茄幼苗通过用壳聚糖溶液浸泡或喷雾根部，向生长基质中加入壳聚糖，可以诱导番茄对根腐病的系统抗病性黄瓜无土溶液中加入壳聚糖可以抑制腐霉(Pythium spp )引起的突然地溃疡病，另外，壳聚糖还可以引起大豆花叶病使用2.4可降解壳聚糖地膜可以增加土壤温度、保持水分、促进农作物早熟、提高产量，地膜丰产会给云同步造成严重的环境污染，在土壤中留下无法降解的废膜，导致土壤结构恶化，土地通气性变差， 取代植物生长和吸水受阻的目前广泛使用的聚乙烯管地膜，该地膜无污染，成本低，强度高，有改良土壤的作用。 研究表明，壳聚糖的应用在种衣剂中具有良好的成膜性能，而且优化助剂，能有效降低药剂在水中的溶解润湿

15、率，提高药剂在种子表面的附着力。 近年来，日本利用壳聚糖所具有的良好的成膜性能开发了壳聚糖的塑料分解性薄膜、生物分解性薄膜，壳聚糖的生物分解性在工业上具有广泛的应用前景，例如制作分解性便当盒、包装材料等。2.5壳聚糖可以作为植物生长助促进剂、土壤改良剂，壳聚糖可以给像放线菌这样的土壤有益菌提供营养物质，促进放线菌的繁殖，诱导放线菌产生壳聚糖酶催化剂，并在能够抑制土壤致病菌生长和繁殖的云同步上大量繁衍生息放线菌，因此，能够改善土壤微生态环境，提高植物质量，达到增产的目的Shimizu S作为一种土壤改良剂，利用壳糖聚合的抗菌能力和土壤改善作用，可以将土壤和壳聚糖溶液合成为液体土壤改良剂。 该改良剂具有适宜的稳定性和降解性，降解后有机肥质量好，作物可吸收，散布于土壤表面，可形成膜，还有保水作用。 如果配合农药和化学肥料均匀混合，也能得到缓释的效果。 研究了现状和应用前景，壳聚糖是由甲素衍生的。 壳多糖在自然段分布极为广泛，这种丰富的自然资源使世界各国很早就开始研究壳多糖和壳聚糖。 近20年来国内外壳聚糖的开发应用研究十分活跃。 总的来说，美国和日本在壳多糖和壳聚糖的应用研究上发展很快，特别是在壳聚糖的植病抑制上，美国已经进行了较系统的研究。我国在这方面的研究星空卫视并不晚，但主要问题是研究重复、研发力分散，许多研究者没有及时普及研究成果，或者即使有应用，产品的转