马尾藻是我国南海常见的大型经济褐藻,也是褐藻多糖的重要来源。褐藻多糖及其降解产物—褐藻寡糖,具有众多生物活性,在农业、医药、化妆品等领域具有广阔的应用前景。以采自海南琼海海域的孤囊马尾藻为研究对象,探究了一种有效提取褐藻多糖和酶解制备褐藻寡糖的方法,青海褐藻寡糖吸收,并对制备的褐藻多糖及寡糖进行纯化、结构分析和活性评价。研究结果如下:采用超声波辅助热碱法,通过响应面优化获得孤囊马尾藻多糖的比较好提取工艺,在超声功率500W、料液比1:25、提取时间5.95h,青海褐藻寡糖吸收,青海褐藻寡糖吸收、提取温度82.27℃、NaOH质量分数3.87%的条件下粗多糖得率为41.23%±0.98%。采用TCA沉淀法除蛋白,粗多糖的蛋白去除率达到81.93%,多糖保留率92.17%;优化了H2O2氧化法除色素工艺,在H2O2浓度1.5%、70℃条件下脱色6h时,脱色率达到91.23%,多糖保留率为85.32%。采用DEAE-52离子交换层析柱对初步纯化后的多糖进一步分离纯化,获得SOP1、SOP2和SOP3三个多糖组分,并明确了它们的分子量、纯度以及总糖、还原糖、蛋白、硫酸根和糖醛酸的含量。采用自主分离的产褐藻胶裂解酶类芽孢杆菌新种,发酵制备粗酶液,发酵液酶活为15.20U/ml。褐藻寡糖在植物生长中的使用,可以增强植物对外界环境的适应能力。青海褐藻寡糖吸收
糖类物质按照分子聚合度的大小可以分为单糖、寡糖和多糖。由一个分子构 成的糖称为单糖,一般来说2~20个分子构成的短链糖苷称为寡糖或者低聚糖,100个以上的称为多糖。寡糖可以由多糖通过 酶解、酸水解和氧化降解等方法而获得,制取比较方便,来源也非常普遍,结构 和功能也各不相同,在应用中无毒无污染,在环境中可以自行降解,已经证明, 寡糖具有多种生物活性,能够调节植物的生长,诱导植物抗逆性的产生,目前, 寡糖类诱抗剂的研究已成为植物诱抗剂研究的热点。寡糖主要的构成单元为五碳糖和六碳糖,其中以六碳糖居多。即葡萄糖、半 乳糖、木糖、阿拉伯糖、果糖、甘露糖等。有这些单糖经过聚合以直链或者支链 的形式形成多种结构和功能各异的多糖。据报道,目前已经确定的寡糖已有上千 种。动植物的结构多糖具有非常复杂的结构,在合适的条件下又可以进行降解, 产生许多结构不同、大小不一的寡糖片段,具有多种功能活性,Albersheim 等(1985)将这些具有多种生物活性的寡糖被统称为寡糖素。上海褐藻寡糖对孕妇褐藻寡糖能够与植物的细胞壁进行结合,又可以穿过细胞壁进入细胞内部与细胞膜进行结合。
褐藻寡糖对POD及其同工酶的影响POD是植物体内重要抗逆酶类之一,能够催化乙烯生物合成,参与氧自由基消除反应,其活力高低通常是表征植物抗逆性能关键指标之一。喷施ADO后进行低温胁迫,浓度为0.05%,0.20%,0.30%ADO组能够显著提高POD活力,同工酶谱带宽度增加,颜色加深,表明POD含量受到ADO诱导而增加;并且0.20%和0.30%浓度组还能够诱导产生POD同工酶新谱带,以0.20%浓度ADO诱导效果好;0.10%浓度ADO组24h内POD变化幅度较小且处于较低水。48h后迅速升高,表明叶片内氧自由基含量升高,细胞开始受到损伤;高浓度1.00%ADO组随低温胁迫时间延长细胞损伤加剧,POD活力不断降低。
褐藻寡糖是植物重要的信号分子,同时因为其独特的组成和生物活性,参与植物的生理水平调节过程,促进植物生长。以小麦和玉米幼苗为实验材料,分别进行清水和褐藻寡糖的处理,能在根中促进生长素、赤霉素和细胞分裂素含量的上升,还可以促进蛋白酶和脂肪酶的活力。褐藻寡糖是一种多生物活性的小分子量化合物,对植物诱导抗病方面发挥巨大作用,提高植物对病虫害的抵抗力。褐藻寡糖还可以诱导植物产生抗低温的作用,以绿萝为实验材料,在低温处理前两天用分别用褐藻寡糖和清水处理两盆绿萝,褐藻寡糖可明显降低低温对绿萝的伤害。褐藻寡糖的处理明显提高了绿萝体内甜菜碱、过氧化物歧化酶、植保素、游离脯氨酸和可溶性糖的含量。喷施褐藻寡糖后,可以提高作物的抗旱能力。提高CAT、SOD、PAL和POD四种抗逆相关酶的活力,提升ABA含量,关闭了植物表面气孔,水分散失减少。以番茄为例,分别对番茄进行清水和褐藻寡糖的处理。褐藻寡糖是由褐藻中的褐藻胶通过氧化降解、酸水解或者裂合酶降解而得到的小分子量片段。
褐藻寡糖是一种天然的植物生长调节剂,安全无污染,对作物的促生长作用是褐藻寡糖的生物学活性之一。褐藻寡糖能够提高作物的光合作用,增加有机物的积累,影响作物的生长速率,提高果实的产量,并且提升其品质。通过提高细胞壁转化酶、酸性转化酶、山梨醇脱氢酶、山梨醇氧化酶和 ATP 酶等糖积累的关键酶活性,从而影响果实的淀粉含量、总可溶性糖、细胞中花青素的含量以及果实的新鲜程度和硬度,光合色素含量等来改善果实的产量和品质。褐藻寡糖作为一种信号分子,还参与调节植物的生长、发育以及新陈代谢过程,能调控生物合成过程,从而保护果实品质,提高果实的产量。褐藻寡糖可以促进大麦生长等提高植物的抗冻能力,促进植物种子萌发和根部生长。内蒙古褐藻寡糖对甲状腺
褐藻寡糖是从植物和病菌中提取的低聚糖,对植物种子萌发、根系生长和枝条伸长有促进作用。青海褐藻寡糖吸收
可溶性糖、可溶性蛋白是影响蕹菜口感和品质的重要营养成分,它们的含量高低标志着蕹菜的品质高低。叶绿素是光合作用中重要的光合色素,是影响植株干物质积累的主要因素。研究发现,25%的木霉生物肥与75%化肥配施可显著提高蕹菜产量,改善叶菜品质;杨航等(2019)研究发现,的微生物菌肥可明显促进蕹菜生长、提高发芽率、产量和品质,但在浓度下会抑制蕹菜的生长;吴碧珠(2021)以生物有机肥替代部分化肥对蕹菜施用,结果表明生物有机肥可提高蕹菜的株高茎粗产量等指标。本研究结果表明,对蕹菜施加不同浓度的褐藻寡糖除可提高蕹菜的表观数据外,还可明显提升其中的可溶性蛋白、可溶性糖等营养成分;同时可少量提升蕹菜叶片中叶绿素含量。可溶性蛋白、可溶性糖含量的提升有助于提高蕹菜的口感和营养价值;叶绿素含量的提升有助于蕹菜植株干物质的积累,测定结果与蕹菜的表观指标相一致。同时,这一结果也与前人在其他作物,如黄瓜、菠菜(张玉凤等,2014)上的研究结果一致。 青海褐藻寡糖吸收
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