本论文从植物生长与抵抗逆境的特性出发,利用外源性寡糖对其进行作用,通过检测植物生长指标和抗逆指标变化,来研究寡糖在植物促生长与诱导抗逆过程中的作用机制。一方面对褐藻寡糖在植物促生长与抗逆领域的作用机理进行表征,另一方面,也希望能够通过此研究获得具有优良生物功能活性的寡糖制剂,为农业生产抗灾减灾做出贡献。本论文首先选择三种来源(褐藻胶、果胶、壳聚糖)的不同分子量大小的九种寡糖片段进行研究。利用植物的促生长和抗逆指标进行筛选,获得了一种既具有明显的促生长作用,又具有抗逆作用的寡糖片段,为褐藻寡糖HZ3,经过质谱分析,其组分是以二、三糖为主的含有少量四糖和五糖的寡糖混合物。本研究第二部分是利用植物的植株、愈伤组织和悬浮细胞为材料,建立起寡糖促生长的综合性的验证方法。对植株分别选择了双子叶植物豌豆和单子叶植物玉米,利用寡糖浸种,分别考察在种子萌发与幼苗生长初期其体内蛋白酶、淀粉酶和激素含量的变化,结合种子与植株的生长指标,探讨寡糖的促生长作用机理。研究发现,寡糖对豌豆和玉米的促生长作用不同。对双子叶植物豌豆,以0.15%褐藻寡糖效果最好,第7d根和芽干重的增长率分别为79.2%和53.5%,是通过促进激素含量、蛋白酶和脂肪酶的活力来促进种子萌发和幼苗的生长;对单子叶植物玉米,以0.20%褐藻寡糖效果最好,第7d根和芽干重的增长率分别为140%和143.8%,是通过促进激素含量、脂肪酶、淀粉酶和蛋白酶共同作用来促进种子萌发和幼苗生长。通过对愈伤组织的诱导和继代培养的研究,发现,此褐藻寡糖具有激素的作用,在极低的浓度下能够诱导愈伤组织的产生,并能够在有2,4-D的培养基中促进愈伤组织的诱导和生长。对悬浮细胞的研究发现,0.03%寡糖能够明显增强细胞内的激素含量,从而对细胞的生长进行调控。本论文第三部分以植物在各种逆境下的生理指标的变化为检测目标,通过寡糖刺激作用于植物,探讨褐藻寡糖对植物抗逆的影响与作用机制。在低温逆境时,寡糖处理能迅速增强其抗逆酶类,对引起细胞损伤的物质进行清除,从而提高植物的抗逆能力。对植物的干旱逆境,通过寡糖作用,能够使其体内的抗旱指标明显增强,如ABA的含量升高显著,对干旱下植株的生长状态进行调控,降低干旱胁迫对植株的损伤,从而达到诱导抗旱的目的。对植物的抗病性能的提高,通过检测烟草花叶病毒和白粉病对植株的致病作用。对烟草花叶病毒,通过将寡糖作用于病毒与植株的侵染过程、体内复制阶段进行诱导抗病毒研究,发现褐藻寡糖可以明显提高植株的抗病毒能力,同时还能直接作用于病毒,在体外对其进行钝化,降低传染几率,达到抗病毒的效果。对抗白粉病研究,通过体外和体内两条途径对白粉病菌进行抗病能力的检测,发现褐藻寡糖不能抑制白粉病菌的生长,而是通过提高植株的体内抗逆酶类,达到抗病的效果,其对烟草白粉病的最佳防效为4d,比三唑酮的最佳防效减少了2d,缩短了白粉病的治疗时间,降低了烟草的损伤。对植物果实的抗病保鲜的研究,发现褐藻寡糖能够改变草莓的呼吸过程,减少水分散失,降低外界对其造成的损伤。0.20%处理组储藏9d后仍能保留一定的鲜度品质。因此褐藻寡糖对植物的抗逆机制是通过诱导作用实现的。诱导植物体内产生各种抗性物质来缓解逆境因素对植物造成的损伤,从而达到抗逆的目的。为了研究褐藻寡糖与细胞的结合机制与作用规律,利用激光共聚焦技术对标记的寡糖与烟草细胞进行结合,观察其动态结合过程,研究发现,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。通过将蛋白酶以及蛋白变性剂SDS对膜蛋白进行处理后研究发现能够对寡糖的结合产生影响。表明褐藻寡糖的结合是与膜上的蛋白有关。通过封闭细胞膜上的钙离子通道,对其进行阻断后结合寡糖,研究发现,褐藻寡糖与细胞膜的结合与钙离子通道无关。