低聚糖是一类生物活性分子,具有调节植物的生长发育、形态发生、果实成熟以及植物的抗逆性等功能。由于低聚糖无毒、无污染,因此近年来国内外对低聚糖的研究越来越多,特别是用于植物病害控制的研究更是热点。本实验自行设计方法,利用盐酸法降解病原微生物菌丝体细胞壁、干热法降解玉米芯以及非专一水解酶果胶酶降解壳聚糖,制备具有诱导活性的低聚糖激发子,作用于杨树愈伤组织,诱导杨树愈伤组织产生抗病性。甲壳质是地球上储量仅次于纤维素的第二大可更新的有机资源,壳聚糖是甲壳素的脱乙酰产物,一定的聚合度的壳聚糖具有诱导植物抗病的活性。在制备低聚壳聚糖激发子过程中,本文首次使用非专一性酶果胶酶,在均相条件下酶解壳聚糖进行低聚糖的制备,具有水解条件温和,反应过程和产物易于控制等优点,并且使用商品化的非专一性酶使得制备成本大幅下降。这对于开发甲壳质低聚糖产品,并充分研究其生理活性具有重要意义。本试验用果胶酶制备甲壳素低聚糖,以还原糖含量来测定水解程度,确定果胶酶的最佳水解条件为:pH 5.4,55℃,10 h,酶浓度4mg/ml,底物浓度15g/L。采用90%、70%、50%的乙醇对酶解后的低聚壳聚糖进行分级分离,得到不同聚合度段的三种激发子,用利用端基法测定三种浓缩液分子量,得:C1(Mn=1124.64);C2(Mn=2168.25);C3(Mn=3208.38)。试验通过测定不同激发子对毛白杨抗病诱导活性,筛选出了诱导活性较好的激发子,结果表明,果胶酶水解低聚壳聚糖(70%乙醇醇溶分离,100mg/ml)诱导活性小于酸解的溃疡病菌提取物激发子(10%(v/v)1mol/L HCl,30 min),大于木聚糖(100mg/ml)。试验通过测定诱导处理后愈伤组织中过的绿原酸、多酚氧化酶(PPO)、几丁质酶、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(ACT)的活性变化,对低聚糖诱导杨树溃疡病的可能机制进行了初步的探讨。三种激发子诱导毛白杨愈伤组织后,保护酶系统中的SOD、CAT和PPO的活性均有不同程度的提高,说明植物诱导抗病是植物细胞多种物质在不同时空协调表达作用的结果。在低聚糖诱导处理的2 h,活性氧和与活性氧密切相关的保护酶起主要作用;随后诱导处理的2～4 h,起分解病原菌细胞壁作用的几丁质酶活性达到最大;而控制木质素、绿原酸等抗病物质合成的PAL活性则在诱导的32 h才达到最高,绿原酸含量的变化规律与PAL一致。