论文部分内容阅读
壳聚糖作为一种带阳离子的天然多糖化合物,具有直接抗菌作用、提高植物的抗病性、自发成膜性等多种生物学特性和功能,同时壳聚糖具有良好的生物亲和性和安全性。近年来,壳聚糖及其衍生物在果实采后病害控制、调节生理代谢、延缓果实衰老以及果蔬产后加工方面的应用日益受到重视。但壳聚糖的应用效果受分子自身结构(如:聚合度、脱乙酰度及氨基分布)及环境因素(溶剂类型、pH、浓度)的影响。本研究以壳聚糖(15 cp,脱乙酰度≥90％)和壳寡糖(聚合度为15-20,脱乙酰度≥90％)为材料,研究其对常见果实病原真菌抑制效应、病害防治效果及应用技术,结果如下。
1.两种壳聚糖和壳寡糖具有广谱的抑菌功能。对果实常见的Alternaria alternate、Alternation kikuchiana、Botrytis cinerea、Geotrichum candidum、Physalosporapiricola、Penicillium chrysogenus Thom、Penicillium digitatum Sacc、Penicilliumitalicum Weh、Penicillium polonicum Thom、Penicillium expansum(Link)Thom等病原真菌孢子萌发、芽管伸长和菌丝生长均有显著的抑制,抑制作用存在浓度依赖性。两种物质对各病原真菌的半抑制浓度(IC50)的结果表明:两种物质的抑菌效应存在种属的差异性,不仅不同属间存在差异,同属不同种间也存在差异；同种病原真菌在孢子萌发和菌丝生长不同阶段对两种物质的敏感性存在差异。PI染色结果表明两种氨基多糖处理均破坏孢子质膜的完整性；电子显微镜观察发现两种物质处理破坏孢子细胞壁的完整性和形态,细胞膜受损、细胞质液泡化。制备了较为理想的稳定的FITC-壳聚糖荧光探针,未来将利用该探针深入研究壳聚糖的作用路径。
2.壳聚糖和壳寡糖具有显著的病害防治效果。壳聚糖和壳寡糖显著降低梨黑斑和轮纹病、冬枣青霉病、桃褐腐病、柑桔黑腐和酸腐病以及青霉或绿霉病害的发病率、抑制相应病害菌斑的扩展,降低病情指数。但对不同病害的控制程度存在差异；对由不同青霉病菌引起的柑橘青(绿)霉病害的防治作用也存在显著差异；同时壳聚糖和壳寡糖相比对不同病害的控制效果存在差异,难以确定控制二者对病害控制的优劣。桃果实结果表明:不同浓度的壳聚糖和壳寡糖处理在不同程度地影响果实中H2O2含量,提高CAT活性的变化,POD,GLU和CHI四种酶的活性；Northern-blot的结果也表明了0.5％的壳聚糖和壳寡糖的处理能够使抗氧化酶POD基因和防御相关酶GLU基因的表达有显著的提高,说明两种多糖处理可提高果实的抗病性。未来将从蛋白质组学和基因组学的角度进一步深入研究壳聚糖和壳寡糖诱导抗病性的机制。
3.采前采后处理及与外源物质配合使用可提高壳聚糖或壳寡糖的病害控制效果。壳寡糖与硅酸钠配合使用在病害防治中具有协同效应,提高其苹果褐腐病害的控制效果。采前喷施壳聚糖及采后包膜处理可降低低温贮藏过程中葡萄自然病害的发生,提高果实贮藏过程中品质。壳聚糖与C.laurentii生防酵母配合采前喷施可提高低温贮藏过程中抗性相关酶的活性,降低果实自然病害的发生。采前处理及与其他外源物质相配合将是壳聚糖或壳寡糖规模化应用的有效途径。
壳聚糖和壳寡糖具有广谱的抑菌作用,同时两种多糖处理可提高果实的抗病性,对多种病原真菌引起的病害具有一定的防治效果。但目前缺乏对其抑菌机理和诱导抗病性的机理的深入认识,限制了该类物质在生产实践上的规模化应用。探讨采前采后处理及与外源物质或物理手段相配合将促进壳聚糖及其衍生在病害防治领域的应用。