壳聚糖的抑菌作用及在农业中的应用
壳聚糖对果蔬保鲜的影响
壳聚糖对果蔬保鲜的影响摘要：本文介绍了天然高分子材料壳聚糖的保鲜机理，以及在室温下对果蔬有明显的保鲜效果，主要体现在对果蔬的品质﹑采后生理的影响和对果蔬的防腐效果﹑储藏寿命等方面。
关键词：壳聚糖果蔬保鲜前言：壳聚糖是一种生物活性物质。
它是由蟹壳和虾壳中获得的甲壳素，用碱脱去附着的蛋白质，以酸除去无机盐如碳酸钙即得甲壳素，经热碱处理脱去乙酸基后的之产物[1]。
壳聚糖具有无毒、无味、对环境无污染、来源广泛、成本低廉等优点，用它作为果蔬涂膜鲜剂操作简便，并具有良好的保鲜效果，是一种极具发展潜力的天然保鲜剂。
1 壳聚糖的特性及保鲜机理壳聚糖对果蔬的保鲜作用是其成膜性、抑菌性和诱导抗病性等众多理化特性和生物功能协同作用的结果,这些特性和功能又与其分子量大小和结构等密切相关。
对壳聚糖的作用机理及其结构与功能的关系进行深人的研究和探讨将有助于开发新的、效果更好的壳聚糖保鲜产品[2]。
特别是随着对壳聚糖的诱导抗病性研究的深人,新一代基因诱导型壳聚糖天然保鲜产品必将在果蔬贮运保鲜中发挥。
壳聚糖的另一种功能是具有一定的抑菌作用。
有报道指出，壳聚糖对大肠杆菌、荧光假单胞菌、普通变形杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草杆菌均有抗菌性，对草兰氏阳性菌亦有抗菌作用。
现已有不少研究结果表明,果实采后使用壳聚糖处理,对延长果实的保鲜期具有较好的效果,是一种很有发展前景的多用途天然物质。
2 壳聚糖涂膜与果蔬品质一般情况下果实采摘后的营养成分随着贮藏时间的延长都会有所改变，或被自身呼吸代谢消耗。
应用壳聚糖处理的果实有利保持果实较好的品质这主要是由于壳聚糖在果实表面形成一层薄膜，抑制了果实的呼吸，减缓了果实代谢速度，从而降低了果实自身营养的消耗。
2.1 Vc壳聚糖涂膜可减缓果蔬贮藏期间Vc的降低。
郑学勤等[3]用多种壳聚糖衍生物处理苹果和梨，冷藏100 d后，各处理的Vc含量均高于未经壳聚糖处理的(简称对照，下同)；壳聚糖处理草莓[4]，4~8 天贮藏20 dVc含量比对照高78%~165%。
壳聚糖的抗氧化性能及抑菌效果研究
壳聚糖的抗氧化性能及抑菌效果研究壳聚糖是一种天然多糖，由壳料中的壳聚糖骨架经过提取和纯化得到。
近年来，壳聚糖因其丰富的生物活性和良好的生物相容性而备受关注。
本文旨在探讨壳聚糖的抗氧化性能以及其在抑菌方面的作用。
抗氧化性能是评估一种物质对抗自由基损伤能力的重要指标。
自由基在体内产生并能引起许多疾病，如心血管疾病、癌症和老化等。
过高的自由基水平对人体健康造成巨大威胁，因此寻找天然的抗氧化剂成为了科研和食品工业领域的热点。
壳聚糖作为一种天然产物，被认为具有重要的抗氧化特性。
研究表明，壳聚糖具有显著的抗氧化活性。
壳聚糖中的氨基和羟基官能团具有氧化状马克的活性氧和自由基，有效清除自由基并捕捉活性氧分子。
此外，壳聚糖还可以通过增加抗氧化酶的活性、调节氧化还原平衡、抑制氧化脂质和蛋白质的降解等途径发挥其抗氧化作用。
这些研究结果表明，壳聚糖作为抗氧化剂具有巨大的潜力，可以在保健品和食品工业中得到广泛应用。
除了抗氧化性能，壳聚糖还具有显著的抑菌效果。
传统的抗菌剂存在着微生物耐药性的问题，因此寻找新型的抑菌剂成为当前的研究重点。
壳聚糖作为一种天然产物，被广泛研究其抑菌效果。
研究表明，壳聚糖具有广谱的抗菌活性，可以对多种病原微生物起到显著的抑制作用。
壳聚糖的抗菌机制主要包括：破坏细胞壁、干扰细胞膜的透性、干扰细胞代谢及抑制生物膜的形成等。
壳聚糖的阳离子性和高分子量使得其可以与细菌的阴离子表面结合形成很稳定的络合物，破坏微生物的细胞壁结构，导致细胞溶解和死亡。
此外，壳聚糖还可以通过改变细菌细胞膜的透性，抑制其对外界环境的正常吸收和排泄，从而干扰细菌的代谢。
这些抗菌机制使得壳聚糖在食品工业和医药领域中具有广泛的应用前景。
尽管壳聚糖具有出色的抗氧化性能和抑菌效果，但是其应用仍面临着一些挑战。
首先，壳聚糖的溶解度较低，难以被人体充分吸收。
此外，壳聚糖与其他物质的相容性也需要进一步研究。
因此，今后的研究可以针对这些问题进行改进和优化。
壳寡糖生物农药的功能及施用方法
壳寡糖生物农药的功能及施用方法壳寡糖生物农药是一种天然的生物农药，其有效成分是壳寡糖。
壳寡糖是由壳聚糖酶水解得到的产物，具有多种生物活性，包括抗菌、杀虫、植物生长调节等功能。
壳寡糖生物农药可广泛应用于农田、果园、蔬菜园等农业生产领域。
一、壳寡糖生物农药的功能：1.抗菌功能：壳寡糖生物农药可以有效抑制多种植物病原菌和真菌的生长繁殖，减少病害发生。
它能通过破坏细菌的细胞膜和细胞壁，造成细胞溶胀死亡，从而抑制病原菌的生长。
2.杀虫功能：壳寡糖生物农药对多种害虫有较强的杀灭作用。
它可以通过破坏害虫的表皮和呼吸系统，导致害虫失水、窒息而死亡。
同时，壳寡糖还可影响害虫的生长发育和繁殖，减少害虫种群数量。
3.植物生长调节功能：壳寡糖生物农药可以刺激植物的生长调节机制，促进植物生长发育。
它可以影响植物的根系生长、根毛数量和根系分泌物质的分泌，提高植物的抗逆性和养分吸收能力。
4.改良土壤功能：壳寡糖生物农药可以增加土壤团粒结构稳定性，提高土壤保水保肥能力。
它能够与土壤中的胶体颗粒结合形成凝胶，改善土壤通气性和水分保持能力，提高土壤的保水能力和水分利用效率。
二、壳寡糖生物农药的施用方法：1.喷雾施用：壳寡糖生物农药可溶于水，可以通过喷雾器喷洒在植物叶面或者根系周围。
喷雾施用可以直接接触到害虫和病原菌，达到杀虫和抗菌的目的。
喷雾建议在晨、昏光条件下进行，以避免高温时药剂的挥发和植物叶面的灼伤。
2.渗透浸泡：将植物种植材料如种子、苗木等浸泡在壳寡糖生物农药溶液中，使其渗透到植物体内。
此方法主要用于杀灭种子和苗木表面的病原菌和害虫。
3.漫灌施用：将壳寡糖生物农药溶液注入灌溉系统中，通过灌溉水的输送和渗透，将农药均匀地施加到土壤中。
漫灌施用可以改良土壤质地，提高土壤水分保持能力和养分供应能力。
4.直接施用：将壳寡糖生物农药直接撒在土壤中或者放置在植物根系附近。
这种施用方式适用于壳寡糖固体制剂，如颗粒、粉剂等。
需要注意的是，壳寡糖生物农药的施用时机和剂量需要根据不同的作物、病害和害虫情况来确定。
生物源农药壳聚糖的资源、特点及应用
农药按照来源可将其分为化学农药和生物源农药2大类，其中生物化学农药、植物源农药、微生物农药一般归属于生物源农药，也即平时称之为生物农药。
生物源农药在我国已有悠久的历史，也是最早应用植物源农药防治病虫害的国家之一；虽然生物源农药特性是药效偏低（与化学农药相比），其发展速度显得比较缓慢，但却是发展绿色农业重要的主力军。
生物源农药壳聚糖是甲壳素脱乙酰化处理的产物，壳聚糖的分子量为十几万至几十几，是迄今发现的唯一天然碱性多糖。
由于形成有序的大分子结构中大量2-氨基葡萄糖和部分2-乙酰氨基葡萄糖的存在，前者含量一般超过80%，其特殊的分子组成和结构赋予壳聚糖多种生物活性和功能，与甲壳素相比各种性能得以大大改观。
据文献报道，生物源壳聚糖具有杀虫、杀菌、调节作物生长、生物官能性和易于成膜等特殊性能，在农业中主要可以用作杀虫剂、杀菌剂、植物生长调节剂、农药缓释剂、果蔬保鲜剂以及可降解地膜和种子处理等应用；而使用的壳聚糖对作物无药害，对人畜无毒害、对环境无公害, 是一种对环境友好的、性能优良的生物源农药，具有广阔的应用前景。
壳聚糖已经在食品、医药、化妆品、其他工业方面使用都取得了一定的成果，在农业上则在近年来才得到应用。
壳聚糖是植物-病原体相互作用过程中的重要信号分子，不仅能抑制病原菌的生长，还能激活植物的多种抗病基因，诱导植物产生抗病性。
它作为植物体内的诱导物，能诱导各类植物产生抗性因子，有效地防治真菌、细菌和病毒性病害；同时又能有效地活化植物细胞，调节和促进植物生长，特别是对目前化学农药无法控制的某些农作物的特殊病害，如枯萎病、黄萎病和病毒病等，有明显而独特的效果，受到人们的关注。
1 壳聚糖的资源和制备壳聚糖（chitosan）是甲壳素的脱乙酰化处理的产物，是迄今发现的唯一天然碱性多糖。
甲壳素（Chitin）又名甲壳质或几丁质等，属于直链氨基多糖，分子式为（C8H13NO5）n，单体之间以β（1→4）甙链连接，分子量一般在106左右，理论含氨量6.9%。
壳聚糖在农业生产中的应用现状及发展前景
一
步完 善蔬 菜产 供销 一体化 的市场流 通体 制 。
９ 一 ６
工 作研究２１３ ０． ０
的分 蘖 力 ． 节 根茎 叶 和花 的生长 发 育 ， 响生 殖 器 调 影 官 的大小 和多 少 ， 而 增加产 量 和质量阎 从 。
１４ 用于 种子 包衣 剂 ．
摩 础Ｉ 业 ｌ她 Ｌ
调 节剂 、 蔬保 鲜 剂 、 果 种子 包衣 剂 、 物 病 害抑 制 剂 ， 可 作饲 料 添加 剂等 生 防 药剂 ， 无 毒 、 污 植 还 且 无
染、 无残 留 ， 用前景 十分 广 阔。 应
关键 词 ： 壳聚糖 ； 业 ； 用 ； 景 农 应 前
壳 聚糖 （ｈｔ ａ ） ｃ ｉ ｓｎ 是一 种具 有 生物 活性 的高 分子 抗 菌 、 ｏ 防霉 、 湿 等 功效 。它能 在果 蔬 表 面形 成一 层 保
聚糖 已逐渐 成为人 们关 注 和研 究 的热 点ｌ ２ Ｊ 。
衰老 ， 减少 腐烂 ， 长贮 藏期 【。邹 良栋研 究发 现 ， 延 １ １ 】 草 莓经 １ ５ ． ％壳 聚糖 涂膜 处 理 后 ， 室 温 ２ ～ ０ ２ 在 ５ ３ ℃下 贮 藏 ２天 ， 实 品质 与 鲜 果 几 乎 无 差 别 ， 藏 ５天 ， 果 贮 好
１ 在 农 业 中 的应 用现 状
１１ 用 于土壤 改 良剂 ．
５２ 。 壳 聚糖 属于氨 基 多糖类 聚合 物 ，含 有 大量 的 Ｃ 果 率仍 为 ８ ．％翻 、
． Ｎ等元 素 ， 入土壤 中 ， 施 可在 土壤 中 自生 固氮 菌 、 乳酸 １３ 用于植 物生 长调 节剂
菌 、 线菌 等 有益 酶 ， 而改 善 和提 高 了土 壤 的通 气 放 从
化合 物 ， 是 由甲壳 素 （ｈｔ ） 去 乙酰 基 转 化 而成 无 色透 明的 薄膜 ， 它 ｃ ｉｎ 脱 ｉ 能减 缓果 实对 ０ 的吸收 ， 制蒸 腾 ： 抑
壳聚糖抗菌喷剂原理
壳聚糖抗菌喷剂原理
壳聚糖（Chitosan）是从甲壳贝类壳中提取的多糖类化合物，具有多种生物活性，其中包括抗菌性质。
壳聚糖抗菌喷剂的原理涉及壳聚糖与细菌或真菌相互作用的多个层面。
以下是壳聚糖抗菌喷剂的一些原理：
1.抑制细菌细胞膜的功能：壳聚糖可以与细菌表面的带负电的细菌细胞膜结合，破坏细菌细胞膜的完整性。
这可能导致细菌细胞内部物质的渗漏，从而影响细胞的正常功能。
2.改变细菌的表面电荷：壳聚糖具有多个胺基和羟基官能团，使其具有正电荷。
这种正电荷的壳聚糖可以与带负电的细菌表面结合，改变细菌表面电荷，阻碍其与其他细胞或表面的黏附。
3.抑制生物膜形成：细菌通常通过形成生物膜来附着在表面并形成感染。
壳聚糖可以影响生物膜的形成，减缓或阻止细菌在生物膜上的生长和繁殖。
4.诱导凋亡：壳聚糖可能通过一些机制诱导细菌的凋亡（程序性细胞死亡）。
这可以减少细菌数量，从而降低细菌感染的风险。
5.抗氧化性：壳聚糖本身具有抗氧化性，可以帮助减少由于氧化反应产生的自由基，有助于细胞的保护和修复。
壳聚糖抗菌喷剂通常应用于农业、食品工业、医疗领域等。
在农业中，壳聚糖抗菌喷剂可用于作物保护，减少病原菌的感染。
在食品工业中，壳聚糖抗菌喷剂可以用于食品的防腐和保鲜。
在医疗领域，壳聚糖抗菌喷剂可能用于一些外科手术器械的消毒和预防感染。
壳聚糖杀菌的原理和作用
壳聚糖杀菌的原理和作用
壳聚糖（chitosan）是一种由甲壳类动物外骨骼中提取的天然聚合物，具有广泛的杀菌活性。
其主要原理和作用如下：
1. 破坏细菌细胞壁：壳聚糖具有极强的阳离子性，与微生物表面的负电荷进行吸附和结合，导致细菌细胞壁的丧失。
壳聚糖的多胺基团与细菌表面的酸性成分相结合，从而改变了细菌细胞膜的透性，进而导致细菌细胞内的物质外泄，最终细菌死亡。
2. 阻断细菌营养供应：壳聚糖可通过吸附和结合细菌表面的营养物质，如葡萄糖和氨基酸等，阻止细菌吸收和利用这些营养物质，从而限制了细菌的生长和繁殖。
3. 抑制细菌酶活性：壳聚糖对细菌内的多种酶具有一定的抑制活性，如蛋白酶、DNA酶等。
这些酶在细菌生理代谢和细胞分裂等过程中发挥重要作用，壳聚糖的抑制作用会影响这些酶的正常功能，导致细菌生理活动异常，进而导致细菌死亡。
4. 调节细菌代谢活性：壳聚糖能够影响细菌内的代谢途径，如抑制氧化还原酶活性、影响糖酵解和氧化磷酸化过程等，从而干扰了细菌的正常代谢活动，导致细菌的生长受限或细菌死亡。
总的来说，壳聚糖通过与细菌表面的负电荷吸附和结合、破坏细菌细胞壁、阻断营养供应、抑制酶活性以及调节细菌代谢活性等多种方式发挥杀菌作用。
它对包括细菌、真菌和病毒等在内的多种微生物均具有较强的杀菌活性，因此被广泛应用于医药、食品、农业和环境等领域的抗菌材料和药物研发。
壳聚糖在农业领域中的应用
壳聚糖在农业领域中的应用摘要介绍了壳聚糖在农业领域中作为种子处理剂、植物生长调节剂、植物病害诱抗剂、植物病原菌抑制剂、杀虫剂、土壤改良剂、保鲜剂、食品和饲料添加剂等的应用情况及发展前景，以为壳聚糖的开发利用提供参考。
关键词壳聚糖；农业；应用壳聚糖（chitosan）是由自然界广泛存在的几丁质（chitin）经过脱乙酰作用得到的，是N-乙酰-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖以β-1，4糖苷键连接而成的无分支的线性高分子化合物。
自1859年，法国人C. Rouget第1次分离出壳聚糖后，这种天然高分子的生物相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等优良性能被各行各业广泛关注，在医药、食品、化工、化妆品、水处理、金属提取及回收、生化和生物医学工程等诸多领域的应用研究取得了重大进展。
如壳聚糖可作添加剂添加到食品、饲料中、化妆品中，或可作食品防腐剂用于水果保鲜。
我国研究壳聚糖在农业领域的应用起步较晚，从20世纪80年代开始出现壳聚糖在农业领域中的应用报道。
迄今，对壳聚糖在农业领域的实验室研究、实际应用研究，无论从深度和广度上都有了很大的进展，下面进行总结，以期为科研工作者及生产者提供一些帮助。
1 种子处理剂和植物生长调节剂[1-5]用壳聚糖处理小麦、玉米、水稻等谷物类以及黄瓜、番茄等蔬菜种子和桑树、大豆、棉花等经济作物种子或植株，一方面能利用自身的成膜性保持种子内水分，另一方面，还能阻隔土壤中病原菌的入侵，与其他药剂、生长调节剂、肥料等混合可配成种衣剂，对提高种子的发芽率和发芽势，促进根的生长，增加幼苗干物重，株高和叶绿素含量，光合作用强度，产量和可溶性蛋白、酶的活性等品质的提高和改善均有效果。
2 植物病害诱抗剂、病原菌抑制剂、杀虫剂[5-10]用不同浓度的壳聚糖溶液处理种子和植株，可提高植物对多种细菌、真菌、病毒的抗性，如水稻胡麻斑病、花生叶斑病、番茄根腐病、黄瓜腐霉菌、烟草环纹病毒等，并能增强抗土传真菌病害的能力。
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2.4 可降解壳聚糖地膜
使用地膜可以增加土壤温度，保水保墒，促进农作物早熟， 提高产量，但地膜使作物丰收的同时，也造成了严重的环境污染， 残留在土壤中不能分解的废膜，导致土壤结构恶化，土地透气性 变差，植物的生长和对水的吸收都受到阻碍，“白色革命”附带 来了“白色公害”，利用壳聚糖的成膜性及生物可降解性，可制 成具有良好粘附性、通透性和一定抗拉强度的农用地膜。代替现 在广泛使用的聚乙烯地膜，这种地膜无污染、成本低、强度高， 并且具有改良土壤的作用。研究发现，壳聚糖应用在种衣剂中具 有较好的成膜性能，且通过优化助剂，可以有效地降低药剂在水 中的溶解淋失率，提高药具有的良好成膜性能开发出壳聚糖塑料降解地膜、生 物可降解地膜，壳聚糖的生物可降解性在工业上也具有广泛的应 用前景，如制作可降解饭盒、包装材料等。
2.壳聚糖在农业中的应用
• • • • • 壳聚糖种子处理剂 果蔬保鲜剂 植物病害诱抗剂 可降解壳聚糖地膜 壳聚糖可用作植物生长促进剂、土壤改良剂
2.1 壳聚糖种子处理剂
壳聚糖可用作许多粮食、蔬菜作物种子的处理剂，用于种 子处理可提高种子的发芽率，增强幼苗的抗病能力，促进作物 的生长，提高作物的产量；而且壳聚糖对作物无药害，对人畜 无毒害，对环境无公害，是理想的环保型杀虫剂，具有广阔的 应用前景．何福相将壳聚糖溶解于1％ ~3％ 的醋酸溶液，使用 时稀释为0.5％~0.01％ 的溶液，在播种前涂于种子的表面自然 干燥后使用，不但可以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，而且还起到植物生长调节剂的作用， 用其处理过的小麦、豌豆和扁豆种子，产量可增加10％~ 30％ 。
1.1 诱导植物抗性蛋白的产生
壳聚糖及其衍生物可诱导植物产生抵御病原物质的抗性蛋 白——致病相关蛋白PR(pathogenesis -related proteins) 。壳聚 糖所诱导的抗性蛋白主要为植物抗毒素(phtoalexin)、几丁质 酶(chitinase)、壳聚糖酶(chitosanase)和 1，3一葡聚糖酶( l，3 一glucanase)等。许多研究都表明，壳聚糖可诱导植株产生几 丁质酶、壳聚糖酶和 l，3-葡聚糖酶，这些酶的底物是真菌细 胞壁的主要组分，几丁质酶特别是在与1，3-葡聚糖酶的共同 作用下可在体外抑制真菌的生长。壳聚糖诱导出的几丁质酶、 壳聚糖酶和l，3-葡聚糖酶彼此之间还有协同效应，以致抗菌 作用更为明显。
另一方面，壳聚糖可作为植物生长调 节剂，促进农作物产量提高，还可作为 土壤改良剂及用于收获后农产品的保鲜 等。尤其是其在抑制植物病害方面已逐 渐成为人们研究的热点。大量研究表明， 壳聚糖可以诱导植物产生广谱的抗性、 增强植物的自身防卫能力、抑制多种植 物病原微生物的生长，而且其无毒并可 为微生物降解，对环境不会产生污染。 这使其有可能作为一种新型的绿色农药 在农业生产中发挥重要的作用。
2.3 植物病害诱抗剂
研究证实，壳聚糖作为植物性功能调节剂，能调节植物 基因的关闭和开放，诱导植物分泌抗性酶，这样不仅可以促 进植物细胞的活化，刺激植物性生长，还可以增加对病虫害 的自我防御能力，特别是较高聚合度的寡聚糖具有阻碍病原 菌生长繁殖的功能，减少病原菌特别是致病真菌对植物的危 害。如A.Eghath等研究发现壳聚糖具有抗真菌活性，壳聚糖 的衍生物如壳寡糖也有很强的抑制作用。因此，它又被称为 新型植物抗性诱导剂。番茄苗用壳聚糖溶液浸根或喷雾，或 在生长基质中加入壳聚糖，可诱导番茄对根腐病的系统抗病 性 ；黄瓜水培液中加入壳聚糖可控制由腐霉菌(Pythium spp．) 引起的猝倒病 ，此外，壳聚糖对大豆花叶病、大豆根腐病、 小麦纹枯病、番茄早疫病、油菜菌核病、水稻恶苗病等都有 抑制作用。
1.8 增强免疫能力
壳聚糖在韩国、日本被誉为“植物疫 苗”，可见其对作物所起的作用。壳聚糖制 剂能使植物抗菌抗病毒能力增强，改变植物 生长机理，增强调节系统的免疫功能，从而 保证植物的正常生长发育．李宝英等用壳聚 糖拌种，可降低大豆根腐病的发病率和病情 指数，防效达42.6％ ～46.9％ ，同时可促进 大豆根系生长，单株英果数、粒数、粒重增 加，增产11.7％。
在农业方面，利用壳聚糖为原料，采用 现代生物技术分解、提取并添加多种微量元 素(植物生长所必需)精制而成的肥料，因其在 农业方面所取得的良好效果，被人们誉为 “植物疫苗”。壳聚糖在农业生产应用中， 不仅能使作物长势好，植株健壮，光合作用 增强，而且在抗逆性、抗病虫害方面也表现 出明显效果，所以有稳定而显著的增收效果。 此外，壳聚糖对作物品质的改善和食品营养 价值和经济价值也提高有较大的意义。
1.1 促进根系生长
它能促使植物种子提前发芽。根系 发达，根毛、须根、次生根数量大大增 加，根乃植物之本，根际发达，会增强 植物的吸肥吸水能力，增强抗旱、抗倒 伏能力，增强免疫力，达到粗壮多结果 之目的。
1.2 活化根际状态
壳聚糖能充分活化根际状态，溶解 养分分子，迅速形成土壤溶液，使氮、 磷、钾等养分能得到植物充分有效地吸 收。
1.4 诱使植物产生愈创葡聚糖 (callcse)、增强植物细胞壁
愈创葡聚糖是一种富含 l，3-葡萄糖的多聚糖，植物受到 病原侵害时，常在细胞间沉积愈创葡聚糖，从而将受菌感染 的部位与正常的细胞分割开，与木质化一样，形成物理屏障。 另外，壳聚糖还可以使植物的细胞壁发生改变。Nieol等用壳 聚糖处理番茄，当镰刀菌(R ri．Ⅲ azysporum f．sp． redid~lycopersici)入侵时，番茄细胞壁显著加厚，胞 间被填塞，在病菌侵入处形成大量乳头状突起(papillae)，病 原菌被包埋在致密的颗粒状物质中，不能进一步扩散，而且 颗粒状物质中似乎还有杀菌物质产生，这样使植物对病原菌 产生了有效的抗性。
一. 壳聚糖对植物病害的抑制作用方式 二. 在农业中壳聚糖的主要功能及应用 三. 研究现状与应用前景
一. 壳聚糖对植物病害的抑制作 用方式
• 诱导植物自身防卫反应、产生广谱 抗性
• 壳聚糖抑制植物病害的机制
1. 诱导植物自身防卫反应、产 生广谱抗性
• • • • 诱导植物抗性蛋白的产生 诱导木质素形成 改变植物的酚类代谢 诱使植物产生愈创葡聚糖(callcse)、 增强植物细胞壁
壳聚糖的抑菌作用及在农业中 的应用
壳聚糖(chltosan)是甲壳素(chitin)的一种重要 衍生物，是甲壳素脱乙酰基转化而成的产物。甲壳素 来源于甲壳类动物，甲壳素(Chitin)也叫甲壳质、几 丁、几丁质、蟹壳素、明角壳蛋白、壳多糖，广泛存 在于低等动物(如甲壳纲、昆虫纲和蛛形纲等节肢动物 外壳)和低等植物(如真菌、藻类、酵母等)的细胞壁中。 是自然界中最丰富的天然高分子化合物之一(仅次于纤 维素)和第二大含氮化合物(仅次于蛋白质)。 据估计， 地球上每年由生物合成的甲壳素约有100亿吨，是一种 取之不尽、用之不竭的再生资源。人们利用和研究甲 壳素已有近百年的历史．因为它的安全无毒性、可生 物降解性及生物相容性和独特的理化性质和生物活性。 应用范围扩展到化妆品、膜材料、纤维材料、催化剂、 混凝剂、酶和细胞的固定化载体、药物载体、吸附剂 等多个领域和农业、环境保护、食品工业、医药、分 析化学及轻纺工业 。
1.5 改良土壤
使用壳聚糖作添加剂，可使土壤有益 菌如放线菌增加1000倍、有害菌如镰刀菌 及线虫类等显著减少，增强土壤供肥能力， 从根本上改良土壤，根治板结，提高土壤 有机质含量，便于连作。
1.6 改善作物品质，增加产量
壳聚糖能提高作物产量，改善作物品 质，并使其恢复自然风味，耐贮、耐运， 同时减少农药残留量(国际标准以下)，可 以通过绿色通道出口。
1.2 诱导木质素形成
木质素是植物维管组织次生细胞壁的主要组分，它本身抗 微生物的降解。大量研究证实，甲壳素和壳聚糖及其衍生物可 诱使植物在其受病菌侵染点周围木质化，形成一个物理屏障， 从而阻止或延迟病原菌的生长和向周围正常组织扩散，增强植 物的抗病力。Ba rL 用甲壳素的低聚体处理小麦伤口(每个伤口 用0.04 nag)结果表明，单体和二聚体几乎没有诱导木质化功能， 而四、五、六聚体则有明显的诱导木质素形成的作用。同时他 们的实验还证实，脱乙酰化的低聚体都无此作用，因此认为乙 酰基是甲壳素和壳聚糖诱导木质形成所必须的基团。
1.3 缩节粗壮
研究发现，壳聚糖具有调节植物发育 的功能，壳聚糖是一种天然的植物生长调 节剂，能发根促茎，使茎缩短，粗壮旺盛， 有利于养分最大限度地供应果实，其中微 量元素在甲壳素的螫合下，容易被果实吸 收，从而增加蛋白质、氨基酸的含量，从 根本上改善品质。
1.4 杀菌能力强
壳聚糖替代种衣剂，可保护种子正常 发育。用于种子贮存，可减少种子处理程 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， 能强烈抑制有害真菌菌丝如霜霉菌、胞囊 菌等。
2.2 壳聚糖对植物病原菌直接抑 制作用的机制
壳聚糖对许多植物病原菌的生长都有很强的 直接抑制作用。研究者认为，主要通过下面两种 机制实现：(1)由于壳聚糖为甲壳素的多聚阳离子 衍生物，所以它可与病原菌细胞表面的生物大分 子带负电的侧链相互作用，形成聚合物，可影响 病原菌进而抑制病原菌的生长；(2)壳聚糖还可直 接进入病原菌的细胞核，与DNA结合通过影响病原 菌的mRNA和蛋白质的合成来抑制其生长。
总之，壳聚糖及其衍生 物诱导植物产生广谱抗性的 方式多种多样，而且各种方 式可以同时存在，相互关联， 协同作用。
2. 壳聚糖抑制植物病害的机制
• 壳聚糖诱导植物产生广谱抗性的机制 • 壳聚糖对植物病原菌直接抑制作用的机制
2.1 壳聚糖诱导植物产生广谱抗性 的机制
植物对病害的防卫反应是由许多植物可诱导基因控制 的，外界刺激(如：病菌侵入或施用壳聚糖)可导致这些基因 的表达，从而在细胞内合成各种防卫蛋白来实现对病害的抗 性，这些防卫蛋白包括前边提到的PR蛋白、植物抗毒素、几 丁质酶、壳聚糖酶、 l，3-葡聚糖酶和木质素等。Bronner等 发现，壳聚糖在植物受病虫害侵入后，可在很短时间(1h)内 富集于细胞核内，与DNA很强的亲和，并可改变DNA的结构。 Wither等发现，当壳聚糖的侧链扭转后，能够进入DNA双螺 旋结构与DNA骨架上的氧形成氢键，从而影响植物细胞的基 因表达。这些研究均提示，壳聚糖诱导植物产生的对植物病 害的广谱抗性，可能是其激活植物自身特定的防卫蛋白基因 表达所致，但具体的机制还有待深入的探讨。