壳聚糖对植物病害的抑制作用方式

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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。
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。金壳壳聚糖获悉大量研究证实，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 改变植物的酚类代谢
金壳壳聚糖获悉人们研究天然抗体时注意到：在植物的病菌侵染点处，酚类(单宁.绿原酸等)物质大量积累。酚类是杀菌性物质，又是木质素形成的前体，所以植物体内酚类增多，不但自身可以抗病，而且还可促使病原侵染处木质化，因而使植物抗病能力增强。Ralph证实，壳聚糖诱导的大豆细胞中酚类组成会迅速变化，如苯丙烷、香豆酸和绿原酸等都明显增加。
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．Ⅲazysporum 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。