科創(chuàng)實(shí)驗(yàn)--低聚殼聚糖

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1、鹽脅迫下低聚殼聚糖在小麥種子萌發(fā)及幼苗生長上的生理效應(yīng)目的:旨在為殼聚糖處理對小麥種子萌發(fā)、莖葉根系生長及抵抗干旱脅迫、重金屬離子脅迫提供理論依據(jù)。基本思路：選擇殼聚糖作為處理劑，以細(xì)沙作為供試土壤，使用無土栽培技術(shù)，除去其他微生物及土壤中特殊成分的影響。在不同濃度殼聚糖溶液對小麥不同時(shí)期的處理后，研究其在干旱脅迫下的各種酶活性、干旱后幼苗恢復(fù)情況、鉛銅復(fù)合脅迫下生長調(diào)節(jié)劑對小麥幼苗生長、銅離了分布的影響。設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)，對比小麥種了在無脅迫條件與經(jīng)殼聚糖處理后在脅迫條件下的各種生理指標(biāo)，或以某些其他抑制劑進(jìn)行處理。初步判斷殼聚糖是作用于植物使植物抗逆性增加，述是改善了土壤的環(huán)境

2、降低逆境的脅迫，為以后殼聚糖作用機(jī)理的研究提供參照。實(shí)驗(yàn)技術(shù)及方法可參照其他類型殼聚糖在種子萌發(fā)時(shí)的測定實(shí)驗(yàn)方法。科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處:殼聚糖具有無毒、無害，是口然界中唯一的天然堿性多糖，且產(chǎn)量豐富，來源廣發(fā)，作為一種天然高分子生物材料，具有許多特殊功能和廣泛用途。殼聚糖在種子處理、土壤改良劑等方面得到了廣泛應(yīng)用，且取得較好效果。殼聚糖作為單一生長調(diào)節(jié)劑用于農(nóng)作物抗逆脅迫較為普遍，但以殼聚糖為主耍成分的復(fù)合生長調(diào)節(jié)劑的使用鮮見報(bào)道，特別是在抵抗重金屬離了脅迫方面。由于殼聚糖具有一定的吸附重金屬的作用，預(yù)計(jì)對于小麥發(fā)育時(shí)的重金屬離子脅迫應(yīng)具有一定的改善作用。應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

3、：據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅加工蝦蟹的廢棄物蝦蟹殼，每年全世界達(dá)1.54xl08t,這龐大的廢棄物給環(huán)境帶來了嚴(yán)重的污染。若將這些廢棄物進(jìn)行一系列加工轉(zhuǎn)變?yōu)闅ぞ厶遣⒗玫睫r(nóng)作物抗逆境脅迫方面，將會有很高的應(yīng)用前景，同時(shí)也能獲得一淀的經(jīng)濟(jì)效益。我國西北地區(qū)相對干旱，小麥?zhǔn)菑V泛種植作物，研究低聚殼聚糖對小麥抗旱的生理作用對作物抗旱高產(chǎn)具有重要意義。網(wǎng)上查找到的實(shí)驗(yàn)：(1)測定發(fā)芽率和發(fā)芽勢：低聚殼聚糖可以促進(jìn)小麥種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢，且表現(xiàn)出濃度效應(yīng)，其中以0.2%的低聚殼聚糖的作用最明顯，其發(fā)芽勢和發(fā)芽率分別比對照高25%和9%。(2)測定淀粉酶的活性：小麥種子的主要貯存物質(zhì)是淀粉，種子萌發(fā)過程

4、中，淀粉被水解并轉(zhuǎn)化成可溶性糖，供幼苗生長。淀粉酶是主要的淀粉水解酶，它在水解淀粉的作用是全能的，既能水解直鏈淀粉，也能水解支鏈淀粉。因此種子內(nèi)"-淀粉酶活性的高低直接影響種子萌發(fā)和幼苗生長，由圖可以看出無論是經(jīng)過低聚殼聚糖處理的還是對照的，小麥種子胚乳中a-淀粉酶活性從萌發(fā)第一天開始增加，至笫六天達(dá)到最大，Z后下降，經(jīng)過不同分子量的低聚殼聚糖處理后，小麥種子胚乳淀粉酶活性均比對照高，在分子量1500-20000范圍內(nèi)，胚乳。-淀粉酶活性隨著低聚殼聚糖分了量的減少而增加，其中，分子量為1500的低聚殼聚糖作用最大。（3）測定氏-淀粉酶同工酶的活性：從電泳圖譜看曲同工酶的活性:表

5、現(xiàn)為兩條譜帶，一條弱帶，一條強(qiáng)帶，經(jīng)低聚殼聚糖處理后，a-淀粉酶同工酶活性增強(qiáng)，其中分子量為1500的低聚殼聚糖處理后，其同工酶活性最高。（4）低聚殼聚糖對小麥幼苗葉片葉綠素和干物重含量影響：葉綠索是光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)，葉綠素含量的高低，直接影響光合產(chǎn)量的高低，不同分子量的低聚殼聚糖處理三天后小麥葉片的葉綠素含量，分子量為1500的低聚殼聚糖使小麥葉綠素含量增加26.2%o另外與對照相比，各種分了量的低聚殼聚糖均可以顯著或極顯著提高小麥幼苗干物重。幼苗處理七天后，分子量為1500的低聚殼聚糖可使幼苗干物重增加28.2%,說明低聚殼聚糖能增強(qiáng)幼苗的物質(zhì)積累能力，促進(jìn)生長。（5）對

6、幼苗幾丁質(zhì)酶的誘導(dǎo):高等植物體內(nèi)普遍存在著幾丁質(zhì)酶,但至今還未發(fā)現(xiàn)有兒丁質(zhì)酶的存在，植物兒丁質(zhì)酶和0-1,3葡聚糖酶具有直接攻擊病原菌的潛在可能性，這是市于它們能直接作用于病原菌的細(xì)胞壁（主要成分是幾丁質(zhì)和0-1,3葡聚糖），最后經(jīng)葡萄糖胺酶水解為葡萄糖，從而抑制真菌的生長，施加外源物質(zhì)進(jìn)行誘導(dǎo)，提高幾丁質(zhì)酶活性，無疑對提高植物抗性具有重要意義，低聚殼聚糖雖然能夠誘導(dǎo)兒丁質(zhì)酶活性，但實(shí)際應(yīng)用中如何保持高的酶活性，仍詢未清楚。在處理后1,3,4,5,6,7天取樣測定葉片幾丁質(zhì)酶活性,結(jié)果表明，小麥葉片本來就含有一定量的兒丁質(zhì)酶，噴施氨基葡萄糖單糖及對照均不影響酶活性，低聚殼聚糖可

7、以誘導(dǎo)小麥葉片幾丁質(zhì)酶，使其活性提高，葉片中幾丁質(zhì)酶活性在誘導(dǎo)后第五天達(dá)最大值，之后緩慢下降，其中分子量為1500的低聚殼聚糖，誘導(dǎo)效應(yīng)最強(qiáng)。（6）對Cu2Cd2Zf等重金屬離子的吸附能力：對重金屬離子的吸附實(shí)驗(yàn)也表明，正丁基殼聚糖對Cu2+、Cd2+、Zn2+等重金屬離子的吸附能力較大，特別是對低濃度Cu2+的吸附量大，吸附效率高，產(chǎn)品有望用于含重金屬廢水處理以及飲用水的凈化。低聚殼聚糖對于重金屬離子應(yīng)有相同功能，并可在重金屬離子脅迫下發(fā)揮積極改善作用。期望結(jié)果：小麥種子、不同時(shí)期的幼