1.1 誘導植物抗性蛋白的產生
殼聚糖及其衍生物可誘導植物產生抵御病原物質的抗性蛋白——致病相關蛋白PR(pathogenesis -related proteins) 。殼聚糖所誘導的抗性蛋白主要為植物抗毒素(phtoalexin)、幾丁質酶(chitinase)、殼聚糖酶(chitosanase)和 1,3一葡聚糖酶( l,3一glucanase)等。許多研究都表明,殼聚糖可誘導植株產生幾丁質酶、殼聚糖酶和 l,3-葡聚糖酶,這些酶的底物是真菌細胞壁的主要組分,幾丁質酶特別是在與1,3-葡聚糖酶的共同作用下可在體外抑制真菌的生長。殼聚糖誘導出的幾丁質酶、殼聚糖酶和l,3-葡聚糖酶彼此之間還有協同效應,以致抗菌作用更為明顯。
1.2 誘導木質素形成
木質素是植物維管組織次生細胞壁的主要組分,它本身抗微生物的降解。大量研究證實,甲殼素和殼聚糖及其衍生物可誘使植物在其受病菌侵染點周圍木質化,形成一個物理屏障,從而阻止或延遲病原菌的生長和向周圍正常組織擴散,增強植物的抗病力。Ba rL 用甲殼素的低聚體處理小麥傷口(每個傷口用0.04 nag)結果表明,單體和二聚體幾乎沒有誘導木質化功能,而四、五、六聚體則有明顯的誘導木質素形成的作用。同時他們的實驗還證實,脫乙酰化的低聚體都無此作用,因此認為乙酰基是甲殼素和殼聚糖誘導木質形成所必須的基團。
1.3 改變植物的酚類代謝
人們研究天然抗體時注意到:在植物的病菌侵染點處,酚類(單寧.綠原酸等)物質大量積累。酚類是殺菌性物質,又是木質素形成的前體,所以植物體內酚類增多,不但自身可以抗病,而且還可促使病原侵染處木質化,因而使植物抗病能力增強。Ralph證實,殼聚糖誘導的大豆細胞中酚類組成會迅速變化,如苯丙烷、香豆酸和綠原酸等都明顯增加。
1.4 誘使植物產生愈創葡聚糖(callcse)、增強植物細胞壁
愈創葡聚糖是一種富含 l,3-葡萄糖的多聚糖,植物受到病原侵害時,常在細胞間沉積愈創葡聚糖,從而將受菌感染的部位與正常的細胞分割開,與木質化一樣,形成物理屏障。另外,殼聚糖還可以使植物的細胞壁發生改變。Nieol等用殼聚糖處理番茄,當鐮刀菌(R ri.Ⅲazysporum f.sp.redid~lycopersici)入侵時,番茄細胞壁顯著加厚,胞間被填塞,在病菌侵入處形成大量乳頭狀突起(papillae),病原菌被包埋在致密的顆粒狀物質中,不能進一步擴散,而且顆粒狀物質中似乎還有殺菌物質產生,這樣使植物對病原菌產生了有效的抗性。
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