科创实验--低聚壳聚糖

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1、盐胁迫下低聚壳聚糖在小麦种子萌发及幼苗生长上的生理效应目的:旨在为壳聚糖处理对小麦种子萌发、茎叶根系生长及抵抗干旱胁迫、重金属离子胁迫提供理论依据。基本思路：选择壳聚糖作为处理剂，以细沙作为供试土壤，使用无土栽培技术，除去其他微生物及土壤中特殊成分的影响。在不同浓度壳聚糖溶液对小麦不同时期的处理后，研究其在干旱胁迫下的各种酶活性、干旱后幼苗恢复情况、铅铜复合胁迫下生长调节剂对小麦幼苗生长、铜离了分布的影响。设计对照实验，对比小麦种了在无胁迫条件与经壳聚糖处理后在胁迫条件下的各种生理指标，或以某些其他抑制剂进行处理。初步判断壳聚糖是作用于植物使植物抗逆性增加，述是改善了土壤的环境

2、降低逆境的胁迫，为以后壳聚糖作用机理的研究提供参照。实验技术及方法可参照其他类型壳聚糖在种子萌发时的测定实验方法。科学性、先进性及独特之处:壳聚糖具有无毒、无害，是口然界中唯一的天然碱性多糖，且产量丰富，来源广发，作为一种天然高分子生物材料，具有许多特殊功能和广泛用途。壳聚糖在种子处理、土壤改良剂等方面得到了广泛应用，且取得较好效果。壳聚糖作为单一生长调节剂用于农作物抗逆胁迫较为普遍，但以壳聚糖为主耍成分的复合生长调节剂的使用鲜见报道，特别是在抵抗重金属离了胁迫方面。由于壳聚糖具有一定的吸附重金属的作用，预计对于小麦发育时的重金属离子胁迫应具有一定的改善作用。应用价值和现实意义

3、：据统计，仅加工虾蟹的废弃物虾蟹壳，每年全世界达1.54xl08t,这庞大的废弃物给环境带來了严重的污染。若将这些废弃物进行一系列加工转变为壳聚糖并利用到农作物抗逆境胁迫方面，将会有很高的应用前景，同时也能获得一淀的经济效益。我国西北地区相对干旱，小麦是广泛种植作物，研究低聚壳聚糖对小麦抗旱的生理作用对作物抗旱高产具有重要意义。网上查找到的实验：(1)测定发芽率和发芽势：低聚壳聚糖可以促进小麦种子的发芽率和发芽势，且表现出浓度效应，其中以0.2%的低聚壳聚糖的作用最明显，其发芽势和发芽率分别比对照高25%和9%。(2)测定淀粉酶的活性：小麦种子的主要贮存物质是淀粉，种子萌发过程

4、中，淀粉被水解并转化成可溶性糖，供幼苗生长。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，既能水解直链淀粉，也能水解支链淀粉。因此种子内"-淀粉酶活性的高低直接影响种子萌发和幼苗生长，由图可以看出无论是经过低聚壳聚糖处理的还是对照的，小麦种子胚乳中a-淀粉酶活性从萌发第一天开始增加，至笫六天达到最大，Z后下降，经过不同分子量的低聚壳聚糖处理后，小麦种子胚乳淀粉酶活性均比对照高，在分子量1500-20000范围内，胚乳。-淀粉酶活性随着低聚壳聚糖分了量的减少而增加，其中，分子量为1500的低聚壳聚糖作用最大。（3）测定氏-淀粉酶同工酶的活性：从电泳图谱看曲同工酶的活性:表

5、现为两条谱带，一条弱带，一条强带，经低聚壳聚糖处理后，a-淀粉酶同工酶活性增强，其中分子量为1500的低聚壳聚糖处理后，其同工酶活性最高。（4）低聚壳聚糖对小麦幼苗叶片叶绿素和干物重含量影响：叶绿索是光合作用的物质基础，叶绿素含量的高低，直接影响光合产量的高低，不同分子量的低聚壳聚糖处理三天后小麦叶片的叶绿素含量，分子量为1500的低聚壳聚糖使小麦叶绿素含量增加26.2%o另外与对照相比，各种分了量的低聚壳聚糖均可以显著或极显著提高小麦幼苗干物重。幼苗处理七天后，分子量为1500的低聚壳聚糖可使幼苗干物重增加28.2%,说明低聚壳聚糖能增强幼苗的物质积累能力，促进生长。（5）对

6、幼苗几丁质酶的诱导:高等植物体内普遍存在着几丁质酶,但至今还未发现有儿丁质酶的存在，植物儿丁质酶和0-1,3葡聚糖酶具有直接攻击病原菌的潜在可能性，这是市于它们能直接作用于病原菌的细胞壁（主要成分是几丁质和0-1,3葡聚糖），最后经葡萄糖胺酶水解为葡萄糖，从而抑制真菌的生长，施加外源物质进行诱导，提高几丁质酶活性，无疑对提高植物抗性具有重要意义，低聚壳聚糖虽然能够诱导儿丁质酶活性，但实际应用中如何保持高的酶活性，仍询未清楚。在处理后1,3,4,5,6,7天取样测定叶片几丁质酶活性,结果表明，小麦叶片本来就含有一定量的儿丁质酶，喷施氨基葡萄糖单糖及对照均不影响酶活性，低聚壳聚糖可

7、以诱导小麦叶片几丁质酶，使其活性提高，叶片中几丁质酶活性在诱导后第五天达最大值，之后缓慢下降，其中分子量为1500的低聚壳聚糖，诱导效应最强。（6）对Cu2Cd2Zf等重金属离子的吸附能力：对重金属离子的吸附实验也表明，正丁基壳聚糖对Cu2+、Cd2+、Zn2+等重金属离子的吸附能力较大，特别是对低浓度Cu2+的吸附量大，吸附效率高，产品有望用于含重金属废水处理以及饮用水的净化。低聚壳聚糖对于重金属离子应有相同功能，并可在重金属离子胁迫下发挥积极改善作用。期望结果：小麦种子、不同时期的幼