一文浅析几丁聚糖及其在农业中的应用论文(一文浅析几丁聚糖及其在农业中的应用实例)
导语：一文浅析几丁聚糖及其在农业中的应用
【什么是几丁聚糖】
几丁聚糖又称壳聚糖，壳多糖，壳糖胺、脱乙酰基甲壳质、角壳蛋白等，一般通称为几丁质，化学学名简称为聚葡萄糖胺。
几丁质最早于1811年由法国布拉克诺（Braconno）从蘑菇中提取发现，迄今已知几丁聚糖广泛存在于虾蟹甲壳类、昆虫类和伞菌种。而几丁聚糖因其独特的、优越的理化性质而引起人类的开发、研究、应用上的兴趣。
1、生理适应性：几丁聚糖在生物活体中的反应，以及存留于生物系统期间所引起的活体体系的反应，也即我们通常所说的材料反应和寄主反应，均能很好的保持在可接受的水平，因此，几丁质具有特别的动植物组织和器官的生理适应性、安全性；
2、可完全分解性：通过土壤填埋，不同生物菌株平皿培养试验（尤其是山几丁质酶、几丁聚糖酶和溶菌酶等）和生物降解率测定表面，几丁聚糖是完全能被讲解的物质。对于同一种生物材料，具有优异的使用性能、成本低廉、废弃后可以完全分解并参与生态系统的自然循环，这是人们一直追寻的理想的生物降解材料。几丁聚糖类物质恰恰具备这一优越的性能；
3、多功能反应性：几丁聚糖中含有羟基、乙酰氨基和氨基，可进行许多功能基化学反应。较大的分子量、多变的配位数和表现的晶体形态，能使其形成不同性质的金属络合物、高分子离子复合物、亲和复合物，可得到系列不同，性能优异的衍生物，使几丁聚糖的应用领域开拓得更为宽阔；
4、立体结构物理化：在植物中，它与纤维素密切相关；在动物中，它与胶原蛋白密切相关；由此使之表现出一定的硬度、柔韧性和流动性，因而具有如电解质的控制、聚阴离子物质的运送等等功能。此外，几丁质的分子链是以螺旋形式存在，分子的不对称性在生命科学中起着极为关键的作用。因为许多主要的生物活性是通过严格的匹配产生分子识别而实现的；
5、可再生性和亲水性：几丁聚糖在自然界中生成量非常丰富，分布面广泛，与石油、煤炭相比，它的优越性是可以继代繁殖。其在海洋生物中的生成量为10亿吨以上（几丁质每年的生成总量约为100亿吨）。
【几丁聚糖的应用】
由于几丁聚糖本身是一种高分子化合物，加之其结构上的特殊性，它具有离子交换、螯合、吸附等多功能的生物作用；通过引入各种功能基，制备各种各样的衍生物，从而改变其物理化学性质，形成各自不同的功能，因此可广泛应用于不同的行业领域。它将有望于形成几丁质化学最具活力的产业。
【几丁聚糖免疫诱导作用机理】
几丁聚糖在农业中的应用是通过对植株的诱导免疫抗性作用来实现的，几丁聚糖对多种作物具有广谱的诱导抗性，对粮食作物、经济作物等大部分农作物都有一定的诱抗效果，但对不同病原菌引起的病害诱抗效果有差异，其作用机制在于：
（1）能促进植物及根系的生长：几丁聚糖能刺激作物分泌促生物质，通过促进植物的生长，增强自身免疫能力，间接提高植物的抗逆性
（2）植物喷施几丁聚糖后，叶片的角质层厚度明显增厚，上表皮细胞外壁厚度也增加，原生质体积浓缩，木质素的合成加速，HRGP（含羟脯氨酸糖蛋白）积累，细胞壁及角质层增厚速度加快可以加快叶片的老化速度，增加植物叶片的抗病能力，而原生质体积缩小使得提供病原菌营养减少，就能抑制病原菌的生长繁殖起到抗病作用，木质素合成加速，HRGP（含羟脯氨酸糖蛋白）积累，这些能增强细胞壁的抗穿透能力，组织病原菌的穿透入侵过程，经过几丁聚糖诱导后，叶片的组织结构会发生变化，形成一个物理屏障，机械阻碍病原物的入侵
（3）化学屏障的产生：形成化学屏障遏制病原物的侵染，主要表现有经过诱导后，植物体内与抗逆有关的酶的活性发生变化，如PAL（苯丙氨酸解氨酶）、PPO（多酚氧化酶）、POD（过氧化物酶），而PPO、POD、PAL活性与植物抗病性呈正相关。以上三种酶的活性越高，植物的抗病能力就越强
（4）诱导激活病程相关蛋白的表达和病程相关的蛋白质主要是一些水解病原菌细胞壁的酶如几丁质酶和β-1.3-葡聚糖酶的活性显著增强，这类酶不仅能直接作用于病原菌的细胞壁，使其水解，而且水解细胞壁的产物（低聚糖），可以进一步诱导其它抗病反应酶如PAL等的积累，促进植保素、木质素等抗病物质的合成与积累，进一步增强植物的抗病性
（5）过敏反应和活性氧化物质的生产，过敏反应是一种快速防卫反应，其重要特征表现为小范围内细胞迅速坏死，从而对活体营养和死体营养的寄生物产生有效的抑制作用，而植物的抗病性决定于体内抗病基因的存在、表达速度、表达程度以及基因表达所产生的抗病物质的量，激发子能快速的开启有关抗病基因，增强这些基因的表达速度和强度，促进抗病物质的形成和积累，从而表现出抗病性。
【几丁聚糖在农业中的应用】
1、果蔬保鲜
几丁聚糖具有吸湿性、成膜性，对一些微生物具有抑制作用，把它喷洒在水果上形成一层半透明膜，防止水分蒸发，保持果品新鲜，保鲜期可长达9个月，把几丁聚糖制成保鲜剂，涂抹或浸泡水果或蔬菜，可防止果实、蔬菜腐烂。
2、土壤改良
几丁聚糖含有丰富的C、N，可被微生物分解、利用，并作为植物生长的养分。同时，土壤中施用几丁聚糖，可改变土壤微生物区分，促进有益微生物的生长，并对一些植物病原微生物有抑制作用，在土壤中加入几丁聚糖可使由土传病原真菌引起的土传病害如根腐病、苗期猝倒病等有显著的抑制作用，同时还可以减轻线虫的发生；利用几丁聚糖的抗菌能力和改善土壤的作用，将几丁聚糖与可溶性蛋白制成土壤改良剂，降解后是有机肥料，融汇能有效的改善土壤团粒结构、抑制土壤病原菌的生长和繁殖，是一种非常理想的土壤改良剂。
使用几丁聚糖制成的土壤改良剂喷洒到土壤后还可形成一层薄膜，将药或肥混入其中可使其均匀分散和起到缓释的效果
同时有研究表明，土壤中施用几丁聚糖后土壤中的放线菌数量增加，病原菌数量减少，能分解几丁质的细菌数量也增加3-5倍，这些分解几丁质的细菌可以产生几丁质酶，抑制部分病原菌的生长或杀死线虫卵
3、调节植物生长
几丁聚糖可广泛用于果蔬、粮食作物等，采用种子处理的方式可激发种子提早萌芽，在作物生长期使用可刺激作物根茎叶生长，使作物长势健壮；在花期使用，可有效降低生理性落花落果现象的发生，保花保果，促进坐果；膨果期使用可促进作物积累营养物质，达到增产和增加甜度的作用。
4、病害防控
几丁聚糖对病害的防控作用具有较强大广谱性，对大部分真菌和病毒都有一定的防效，但因作物和病害的不同防效有一定的差异，通过实践证明，几丁聚糖对病毒病的抑制作用明显，防效能达到70%以上，同时对霜霉病、白粉病、灰霉病、炭疽病等也有较好的防治效果，使用几丁聚糖进行病害防治，由于几丁聚糖是通过诱导抗性来达到防治病害的目的，因此使用时要掌握好早期用药的原则，在发病前使用、在栽培早期使用。
本文内容由小茹整理编辑！