壳寡糖提高植物抗低温的机制

发布时间：2019-04-26 11:45:36

低温冻害是农业生产中主要的自然灾害之一，包括低温连阴雨、低温冷害、霜冻和寒潮等，多发生在春秋季节。严重影响作物正常的生长发育和经济产量。低温冻害会使植物体内产生大量的自由基，使脂质过氧化，质膜结构受到破坏，造成光合作用效率降低，能量产生和物质合成受阻，同时为了维持正常的代谢活动，植物的呼吸作用增强，能量消耗增加，会严重抑制植物的正常生长发育，甚至导致植株死亡。

丙二醛（MDA）是膜脂过氧化的产物，它的积累会加剧膜脂过氧化，其含量多少可代表细胞膜损伤程度的大小。超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶（CAT）是植物体内的重要保护酶，SOD催化超氧基发生歧化反应，生成H2O2和O2，而CAT可清除H2O2，它们可降低低温导致的自由基积累，减少MDA的积累，对细胞膜起保护作用。因此在低温胁迫条件下，减少膜内保护酶活性下降程度、维持膜系统的稳定性能可有效地提高植物的抗冷性。壳寡糖能提高冷害植物幼苗的SOD、CAT、POD活性，降低了MDA含量；使叶片相对电导率增幅减小，使细胞电解质渗漏率维持在较低水平，维持了膜的稳定性。

脯氨酸和糖含量的增加可以减弱低温对植物组织液的冷滞效应，保证植物细胞中溶质的流动性。同时脯氨酸合成过程中产生的NADPH及还原糖可以为细胞提供还原力，降低低温下产生的氧化自由基的损伤，并对维持低温胁迫下光合作用的稳定起到重要作用。壳寡糖使植物体内的渗透调节物质可溶性糖和脯氨酸含量显著增加，降低了细胞渗透势，提高了细胞保水力，这为减少后续到来的低温胁迫所造成的损伤提供了预保护作用。壳寡糖还可缓解低温下植物组织叶绿素含量的降低，保护低温下植物光合作用，进而维持植株物质代谢的效应。

总结

壳聚糖及其衍生物提高植物的抗低温能力主要表现在以下几个方面。

①促进抗渗透物质的合成。

②提高光合作用强度，促进植物生长。

③促进自由基清除剂的合成，提高植物抗氧化酶的活性，增强清除自由基的能力，保护膜系统。