全 文 ：植物生理学通讯 第42卷 第6期，2006年12月 1109
不同分子量壳聚糖对一些与植物防御反应相关生理生化指标的影响
王云* 何华纲 周越 王勇 董英
江苏大学食品与生物工程学院，江苏镇江212013
提要 经不同分子量壳聚糖处理的小麦幼苗中H2O2 含量、过氧化物酶和苯丙氨酸解氨酶活性以及总酚含量均呈上升的趋
势。低分子量壳聚糖处理的效应高于高分子量壳聚糖的。
关键词 壳聚糖；小麦；防御反应
Effect of Different Molecular Weight Chitosan on Several Physiological and
Biochemical Characteristics Related with Plant Defense Reaction
WANG Yun*, HE Hua-Gang, ZHOU Yue, WANG Yong, DONG Ying
College of Food & Biological Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang, Jiangsu 212013, China
Abstract One-week old wheat seedlings were treated by chitosan with different molecular weights. The
application of chitosan to wheat leaf caused accumulations of H2O2 and total phenolic contents, and increased
activities of peroxidase and phenylalanine ammonia-lyase. The induction activity of chitosan was dependent on
its molecular weight and time after treatment. Low molecular weight chitosan showed much higher induction
activity than high molecular weight chitosan.
Key words chitosan; wheat; defense reaction
收稿 2006-08-28 修定 　2006-10-23
资助 江苏大学高级人才启动基金项目(06JDG028)。
*E-mail: wangy1974@ujs.edu.cn, 0511-8797059
壳聚糖是一种来自于甲壳类动物的氨基多
糖，可以促进种子萌发和植物生长( 隋雪燕等
2002; Kim等2005)、延长果蔬的采后保鲜期(程度
等 2001)、改善作物的品质(欧阳寿强和徐朗莱
2 0 0 3 ) 、增强植物对冷害的耐受性(李茂富等
2005)。也有不少报道认为壳聚糖可以提高作物对
病原菌的抗性(Reddy等1999; 廖春燕等2003)，但
对其提高植物抗病性的生理机制的研究报道仍很
少。本课题研究经 2 种不同分子量壳聚糖处理的
小麦幼苗中一些与防御反应有关的生理生化指标的
变 化 。
材料与方法
小麦(Triticum aestivum L.)品种‘扬麦10’
由江苏省里下河地区农科所提供。壳聚糖( 约
1 000 kDa)、低分子量壳聚糖(约6 kDa)购自金壳
生物化学有限公司(浙江玉环)。所用化学试剂均
为分析纯。小麦种子于培养皿中萌发 1 周后，参
照廖春燕等(2003)的方法在叶片表面分别均匀喷施
0.1% 高分子量和低分子量壳聚糖，处理12、24、
36、48 h后分别取样，测定叶片的生理指标，每
个处理 3 次重复。
过氧化氢含量测定参照Patterson等(1984)的
方法，用分光光度法进行测定。过氧化物酶活性
测定参照Hammerschmidt 等(1982)的方法，用愈
创木酚为底物测定酶活性，以每分钟在470 nm 处
吸光度变化0.001定义为 1 个活力单位。苯丙氨
酸解氨酶活性测定参照Beaudoin-Eagan和Thorpe
(1985)的方法，以 L- 苯丙氨酸为底物测定酶活
性，以每分钟生成1 nmol的肉桂酸定义为一个活
力单位。总酚含量测定参照林植芳等(1988)的方
法进行。
结果与讨论
1 壳聚糖对小麦叶中H2O2含量的影响
H2O2 的积累是植物应答病原菌侵入的一种典
型反应。经不同分子量壳聚糖处理的小麦叶中
H2O2 含量均呈现上升趋势。低分子量壳聚糖处理
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24 h的小麦叶中H2O2 含量明显上升，而高分子量
壳聚糖处理的则在36 h才明显上升(图1)。
4 壳聚糖对小麦叶中总酚含量的影响
在病原菌侵入后的早期，植物体内酚类物质
的合成代谢受到激活。在高分子量壳聚糖和低分
子量壳聚糖处理24 h后，小麦叶中总酚含量均有
提高，低分子量壳聚糖处理的效应高些(图4)，这
与前面观察到的 PAL 活性的变化趋势在总体上是
吻合的。
图2 壳聚糖对小麦叶中POD活性的影响
Fig.2 The effect of chitosan on peroxidase activity
of wheat leaves
图1 壳聚糖对小麦叶中H2O2含量的影响
Fig.1 The effect of chitosan on H2O2 content of wheat leaves
图3 壳聚糖对小麦叶中PAL酶活性的影响
Fig.3 The effect of chitosan on phenylalanine
ammonia-lyase activity of wheat leaves
图4 壳聚糖对小麦叶中总酚含量的影响
Fig.4 The effect of chitosan on total phenolic content
of wheat leaves
2 壳聚糖对小麦叶中过氧化物酶活性的影响
过氧化物酶是一种植物体内与防御反应相关
的酶。图 2 显示，壳聚糖处理后 24 h，小麦叶
中过氧化物酶活性达到最高值，高分子量壳聚糖
处理的比处理前增加 16%，低分子量壳聚糖处理
的增加 31%，24 h 后下降。
3 壳聚糖对小麦叶中苯丙氨酸解氨酶活性的影响
苯丙氨酸解氨酶催化苯丙氨酸转化为肉桂
酸，是酚类代谢途径中的一个关键酶。从图 3 可
以看出，壳聚糖处理后，在前 24 h，小麦叶片
中PAL活性上升趋势平缓， 36 h后明显提高。低
分子量壳聚糖的效应强于高分子量壳聚糖的。
参考文献
程度, 王益光, 罗自生, 席芳, 徐程(2001). 壳聚糖涂膜对杨梅品质
的影响. 植物生理学通讯, 37 (6): 506~507
李茂富, 李绍鹏, 赵维峰(2005). 壳聚糖提高香蕉幼苗抗冷性的效
应. 植物生理学通讯, 41 (4): 464~465
廖春燕, 马国瑞, 洪文英(2003). 壳聚糖诱导番茄早疫病的抗性及
其生理机制. 浙江大学学报(农业与生命科学版), 29 (3):
280~286
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林植芳, 李双顺, 张东林(1988). 采后荔枝果皮色素、总酚及有
关酶活性的变化. 植物学报 30 (1): 40~45
欧阳寿强, 徐郎莱(2003). 壳聚糖对不结球白菜营养品质和某些
农艺性状的影响. 植物生理学通讯, 39 (1): 21~24
隋雪燕, 周泽琳, 张文清, 夏玮, 王氢, 金鑫荣, 李明, 李守义(2002).
壳聚糖包衣对油菜种子萌发和幼苗生长以及几个生理生化
指标的影响. 植物生理学通讯, 38 (3): 225~227
Beaudoin-Eagan LD, Thorpe TA (1985). Tyrosine and phenyla-
lanine ammonia lyase activities during shoot initiation in
tobacco callus cultures. Plant Physiol, 78 (3): 438~441
Hammerschmidt R, Nuckles EM, Kuc J (1982). Association of
enhanced peroxidase activity with induced systemic resis-
tance of cucumber to Colletotrichum lagenarium. Physiol
Plant Pathol, 20 (1): 73~82
Kim HJ, Chen F, Wang X, Rajapakse NC (2005). Effect of chitosan
on the biological properties of sweet basil (Ocimum basilicum
L.). J Agr Food Chem, 53 (9): 3696~3701
Patterson BD, Mackae EA, Fergusen IB (1984). Estimation of
hydrogen peroxide in plant extracts using titanium (IV).
Anal Biochem, 139 (2): 487~492
Reddy MVB, Arul J, Angers P, Couture L (1999). Chitosan treat-
ment of wheat seeds induces resistance to Fusarium
graminearum and improves seed quality. J Agr Food Chem,
47 (3): 1208~1216