海洋来源的活性寡糖,是从海藻中提取得到的天然生物活性物质,褐藻胶寡糖便是其中一员。有科研研究表明,这种海洋寡糖能够有效促进玉米种子萌发与幼苗生长,为农作物育苗提供新思路。
研究人员利用褐藻胶裂解酶降解海藻多糖,得到分子量为1445 Da的褐藻胶寡糖,选用杂交108玉米种子开展浸种萌发实验,设置了从0到5.0‰多个浓度梯度,在无菌环境下观察种子的萌发情况,同时检测种子体内多种关键酶的活性。

实验发现,褐藻胶寡糖的促生效果和浓度密切相关,并非浓度越高效果越好。0.75‰为效果最优浓度,和清水对照相比,处理后的玉米种子第3天根系生长提高34%,第7天根系增长18%,地上幼苗株高更是提升46%。在0.5‑1.25‰区间内,褐藻胶寡糖均可促进玉米萌发;但浓度达到2.5‰、5.0‰的高剂量时,种子活力、发芽势会受到一定抑制,不过幼苗根、茎的伸长依旧能够得到促进。

种子萌发的本质是内部储存物质分解供能,淀粉酶、蛋白酶是其中的关键酶。实验检测发现,褐藻胶寡糖主要激活淀粉酶系统。0.75‰处理下,种子的β‑淀粉酶活性达到顶峰。β‑淀粉酶是玉米种子里的重要淀粉分解酶,能够把储存淀粉转化为可供胚生长利用的糖类。相比之下,蛋白酶对褐藻胶寡糖响应较弱,仅萌发7天后部分处理组蛋白酶活性上升,推测是玉米种子蛋白含量较低所致。
总的来看,褐藻胶寡糖作为信号类活性物质,主要通过提高淀粉酶活性,加速种子内部代谢,以此推动玉米萌发和幼苗发育。这项研究也启示我们,合理把控施用浓度,海洋海藻活性物质有望成为绿色农业里优质的植物生长调节剂。
文章源自《Promotive effects of alginate-derived oligosaccharide on maize seed germination》