壳寡糖具有独特的生理活性和功能性质,在多个领域有广泛的用途,尤其是在农业中作为植物病原菌生长抑制剂、土壤修复剂、产生诱导抗性等,逐渐成为国内外关注热点。其主要的制备方法有化学法、酶解法和物理法。分离方法主要有色谱柱分离法、膜分离法、酶法。分析方法有高效液相色谱法、质谱分析、核磁共振和红外光谱。
壳寡糖生物农药已在防治植物病害方面显示出巨大的潜力。目前对壳寡糖作用机理的研究主要集中于其诱导植物产生抗病性方面,对壳寡糖抑制植物病原真菌的活性及其抑菌机理进行了初步研究,得出以下主要结果:
1、生长速率法测定的结果表明,壳寡糖可以抑制多种植物病原真菌的生长,对疫霉的三个菌株抑菌活性最高(EC50≤100mg L-1)。在适于疫霉生长的温度范围内壳寡糖抑菌活性稳定。pH为7时壳寡糖抑菌活性明显下降。
2、利用激光共聚焦显微镜观察到壳寡糖可以进入辣椒疫霉细胞内,在真菌中为首次发现。并且该过程依赖于能量,随处理时间延长和浓度增加而趋于饱和,氨基葡萄糖、甘露糖等单糖没有抑制作用。
3、首次发现壳寡糖可以直接抑制菌体β-1,3-葡聚糖酶的活性,并且培养基中添加外源β-1,3-葡聚糖酶可以降低壳寡糖对菌丝生长的抑制作用。
4、对辣椒疫霉菌丝培养液的电导率测定表明,壳寡糖处理显著提高菌丝细胞膜的离子通透性。壳寡糖处理可以引起游动孢子细胞膜破裂,外源添加葡萄糖(渗透稳定剂)而不是ATP(能量供体)可以降低这种作用。超微结构研究表明壳寡糖对菌丝内须边体、液泡等内膜结构有明显的破坏。
5、利用凝胶阻滞的方法首次验证了壳寡糖在离体条件下与菌体核酸的直接相互作用。利用磁交联壳聚糖从辣椒疫霉菌丝中分离到具有血凝活性的蛋白组分。
壳寡糖被誉为“植物生命的第六要素”，与作物生长所需要的氮、磷、钾三大营养元素和钙、硼、锌等中微量元素科学配伍多次螯合而成的一种有机绿色高效冲施肥。冲施后，对作物具有以下独特功效：
(1)、诱导作物产生多种抗性物质，提高自身免疫力。
壳寡糖能调节植物基因的关闭和开放，诱导植物分泌抗性酶。这样不仅可以促进植物细胞的活化，刺激植物生长，还可以增加对病虫害的自我防御能力。壳寡糖对植物病原菌的孢子萌发和菌丝生长均有阻碍作用，并对植物对病原茵感染的防护机能有诱导作用，因此对病毒、真菌、细菌三方面病害的防治都有效。经常使用壳寡糖的作物很少发生病虫害。
施用壳寡糖，作物的抗寒冷、抗高温、抗旱涝、抗盐碱，抗肥害、气害、抗营养失衡等性能均有很大提高。这是因为壳寡糖对作物本身以及土壤环境均产生多方面的良好影响。如壳寡糖诱导作物产生的多种抗性物质中，有些具有预防、减轻或修复逆境对植物细胞伤害的作用;能促使作物生长健壮，健壮的植株自然也有较强的抗逆能力，从而保证了植物的正常生长发育。
2)、根系发达、缩节粗壮。
壳寡糖能促进植物种子提前发芽，根系发达，根毛、须根、次生根数量大大增加。能充分活化根际状态，酶解养分分子，迅速形成土壤溶液，使氮、磷、钾等养分能得到植物充分有效的吸收。 根乃植物之本， 根际发达，会增强植物吸肥吸水能力，增强植物抗旱抗倒伏能力，增强免疫力，以达到粗壮多结果之目的。 壳寡糖具有调节植物发育的功能，使茎杆缩短，粗壮旺盛，有利于养分最大限度地供应果实。
(3)、改善作物品质，增加产量。
营养元素在壳寡糖的螯合下，容易被果实吸收，从而增加蛋白质，氨基酸的含量，从根本上改善品质，并使其恢复自然风味，耐贮、耐运。同时减少农药残留量(国际标准以下)，可以通过绿色通道出口
因为壳寡糖可以激活、增强植株的生理生化机制，促使根系发达，茎叶粗壮，使植株吸收和利用水肥的能力以及光合作用等都得到增强，所以作物的增产作用也是十分突出的。
(4)、改善作物根际土壤环境，有效预防根部病害。
壳寡糖进入土壤后可以促使有益细菌如固氮菌、纤维分解菌、乳酸菌、放线菌的增生，抑制有害细菌如霉菌、丝状菌的生长。壳寡糖为土壤有益菌如放线菌提供营养物质，它可使放线菌的数量增加近30倍，并诱导放线菌产生甲壳素酶，从而抑制土壤有害细菌;同时由于放线菌大量繁殖，改善了土壤生态环境和植物品质，从而达到增产的目的。壳寡糖有广谱抗菌性。研究表明，壳寡糖对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌的多数菌属都有很好的抑杀作用，壳寡糖在植株表面形成薄膜，对病菌的侵害起阻隔作用，从而能有效预防各种作物病害。
