有关壳聚糖的抗菌机理目前尚无定论，对大分子量和小分子量壳聚糖的抗菌机理来说，一般认为大分子壳聚糖作用于细菌的表面，如堆积在细胞表面影响其代谢，氨基的正电荷与细胞表面带负电荷的生物分子作用改变细胞的通透性，鳌合一些细胞生长必需的金属元素等。而认为小分子量壳聚糖能进入细胞内部，与DNA结合并抑制mRNA与蛋白质的合成。

壳聚糖及其衍生物能够控制多种作物中的真菌以及卵菌，对由病原真菌引起的多种农作物病害如烟草赤星病、梨黑斑病、番茄早疫病、小麦根腐病、番茄煤霉病、辣椒炭疽病、玉米弯孢菌叶斑病、棉花红腐病、水稻恶苗病、芦笋茎枯病、瓜果腐霉病等有较好的防效。

一般认为壳聚糖的抑菌作用机制与其增加菌丝细胞膜的透性有关。壳聚糖抑制真菌生长的机理主要有两种。其一，壳聚糖通过影响细胞壁中相关酶的活性，造成细胞壁的破坏从而抑制菌体的生长。其二，壳聚糖通过与细胞膜直接相互作用，造成膜透性增加、胞内物质外泄，从而导致菌体死亡。

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