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植物 内源 激素 研究进展
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植物内源激素研究进展 段 娜 1 ,贾玉奎 1 ,徐 军 1 ,陈海玲 1 ,孙 鹏 2 ( 1 中国林业科学研究院沙漠林业实验中心,内蒙古磴口015200; 2 呼和浩特市武川县哈乐镇科技站,呼和浩特010010) 摘 要:植物内源激素的作用在于调控植物生长发育以及提高作物产质量,其准确测定对于调控植物生 长发育、作物遗传育种、栽培技术推广、激素残留鉴定等方面有重要意义。文章叙述了植物激素的生理 作用、分子机制、产质量调控及内源激素测定方法,以期为植物激素研究提供参考指标。 关键词:植物激素;生理作用;分子机制;测定技术 中图分类号:S131 文献标志码:A 论文编号:2014-2335 Research Progress on Plant Endogenous Hormones Duan Na 1 ,Jia Yukui 1 ,Xu Jun 1 ,Chen Hailing 1 ,Sun Peng 2 ( 1 Desert Forestry Experiment Center, Chinese Academy of Forestry, Dengkou Inner Mongolia 015200; 2 Station of Science and Technology in Wuchuan Country, Hohhot 010010) Abstract: The role of plant endogenous hormones lies in regulating plant growth and development and improving crop yield and quality, and its accurate determination has important implications for the regulation of plant growth and development, the genetics and breeding of crop, the promotion of cultivation technology and the identification of hormone residues. This article will summarize three aspects of plant hormones: the physiological action, the molecular mechanisms, the regulation of production and quality and the determination method, in order to provide reference index for the study of plant hormones. Key words: plant hormones; physiological action; molecular mechanisms; measurement techniques 基金项目:“948”项目“生态经济型优良白刺遗传资源及繁育技术引进”(2011-4-27);国家林木种质资源平台。 第一作者简介:段娜,女,1986年出生,内蒙古丰镇人,助理工程师,硕士,研究方向为植物生理与分子生物学。通信地址:015200内蒙巴彦淖尔市磴 口县中国林科院沙林中心,Tel:0478-7967877,E-mail:15847138515@163.com。 通讯作者:贾玉奎,男,1962年出生,内蒙古丰镇市人,副研究员,研究方向为林业及荒漠化防治。通信地址:015200内蒙古巴彦淖尔市磴口县中国林 科院沙林中心,Tel:0478-7967102,E-mail:slzxjia@126.com。 收稿日期:2014-08-26,修回日期:2014-10-28。 0 引言 植物激素是指由植物细胞接受一定的信号诱导, 在植物特定组织代谢合成的,并通过与特定的蛋白质 受体结合来调节植物生长发育的微量生理活性有机物 质 [1] 。人们习惯上将植物体内自身代谢产生的调控生 长发育的物质称为植物内源激素,将人工合成的具有 与植物内源激素相类似调控生长发育的物质称为植物 生长调节剂,二者通称为植物生长物质(plant growth substances)。 目前被科学界公认的六大类植物内源激素有植物 生长素类(auxins)、赤霉素类(gibberenllins,GA)、细胞 分裂素类(cytokinins,CK)、乙烯(ethylene)、脱落酸 (abscisic acid,ABA)、油菜素甾醇类(Brassinosteroids, BRs) [2] 。其中生长素、赤霉素、细胞分裂素、油菜素甾 醇属于生长促进剂,脱落酸和乙烯属于生长抑制剂。 除六大类激素之外,近年来科学家陆续发现了其他多 种对植物生长发育有调控作用的物质,如多胺 (polyamine,PAs)、茉莉酸(Jasmonic acid,JAS)、水杨酸 类( Salicylates,SA)、植物多肽激素(plant polypeptide hormone)、玉米赤霉烯酮 (zearaienone)、寡糖素 (oligosaccharin)、三十烷醇(1-triacontanol)等。虽然这 些物质目前还没有被正式列入植物激素系统中,但是 中国农学通报 2015,31(2):159-165 ChineseAgricultural Science Bulletin ChaoXing 中国农学通报 http://www.casb.org.cn 它们在调控植物生长发育过程中起着重要作用 [3-5] 。笔 者分别总结了近年来各种植物激素的生理作用、分子 机制、对产质量的调控研究及内源激素测定方法4个 方面的研究进展并作简要综述。旨在对今后研究植物 激素尽可能提供参考指标。 1 植物激素生理作用及分子机制研究 1.1 生长素类 生长素(IAA)是最早被发现、生理作用最重要的一 种物质。1926年温特利用燕麦胚芽鞘实验证明其尖 端有一种能促进生长的化学物质,称为生长素 [6] 。 1934年科戈从麦芽、人尿和根霉中分离出一种促进生 长的物质,称为吲哚乙酸,后来的试验鉴定了吲哚乙酸 即是生长素。除生长素外,科学家还陆续发现了萘乙 酸(NAA)、苯乙酸(PAA)、4-氯-吲哚乙酸(4-Cl-IAA)、吲 哚丁酸(IBA)等类似生长素生理活性的物质 [6] 。由于吲 哚乙酸性质不稳定,易在体内被分解。于是人工合成 了吲哚丁酸、2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)、萘乙酸等具有 和生长素功能相似的植物生长调节剂。这些外源生长 素性质稳定,活性较强,在各种作物上进行了大面积使 用。 生长素大多集中分布在根尖、茎尖、嫩叶、正在发 育的种子和果实等植物体内分裂和生长代谢旺盛的组 织。生长素只能由植物体顶部向基部运输,这种单方 向的运输形式称为极性运输。叶子中的生长素也可通 过韧皮部非极性运输到植株其他部位。植株的生长对 生长素的浓度要求很高,当植物体内生长素含量过高 时,植株会通过把游离型生长素变为束缚型生长素和 2种降解途径来自动调控体内的含量。生长素的主要 生理作用有 [7] :促进侧根和不定根的形成;促进胚芽鞘 和茎的生长,抑制根的生长,维持顶端优势;推迟叶片 衰老脱落;诱导雌花分化和单性果实发育;促进果实发 育,延迟果实成熟;促进叶片扩大;诱导维管细胞分化, 低浓度诱导韧皮部分化,高浓度诱导木质部分化等。 生长素在生产实践中被广泛用于番茄和茄子的坐果、 诱导单性结实、植物的生根和作为除草剂等。 TIR1/AFB作为生长素的受体,调节依赖生长素的 基因表达 [8-9] 。中国科学家研究发现,拟南芥体内IAA 羧端甲基转移酶能催化有活性的IAA转换为无活性 的甲酯-IAA [10] 。此外还发现拟南芥BUD1基因编码的 MAPKK7在生长素信号途径中是一个负调控因子,直 接阻碍了生长素的运输 [11] 。水稻中OsRAA1基因过量 表达会造成水稻次生根数目增多、主根生长受阻等生 理性状,因此,OsRAA1在水稻生长素信号转导途径中 起着正调控作用 [12] 。 1.2 赤霉素类 1926年日本植物病理学家发现当水稻感染了赤 霉菌以后,会出现植株生长过高并降低产量的现象,于 是推断赤霉菌分泌了某些能促进植株增高的化学物 质。1935年日本科学家分离出这种能促进植株增高 的物质,命名为赤霉素A,被证实赤霉素A即是GA3。 后来科学家在植物和赤霉菌中发现了众多的GA,并 确定了命名和编号系统。按被发现的时间顺序命名为 GAx,其中x代表数字序号,表示被发现的时间顺序。 赤霉素虽是植物激素中被发现种类最多的,但植物体 内的赤霉素只有少数几种具有生理活性,其他大部分 没有生物活性,此类生长素都是生物合成的中间产物 或是代谢产物。赤霉素主要在胚、茎尖、根尖、生长中 的种子和果实等组织中合成。它的运输没有极性,根 尖合成的GA可通过木质部向上运输,地上部茎叶合 成的GA可通过韧皮部向下运输。GA被广泛用于葡 萄、草霉、番茄等果实的膨大与单性结实,在酿造工业 中促进大麦的萌发等。 GA3可以从赤霉菌发酵液中大量提取,它是所有 赤霉素中研究最多、生理活性最强且在农业生产中应 用最多的一种。赤霉素的主要生理作用有 [7] :促进茎 的伸长是赤霉素最显著的生理作用,大量利用矮生性 突变体所做的实验都表明赤霉素矮生植物的调控作用 非常明显;诱导植物开花,赤霉素对未经春化作用的植 物和长日照植物诱导开花效果显著;打破休眠,促进种 子发芽,赤霉素能启动多种水解酶的合成,从而有效提 供了幼苗生长的营养物质;促进雄花分化(对葫芦科植 物最有效);诱导某些植物单性结实,提高坐果率;抑制 成熟和器官衰老;延缓叶片衰老;促进块茎形成 [13] 。研 究发现GA1是最主要的促进茎生长的赤霉素类物质, GA32能有效促进开花 [14] 。此外,许多研究证实,赤霉素 可使植物体内生长素的含量增高,并能促进维管束分 化。 Sasaki [15] 和McGinnis [16] 分别以水稻和拟南芥为实 验材料,研究结果发现GID2和SLY1基因编码了赤霉 素信号转导的正调节途径。中国3个实验室研究发现 水稻中的EUI1基因编码细胞色素单加氧酶能调控赤 霉素介导的SLR1降解和赤霉素的合成 [17-18] 。另有研 究表明BvGA20ox基因编码酶对甜菜GA的合成、推 迟已春化甜菜的开花时间有重要作用 [19] 。 1.3 细胞分裂素类 1948年,Skoog [6] 发现将生长素和椰乳培养液加入 到培养基中,能促进成熟细胞分化形成愈伤组织。 1955年米勒和斯库格在实验中偶然发现鲱鱼精细胞 ··160 ChaoXing 中含有促进细胞分裂的物质,把它命名为激动素 (KT) [6] 。激动素是一种腺嘌呤衍生物。激动素只存在 于动物体内,目前还未发现植物体内存在激动素。 1963年,Letham从幼嫩的玉米种子里分离出一种对细 胞分裂起显著作用的物质,命名为玉米素(ZT) [6] 。后来 人们把存在植物体内类似于激动素的促进细胞分裂的 物质统称为细胞分裂素,现在已发现了30多种细胞分 裂素。 细胞分裂素(CTK)是一类腺嘌呤衍生物。天然的 CTK分为游离态细胞分裂素和结合态细胞分裂素。 植物体内天然的游离态细胞分裂素有玉米素(ZT)、玉 米素核苷(ZR)、二氢玉米素(DHZ)、二氢玉米素核苷 (DHZR)、异戊烯基腺嘌呤(IP)等。结合态细胞分裂素 有甲硫基玉米素、甲硫基异戊烯基腺苷、异戊烯基腺苷 (iPA)等。人工合成的有6-苄基腺嘌呤(6-BA)、激动素、 多氯苯甲酸(PBA)等。其中人工合成的6-BA活性比 其他细胞分裂素强,在农业和园艺上得到广泛应用。 高等植物中细胞分裂素的运输形式主要是ZT或ZR, 其主要在根尖,茎端、发育中的果实和萌发的种子等组 织合成。细胞分裂素的生理作用主要有 [7] :(1)促进细 胞分裂。细胞分裂素促进细胞质分裂,从而使细胞体 积扩大。生长素、赤霉素和细胞分裂素在细胞分裂方 面的机制不同,细胞分裂素是通过细胞质的分裂来进 行组织的扩大增粗,生长素主要是通过细胞核的分裂 来进行组织的伸长,赤霉素主要是通过缩短细胞分裂 周期的G1期和S期来进行茎的伸长。(2)延缓植物衰 老。其中玉米素核苷和二氢玉米素核苷作用最明显, 它们能延缓蛋白质和叶绿素的降解速度,抑制一些与 植物组织衰老相关的水解酶的活性。(3)最重要的生理 效应是诱导芽的分化。试验证明,当培养基中CTK/ IAA的比值较大时,主要诱导芽的形成;当CTK/IAA 的比值较小时,则主要诱导根的形成,两者浓度相同时 愈伤组织不分化。(4)消除顶端优势,促进侧芽生长。 细胞分裂素和生长素有拮抗作用,CTK加快了侧芽分 化输导组织的速度。(5)打破种子休眠。细胞分裂可打 破一些植物种子休眠状态,促进其发芽。 研究表明拟南芥AtENT8/SOI33和AtENT3蛋白 可能是细胞分裂素的转运蛋白 [20] 。Inoue [21] 和Suzuki [22] 2个研究小组从拟南芥中鉴定出一种细胞分裂素受体 CRE1,并推断组氨酸激酶参与了细胞分裂素信号传 递。 1.4 脱落酸类 1963年Wareing从即将进入休眠的槭树叶子中分 离了促进器官脱落的物质,把它命名为脱落素Ⅰ [1] 。 1963年美国科学家Addicott等 [6] 发现棉花也有加速脱 落的物质并进行了分离纯化,叫做脱落素Ⅱ。1965年 英国科学家韦尔林和康福恩 [6] 从桦树叶片中分离出一 种可以抑制生长并使芽休眠的物质,称为休眠素。后 来证明脱落素Ⅱ和休眠素是同一种物质。1967年在 第六界国际植物生长物质会议上正式把这种具有促进 脱离的调节物质命名为脱落酸 [23] 。 ABA主要合成于处在休眠状态和将要脱落的器 官。此外植物体内的ABA含量会在逆境条件下会迅 速增多。ABA主要以游离型形式运输,运输不具有极 性。脱落酸作为一种调节休眠、脱落及植物胁迫反应 的生长抑制物质,主要生理功能有以下几种 [7] :(1)抑 制植株生长。脱落酸能抑制细胞H + 的分泌,阻止了细 胞壁酸化和细胞伸长,进而抑制胚芽鞘、胚轴、嫩枝、根 等器官的伸长生长过程。(2)引起气孔关闭。原因是 ABA促进了保卫细胞钾离子、氯离子等物质外流,引 起保卫细胞水势比周围细胞水势高,这样会造成细胞 失水引起器官关闭。(3)增加抗逆性是ABA重要的生 理效应。干旱、寒冷、高温、盐渍和水涝等逆境条件都 会引起植物体内的ABA含量增加。ABA可诱导植株 体内与植物抗性相关的某些酶的重新合成而增加植物 的抗逆性。正是这个原因,人们也习惯把ABA称为胁 迫激素或应激激素。(4)影响性分化。如赤霉素处理能 使大麻的雌株形成雄花,但喷施脱落酸起相反作用,不 能使雄株形成雌花。(5)促进休眠,抑制萌发。例如许 多休眠种子的种皮存在脱落酸,秋季植物叶子中的 ABA含量明显多于其他季节。生产实际中已用ABA 处理多种植物种子来延长其休眠期。(6)促进脱落。 ABA能促进器官形成离层,从而加速器官脱落。 张大鹏 [24] 提纯了一种ABA特异结合蛋白ABAR, 试验结果证明ABAR是一个ABA受体。并且学者在 蚕豆中纯化了脱落酸结合蛋白ABAR,鉴定ABAR是 镁离子螯合酶的H亚基 [25] 。 1.5 植物激素间的相互作用 在对植物的生长发育调控方面,多种激素相互配 合使用的效果要远远大于一种激素单独使用的效果。 植物激素的相互作用主要有:(1)增效作用。如GA3与 IAA共同使用可显著促进植物的节间伸长。脱落酸和 乙烯配合使用能显著增强植株器官的脱落程度;(2)促 进作用。如喷施外源GA3能促进内源生长素的含量; (3)配合作用。如培养基中IAA/CTK比例高会诱导根 的分化,低则诱导芽的分化,两者浓度相同时组织不分 化。(4)拮抗作用。如IAA和CTK表现明显的对抗作 用,IAA维持顶端优势,CTK抑制生长素的控制,促进 段 娜等:植物内源激素研究进展 ··161 ChaoXing 中国农学通报 http://www.casb.org.cn 侧芽生长。 2 植物激素对产质量的调控研究 2.1 植物激素对块根增长的调控研究进展 植物激素能参与调节同化物的运输和分配。根系 作为一个典型的“源库”器官在地上部和地下部激素运 输和平衡调节中发挥着重要作用 [26-27] 。已有许多试验 表明,内源激素对植物块根膨大起关键作用,块根产量 与植物体内的内源激素含量密切相关 [28-29] 。 有学者以3个甘薯品种为材料,研究了块根内源 激素含量变化对块根形成和影响,发现ZR、DHZR和 ABA含量变化与块根日增重量变化一致。同时在块 根膨大中期和高峰期,块根干重与其DHZR、ABA和 ZR含量呈正相关,达显著或极显著水平。在块根的不 同部位激素含量的差异也达显著水平 [30] 。以2个不同 基因型木薯品种为材料测定木薯不同生育时期内源激 素含量,结果表明2个品种块根、茎秆及叶片中IAA、 GA3和ZR的含量变化趋势基本一致,在块根中呈先上 升后下降的变化趋势;在茎秆中呈先下降后上升的变 化趋势;在叶片中呈逐渐下降的变化趋势,而ABA含 量呈不断上升的变化趋势 [31] 。通过研究3种不同基因 型胡萝卜肉质根膨大与内源激素含量的关系,表明胡 萝卜肉质根干重与GA3含量呈显著正相关,与IAA、 IPA含量呈显著负相关。IAA和GA4含量与胡萝卜肉 质根干鲜重比值呈极显著正相关 [32] 。还有研究发现在 甘薯块根膨大期间ABA含量与块根膨大速率的变化 动态相一致。认为块根中ABA含量高有利于块根膨 大 [33] 。不同温光条件下马铃薯叶片内源激素GA3、 ABA含量也有变化,ABA含量升高与植株衰老及块茎 形成关系非常密切 [34] 。植物内源激素与甘薯地上部分 生长发育,同化物的运输,块根的形成和发育相关 [35] 。 ABA和GA3对甘薯愈伤组织酶活性有一定影响,ABA 能够较明显的促进淀粉酶的活性,且随ABA的浓度增 加而增加 [36] 。 2.2 植物激素对糖分积累的调控研究进展 蔗糖是大多数高等植物重要的光合产物,也是碳 水化合物贮藏、运输和积累的重要形式,因此糖分的积 累主要取决于蔗糖向果实的运输和果实中的蔗糖代谢 转化。现有的研究表明,在植物体内,激素参与调控碳 水化合物在库器官中积累以及在“源库”之间运输和分 配的各个环节 [37-38] 。 学者研究葡萄蔗糖积累代谢与激素关系时发现: ABA可促进果实中氨基酸的合成,IAA加快了蔗糖分 解为还原糖的速度,GA增加了果糖积累的程度,经 ABA处理后果实蔗糖的含量要大于其他激素,认为可 能ABA与果肉维管束的蔗糖卸载密切相关 [39] 。细胞 分裂素、脱落酸与蔗糖积累呈正相关,其中脱落酸与蔗 糖积累显著相关,生长素、赤霉素含量与蔗糖积累呈负 相关 [40] 。柑橘果实品种间糖积累潜力亦不同,果实中 的ABA含量与糖积累之间存在显著的相关关系:内源 ABA含量较高的品种,糖积累量较多;内源ABA含量 较低时,糖积累量会较低 [41] 。吕英民等 [42] 研究认为, ABA可以促进蔗糖和其他同化物进入甜菜、苹果、葡 萄和草莓等果实的细胞。主要是因为ABA可刺激液 泡膜上H + -ATPase和糖的载体活性,促进了糖跨过液 泡膜主动吸收到液泡中去。另外ABA还可提高质膜 的通透性,促使糖直接进入果实中。荔枝果实发育后 期ABA含量迅速增加,果皮转红速度加快。由此推断 可能是因为ABA诱导了乙烯的合成,而乙烯与启动果 实成熟有密切关系 [43] 。 3 植物内源激素测定方法 植物激素的准确测定对于调控植物生长发育、作 物遗传育种、栽培技术推广、激素残留鉴定等方面有着 重要意义。因此,如何使植物内源激素的检测更加快 速和精确,一直是激素领域重要的技术研究工作。因 植物体内的内源激素的含量非常低,对外界环境条件 敏感,性质很不稳定,易受其他化合物的干扰,所以要 求测定技术必须要专一和十分灵敏。激素检测首先要 用有机溶剂提取,其次采用各种萃取或层析步骤提纯, 然后再用测定仪器和方法测定其含量。 激素检测技术依据检测原理大体上生物鉴定技 术、免疫检测技术和理化检测技术三大检测体系。近 年来又相继出现了一些新的检测技术,极大推动了植 物激素更加准确和快速的检测。 3.1 生物检测技术 生物鉴定法的原理是通过测定激素作用于植株器 官或离体器官后所产生的生理生化效应的强度,从而 推算植物激素的含量。1928年Went用燕麦芽鞘弯曲 测试法检测了植物生长素含量 [44] 。又有人根据赤霉素 浓度与其诱导的α-淀粉酶活性强弱存在正相关关系, 此后陆续建立了相应的CTKs,ABA,Eth等内源激素 的生物测定法。虽然生物鉴定法方法复杂、专一性差、 准确度低 [45] ,但此法可从人工合成的化合物中有效筛 选植物生长调节剂,常被作为植物激素定性分析的手 段。同时随研究的不断深入,此法也能与理化测定法 配合使用来定量分析植物激素含量 [46] 。Wout等 [47] 利用 生长素和细胞分裂素诱导Pg5-GUS的基因表达的特 点,通过测量表达产物来定量检测IAA和CTK,其检 测灵敏度较高。 ··162 ChaoXing 3.2 免疫测定技术 免疫测定技术可分为酶联免疫(ELISA)、放射免疫 (RIA)、荧光免疫、化学发光免疫测定、生物发光免疫测 定等方法。因放射免疫存在一定的安全隐患现已很少 使用。根据酶联免疫(ELISA)法操作简便、测定快速、 特异性高、灵敏度高、专一性强等特点,目前被广泛应 用(除Eth外)。目前,几大类植物激素都建立了相应 的ELISA方法。ELISA的原理是将抗原或抗体与酶 结合形成酶标抗原或抗体,加入酶反应的底物显色后, 底物被催化成有色产物。用酸或碱终止反应,于波长 490 nm处,在酶联免疫测定仪上测定光密值,通过绘 制标准曲线计算内源激素的含量 [48] 。 免疫学方法虽然较大地提高了检测灵敏度,但是 抗体的制备较复杂,同时在检测中易出现交叉反应,对 检测激素的准确度造成了很大的影响。因此,通过采 用单克隆抗体技术(mAb)生产免疫测定中所需的抗 体,极大提高了抗体专一性。 3.3 理化检测技术 理化检测技术主要包括比色测定法、气相色谱、高 效液相色谱、气-质联用(GC-MS)、液-质联用(LC-MS) 等方法。 比色测定法是属于较早的光谱测定法,因灵敏度 和专一性都较低,现已逐渐被淘汰。以荧光技术为基 础而测定激素含量的新光谱法,主要包括红外吸收光 谱法、紫外吸收光谱法和荧光法。如利用赤霉素和硫 酸反应生成的产物在紫外光下产生绿色荧光,利用 ABA与浓硫酸产生荧光 [49] 。张韶虹等 [50] 建立了一种利 用化学发光直接检测IAA的新方法,可检出IAA含量 为2×10 -3 μg/mL。Liu等 [51] 利用毛细管电泳对植物激 素进行分离,用激光照射被测激素产生荧光,检测的最 低浓度可达2.8×10 -8 mol/L。由于反应生成物的光不 稳定性和植物体内激素的天然类似物、衍生物和前体 等会参与反应等,所以要求测定过程必须准时、快速。 随理化检测技术的不断发展和完善,气相色谱 (GC)和高效液相色谱(HPLC)迅速发展成为植物激素 检测的主流方法 [52] 。GC具有高灵敏度和专一性,并且 测定速度快。测定样品必须形成易挥发的甲基化和三 甲基硅烷化衍生物才可以运用GC方法测定,所以乙 烯主要是运用GC测定。杜黎明等 [53] 建立了大口径毛 细管的气相色谱测定法在测定样品时不需进行衍生化 处理,简化了实验操作。 HPLC法也被称作“高压液相色谱”、“近代柱色 谱”。它采用高压输液系统,将混合溶剂、缓冲液等流 动相泵入装有固定相的色谱柱,在柱内各成分被分离 后,再用检测器进行检测。植物激素除乙稀外均可采 用HPLC法进行测定。徐爱军等建立了用梯度高效液 相色谱法来测定5种植物激素的方法,检测准确度很 高,在实际中得到了广泛应用 [54] 。 利用GC或HPLC方法分析植物激素对纯度要求较 高,若达不到一定纯度要求,会影响测定结果。因此单 用HPLC或GC检测植物激素已不能满足科研需要,仪 器联用如气质联用(GC-MS)和液质联用(LC-MS)解决了 HPLC和GC的不足,在激素检测中达到了很好的效果。 气质联用(GC-MS)主要用于测定易挥发、弱极性的 物质。Zhang等 [55] 建立了GC-MS检测五角枫、白蜡槭和 玉米中的JA、ABA和IAA含量的方法。Müller等 [56] 采用 CI-GC-MS-MS技术建立了检测拟南芥的IAA、ABA、JA 和SA含量的方法。GC-MS联用技术具有选择性好、灵 敏度高、专一性强等特点,不足之处是对样品的纯化要 求很高,样品需要衍生化处理,并且检测设备昂贵。 液相色谱-质谱(LC-MS)主要用于不挥发性化合 物、极性化合物等物质的测定。LC-MS相比GC-MS, 不需要繁琐的衍生化处理,简化了操作步骤,缩短了检 测时间。因此LC-MS更适用于植物内源激素的测定 (乙烯除外)。Ross [57] 应用HPLC与串连电喷雾离子质 谱法结合检测几种植物的ABA含量,其精确度很高。 卢巧梅等 [58] 建立了HPLC-IT-MS-MS的方法用于测定 IAA、ABA和GA3的含量,结果比较精确,最低检测限 为8.0 ng/mL。 4 结束语 植物激素的研究一直是植物科学前沿和热点的领 域之一,随着科学技术和农业科技的发展,植物生长调 节剂调控植物的生长发育和产质量的重要作用逐渐被 人们重视,在各类农作物中得到了大面积推广,获得了 巨大的经济和社会效益。与传统的农业技术相比,采 用植物生长调节剂控制和调节作物生长发育的方法不 仅能协调植株的生长发育、植株与外界条件的关系,而 且能够调控植物体细胞基因的表达,实现对作物性状 的“修饰”。研究表明,通过外源激素的适时适量运用, 可使植物体内的激素生理生化和含量发生显著的变 化,进而调控着作物的源库关系。因此,开展植物激素 生理作用及分子机制的基础研究具有重要的学术意义 和应用价值,同时可为植物新品种选育等方面提供参 考指标。 参考文献 [1] 潘瑞炽.植物生理学(第5版)[M].北京:高等教育出版社,2004:167- 200. 段 娜等:植物内源激素研究进展 ··163 ChaoXing 中国农学通报 http://www.casb.org.cn [2] 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