植物内源激素是调控植物生长发育、响应环境变化的关键因子。通过对植物内源激素的深入研究和应用,可以推动植物科学的发展,促进农业生产的可持续性,以及生态环境的保护和修复。
生长发育调控:植物内源激素(如生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯和油菜素内酯等)在植物生长发育的各个阶段起着关键的调节作用,包括种子萌发、根系生长、叶片扩展、开花结实、衰老脱落等。通过检测内源激素水平,可以深入了解激素如何影响这些生理过程,为作物生长调节和提高产量提供理论依据。
逆境适应性研究:植物在遭受干旱、盐碱、低温、病虫害等逆境时,会通过调节内源激素平衡来增强自身的抗逆性。检测植物激素的变化,可以帮助科研人员揭示植物逆境应答的分子机制,为培育抗逆性强的作物品种提供方向。
果实成熟与保鲜:植物激素如乙烯在果实成熟过程中起主导作用,其含量的变化直接影响果实的成熟度和保鲜期。通过监测果实中乙烯及其他相关激素的动态变化,可以合理安排采收时机,优化采后处理和储存条件,延长货架期,提高农产品的市场竞争力。
分子生物学研究:植物内源激素的检测与分析是现代分子生物学研究的重要工具之一,有助于揭示激素合成途径、信号转导机制及激素间相互作用的复杂网络,推动基因功能研究、遗传改良和作物分子设计育种的进展。
环境监测与修复:植物内源激素的变化也可以作为环境监测的指标,反映土壤污染、重金属胁迫等环境问题。此外,通过调节植物内源激素水平,可以增强植物的修复能力,用于环境修复项目,如重金属超富集植物的筛选和应用。
指标 |
方法 |
样品 |
用量/g |
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生长素 |
吲哚乙酸IAA |
液相色谱-串联质谱法 |
鲜样,-80℃避光 |
1 |
吲哚丁酸IBA |
液相色谱-串联质谱法 |
鲜样,-80℃避光 |
1 |
|
细胞分裂素 |
反式玉米素tZ |
液相色谱-串联质谱法 |
鲜样,-80℃避光 |
1 |
顺式玉米素核苷cZR |
液相色谱-串联质谱法 |
鲜样,-80℃避光 |
1 |
|
异戊烯基腺嘌呤iP |
液相色谱-串联质谱法 |
鲜样,-80℃避光 |
1 |
|
异戊烯基腺嘌呤核苷iPR |
液相色谱-串联质谱法 |
鲜样,-80℃避光 |
1 |
|
二氢玉米素DZ |
液相色谱-串联质谱法 |
鲜样,-80℃避光 |
1 |
|
二氢玉米素核苷DZR |
液相色谱-串联质谱法 |
鲜样,-80℃避光 |
1 |
|
激动素6-KT |
液相色谱-串联质谱法 |
鲜样,-80℃避光 |
1 |
|
6-苄基腺嘌呤(6-BA) |
液相色谱-串联质谱法 |
鲜样,-80℃避光 |
1 |
|
赤霉素 |
GA1、GA3、GA4、GA7等 |
液相色谱-串联质谱法 |
鲜样,-80℃避光 |
1 |
脱落酸 |
ABA |
液相色谱-串联质谱法 |
鲜样,-80℃避光 |
1 |
水杨酸 |
水杨酸SA |
液相色谱-串联质谱法 |
鲜样,-80℃避光 |
1 |
水杨酸甲酯MeSA |
液相色谱-串联质谱法 |
鲜样,-80℃避光 |
1 |
|
茉莉酸 |
茉莉酸JA |
液相色谱-串联质谱法 |
鲜样,-80℃避光 |
1 |
茉莉酸甲酯MeJA |
液相色谱-串联质谱法 |
鲜样,-80℃避光 |
1 |
|
赤霉素(GA1、GA3、GA4、GA5、GA7、GA8、GA9、GA12、GA20、GA24、GA44、GA53)、脱落酸ABA、脱落酸-β-葡糖基酯ABAGE、茉莉酸JA、水杨酸SA、吲哚-3-乙酸IAA、吲哚-3-丁酸IBA、N-(吲哚-3-乙酰)-L-天冬氨酸IAAsp、N-(羟吲哚-3-乙酰)-L-苯丙氨酸IAPhe、N-(羟吲哚-3-乙酰)-L-异亮氨酸IAILeu、N-(羟吲哚-3-乙酰)-L-丙氨酸IAAla、N-(羟吲哚-3-乙酰)-L-色氨酸IATrp、N-(羟吲哚-3-乙酰)-L-缬氨酸IAVal、N-(羟吲哚-3-乙酰)-L-亮氨酸IALeu |
液相色谱-串联质谱法 |
鲜样,-80℃避光 |
1 |
|
6-苄基腺嘌呤6-BA、异戊烯基腺嘌呤iP、异戊烯基腺嘌呤核苷iPR、7-β-葡糖基-6-(异戊二烯基)腺嘌呤iP7G、9-β-葡糖基-6-(异戊二烯基)腺嘌呤iP9G、反式玉米素tZ、反式玉米素核苷tZR、顺式玉米素cZ、顺式玉米素核苷cZR、反式-7-β-葡糖基玉米素tZ7G、反式-9-β-葡糖基玉米素tZ9G、反式-O-β-葡糖基玉米素tZOG、反式-O-β-葡糖基-9-核糖基玉米素tZROG、二氢玉米素DZ、7-β-葡糖基二氢玉米素DZ7G、9-β-葡糖基二氢玉米素DZ9G、O-β-葡糖基二氢玉米素DZOG、O-β-葡糖基-9-核糖基二氢玉米素DZROG |
液相色谱-串联质谱法 |
鲜样,-80℃避光 |
1 |
|
褪黑素MT |
液相色谱-串联质谱法 |
鲜样,-80℃避光 |
1 |
|
高效液相色谱法 |
鲜样,-80℃避光 |
动物 0.2 |
||
高效液相色谱法 |
鲜样,-80℃避光 |
植物 10 |
||
油菜素内酯BRs(BL、CS、6DCS、28-HomoBL) |
高效液相色谱法 |
鲜样,-80℃避光 |
2 |
|
1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC) |
液相色谱-串联质谱法 |
鲜样,-80℃避光 |
1 |
|
乙烯 |
气相色谱法 |
鲜样,-80℃避光 |
10 |
|
独脚金内酯(5-脱氧独脚金醇、独脚金醇、Strigolactone GR24) |
液相色谱-串联质谱法 |
鲜样,-80℃避光 |
2 |
指标
标准
生长素
吲哚乙酸IAA
Pan, XQ, Welti, et al. Quantitative analysis of major plant hormones in crude plant extracts by high-performance liquid chromatography-mass spectrometry
吲哚丁酸IBA
细胞分裂素
反式玉米素tZ
顺式玉米素核苷cZR
异戊烯基腺嘌呤iP
异戊烯基腺嘌呤核苷iPR
二氢玉米素DZ
二氢玉米素核苷DZR
激动素6-KT
6-苄基腺嘌呤(6-BA)
赤霉素
GA1、GA3、GA4、GA7等
脱落酸
ABA
水杨酸
水杨酸SA
水杨酸甲酯MeSA
茉莉酸
茉莉酸JA
茉莉酸甲酯MeJA
赤霉素(GA1、GA3、GA4、GA5、GA7、GA8、GA9、GA12、GA20、GA24、GA44、GA53)、脱落酸ABA、脱落酸-β-葡糖基酯ABAGE、茉莉酸JA、水杨酸SA、吲哚-3-乙酸IAA、吲哚-3-丁酸IBA、N-(吲哚-3-乙酰)-L-天冬氨酸IAAsp、N-(羟吲哚-3-乙酰)-L-苯丙氨酸IAPhe、N-(羟吲哚-3-乙酰)-L-异亮氨酸IAILeu、N-(羟吲哚-3-乙酰)-L-丙氨酸IAAla、N-(羟吲哚-3-乙酰)-L-色氨酸IATrp、N-(羟吲哚-3-乙酰)-L-缬氨酸IAVal、N-(羟吲哚-3-乙酰)-L-亮氨酸IALeu
NY/T 2871-2015 水稻中43种植物激素的测定 液相色谱-串联质谱法
6-苄基腺嘌呤6-BA、异戊烯基腺嘌呤iP、异戊烯基腺嘌呤核苷iPR、7-β-葡糖基-6-(异戊二烯基)腺嘌呤iP7G、9-β-葡糖基-6-(异戊二烯基)腺嘌呤iP9G、反式玉米素tZ、反式玉米素核苷tZR、顺式玉米素cZ、顺式玉米素核苷cZR、反式-7-β-葡糖基玉米素tZ7G、反式-9-β-葡糖基玉米素tZ9G、反式-O-β-葡糖基玉米素tZOG、反式-O-β-葡糖基-9-核糖基玉米素tZROG、二氢玉米素DZ、7-β-葡糖基二氢玉米素DZ7G、9-β-葡糖基二氢玉米素DZ9G、O-β-葡糖基二氢玉米素DZOG、O-β-葡糖基-9-核糖基二氢玉米素DZROG
NY/T 2871-2015 水稻中43种植物激素的测定 液相色谱-串联质谱法
褪黑素MT
吴艳迪. 葡萄褪黑素含量变化及其合成基因SNAT原核表达分析
施龙清,解振兴,姜照伟等.水稻褐飞虱若虫和成虫褪黑素含量测定及比较
赵琦,可燕,蒋嘉烨等.不同类型马齿苋的褪黑素含量测定
油菜素内酯BRs(BL、CS、6DCS、28-HomoBL)
Feifeng Huo, Xin Wang, Yehua Han, Yu Bai, et al. A new derivatization approach for the rapid and sensitive analysis of brassinosteroids by using ultra high performance liquid chromatography-electrospray ionization triple quadrupole mass spectrometry
1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)
马莹莹,盖颖,陈伟奇等.一种用高效液相色谱-电喷雾/串联质谱(HPLC-ESI/MSn)定量检测植物组织中微量1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)含量的方法
乙烯
GH/T 1405-2022 果蔬贮藏过程中乙烯释放速率的测定 气相色谱法
独脚金内酯(5-脱氧独脚金醇、独脚金醇、Strigolactone GR24)
叶儿翠,丁俊,冯钰锜.双层固相萃取-液相色谱/串联质谱法测定水稻中独脚金内酯[J].分析科学学报,2017,33(03):297-301.
液相色谱-串联质谱法
液相色谱-串联质谱法(Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry, LC-MS/MS)是目前检测植物内源激素最灵敏、特异且强大的技术之一,其在植物激素检测中的应用价值主要体现在以下几个方面:
高灵敏度与特异性:LC-MS/MS能够检测到极低浓度(达到pg/mL至fg/mL级别)的植物激素,且由于质谱的高分辨能力和选择性,能够有效区分结构相似的激素及其代谢物,减少假阳性结果,提高检测的准确性。
多目标同时检测:串联质谱技术允许在一次分析中同时测定多种植物激素,大大提高了分析效率,这对于研究激素间的相互作用和整体调控机制尤为重要。
样品适用范围广:LC-MS/MS方法适用于各种植物样本,包括叶片、根、种子、果实等,甚至是微小或难以处理的样本,如单个细胞或特定组织区域,这为深入研究激素的空间分布和动态变化提供了可能。
定量分析精确:通过内标法或同位素标记标准品,LC-MS/MS能够实现植物激素的绝对或相对定量,为植物生理学研究、作物改良及环境响应机制分析提供准确的数据支持。
自动化程度高:现代LC-MS/MS系统高度自动化,从进样、分离、检测到数据分析都可以自动完成,减少了人为误差,提高了分析的重现性。
流程概述
样品收集与保存
·首先,需从植物中收集目标组织或器官,如叶片、根、茎、花或果实。收集后立即冷冻保存,通常在-80°C条件下,以防止内源激素的降解或代谢变化。
样品前处理
·匀浆与提取:将冷冻样品进行快速研磨,随后加入提取溶剂(如甲醇、乙腈或含水的有机溶剂),通过涡旋或超声波辅助提取内源激素。
·净化与浓缩:提取液需要通过固相萃取(SPE)或其他净化技术去除蛋白质、脂质等杂质,随后浓缩至所需体积,以提高检测灵敏度。
液相色谱分离
·将处理后的样品注入液相色谱系统,通过色谱柱(通常为反相柱)进行分离。选择合适的流动相(如水和有机溶剂的混合物,可能包含酸或缓冲液以调节pH),以优化目标激素的保留时间和分离效率。
质谱检测
·样品经色谱分离后,进入串联质谱仪,首先通过电喷雾电离(ESI)转化为带电粒子。
·在第一级质谱(MS1)中,根据m/z比筛选出目标激素的母离子。
·母离子随后在碰撞室中经历碰撞诱导解离(CID),生成一系列特征子离子。
·第二级质谱(MS2)检测这些子离子,通过比较母离子和子离子的m/z比,实现对目标激素的高特异性识别。
数据分析
·使用专业软件处理质谱数据,基于保留时间和特征离子对匹配,确认激素的种类。
·通过与标准品的响应进行比较,计算出样品中激素的绝对或相对含量。
结果验证与报告
·分析结果应通过平行实验或重复测量进行验证,确保数据的可靠性和一致性。
·将所有检测信息整理成报告,包括样品信息、检测方法、激素种类、含量及其可能的生理意义。
样本要求
采集的样品,均应在短时间内进行分析检测,如不能及时分析检测的则需要进行处理和保存,一般应遵循的原则是:环境干燥、温度较低、避免光照、密封保存。
鲜样:取样后立即放入用于包装样本的铝箔或冷冻保存管(提前进行编号)并放入液氮速冻,-80℃超低温冰箱保存,足量干冰邮寄运输,避免反复冻融。
烘干样:取样后用柔软湿布擦净,不应用水冲洗。尽快晾干并将样品置于105 ℃的烘箱中烘 15min以终止样品中酶的活动。经过杀青之后,应立即降低烘箱的温度,维持在70 ~80℃,直到烘至恒重。若测定样品中金属元素的含量,应注意金属器械的污染问题,以防干扰。
汉广提供“一站式”检测服务,您只需要提供样本原样,汉广会严格按照国标或行标,进行样本前处理、指标检测,数据统计、报告编写等工作,减少科研工作者的工作量。
取样前,请与业务经理沟通您的检测需求,确认样品类型以及寄样方式,以免影响检测数据的真实性,造成时间及成本的损失!
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