植物激素检测



一、概述

水杨酸( SA),别名邻羟基苯甲酸,是广泛存在于植物体内的一种简单的小分子酚类化合物,属于肉桂酸的衍生,外源水杨酸处理可以诱导植物产生抗性,缓解植物的胁迫伤害,提高植物在逆境下的生存能力。近年来,大量研究报道水杨酸提高植物抗逆性的研究,它在植物体内的调节作用不仅表现在对植物生长、发育、成熟、衰老等生理过程的调控,而且水杨酸是重要的能够激活植物过敏反应和系统获得抗性的内源信号分子,能诱导植物在耐盐、耐旱、耐热( 高温) 、耐寒、抗病、抗重金属等方面的抗逆性。


二、服务指标

序号指标CAS号基于液质联用检测方法样品要求
1水杨酸(SA)69-72-7外标法
同位素内标法
植物鲜样/种子
2水杨酸甲酯(MESA)119-36-8外标法
同位素内标法
植物鲜样/种子


三、生物合成途径

1、莽草酸途径中莽草酸的转化物苯丙氨酸首先在苯丙氨酸解氨酶(phenylalanineammonialyase,PAL)的作用下生成反式肉桂酸(trans-cinnamic acid,trans-CA),然后再转化为邻香豆酸(o-coumaric acid,o-CA)或苯甲醛。邻香豆酸可直接转化为 SA,但苯甲醛需要先转化为苯甲酸,再在苯甲酸羟化酶(benzoic acid 2-hydroxylase,BA2H)的作用下转化为SA。

2、异分支酸途径中细菌SA的生物合成是通过异分支酸合酶(isochorismate synthase,ICS)使分支酸(chorismic acid,CA)异构化为异分支酸(isochorismate,IC),再经过异分支酸裂解酶(isochorismate pyruvate lyase,IPL)合成SA。

植物中SA的合成路径

植物中SA的合成路径



四、SA 对植物抗逆性影响的作用机理

1、对相关酶的影响

细胞在正常代谢条件下活性氧的产生与清除处于动态的平衡。如果失去平衡,由于活性氧的高活性将会给细胞造成破坏,使细胞受到损害甚至死亡。当植物长期处于逆境中,其产生的活性氧浓度如果超出植物自身的转化能力时,植物细胞会产生脂质过氧化,生物膜中多不饱和脂肪酸也被氧化,导致膜结构的破坏和功能的改变。此时,植物需要抗氧化物质来解决脂质过氧化问题,作为植物体内抗氧化防御系统的重要部分的抗氧化酶的活性将会提高。通过研究表明,SA 可以提高相关酶,如 SOD、APX 和CAT等的活性,从而诱导或增强抗氧化能力,清除体内过多的活性氧,降低脂质过氧化程度,从而改善细胞的各种代谢,缓解逆境对植物生长发育的抑制作用。

2、对相关蛋白质的影响

病原物的侵染或某些物理化学因子的刺激会诱导病程相关蛋白(PR-蛋白)的产生,这种蛋白与植物抗病性关系密切。如在番茄病程相关蛋白的研究中,SA 处理诱导了番茄 PR-蛋白的表达,获得系统抗性。植物在热胁迫下,SA 可以通过提高可溶性蛋白和热激蛋白的含量来提高植物的抗热性。在干旱胁迫下外源 SA 可能通过促进增加植物细胞可溶性糖、可溶性蛋白及游离氨基酸含量,进而发挥重要的渗透调节作用。

3、对相关离子和水分的影响

多种逆境都会对植物产生直接或间接的水分胁迫。水分胁迫时植物体内通过主动积累各种有机和无机物质来提高细胞液浓度,降低细胞渗透势,提高细胞保水能力从而适应水分胁迫环境。SA 可以提高植物幼苗相对含水量,进而提高植物的抗盐性。

4、对叶绿素的影响

在各种逆境胁迫下植物的光合作用都呈现出下降的趋势,同化产物供应减少。如干旱、寒害、高温、盐渍、涝害等均可使光合酶活性下降、气孔关闭,造成 CO2 供应不足而使光合下降。SA 能够提高叶绿素的含量,增加光合色素,提高光合效率,从而提高植物的抗胁迫性能。

SA对植物抗逆性的影响

SA对植物抗逆性的影响



五、在农业生产中的应用前景

虽然前人就 SA 在提高蔬菜作物抗逆性方面做了大量的研究工作,但外源 SA 对西葫芦耐热性影响的研究国内尚无报道。因此,深入研究 SA 在西葫芦幼苗抗逆境胁迫方面的作用与机理具有重要的理论与实际意义。总之,SA 及其功能类似物所具有的高效、低成本、无毒、无残留等特点使之在农业生产中显示出广阔的应用前景。如果将筛选出的 SA诱导的相关基因导入植物中,将有可能培育出遗传上稳定的、对多种病原微生物和非生物胁迫均具抗性的转基因品种,从而大大减少有毒农药的使用,带来巨大的社会效益。


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