植物內源激素是植物體內自然產生的一類小分子化合物,它們在極低濃度下就能發(fā)揮多種生理作用,調控植物生長發(fā)育的每一過程。以下是一些具體的應用:
生長調節(jié)
植物激素如赤霉素、生長素、細胞分裂素等,參與調節(jié)植物的生長方向、細胞分裂和伸長。通過檢測這些激素的水平,可以監(jiān)測植物的生長狀態(tài),及時調整栽培管理措施。
應激響應
植物在面對環(huán)境壓力(如干旱、鹽堿、低溫等)時,會產生一系列的生理反應。植物激素如脫落酸、乙烯等在這些反應中起關鍵作用。通過檢測這些激素的變化,可以評估植物的應激耐受能力和適應性。
開花與果實成熟
植物激素如花青素、乙烯等,影響植物的開花和果實成熟過程。通過檢測這些激素的水平,可以預測植物的開花時間和果實成熟期,有助于農業(yè)生產的規(guī)劃。
疾病防御
植物激素還涉及植物的抗病性。例如,茉莉酸類激素在植物抵抗病原菌侵襲中起到重要作用。通過檢測這些激素的水平,可以了解植物的健康狀況,及時采取防治措施。
檢測指標
指標 |
方法 |
樣品 |
用量/g |
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生長素 |
吲哚乙酸IAA |
液相色譜-串聯(lián)質譜法 |
鮮樣,-80℃避光 |
1 |
吲哚丁酸IBA |
液相色譜-串聯(lián)質譜法 |
鮮樣,-80℃避光 |
1 |
|
細胞分裂素 |
反式玉米素tZ |
液相色譜-串聯(lián)質譜法 |
鮮樣,-80℃避光 |
1 |
順式玉米素核苷cZR |
液相色譜-串聯(lián)質譜法 |
鮮樣,-80℃避光 |
1 |
|
異戊烯基腺嘌呤iP |
液相色譜-串聯(lián)質譜法 |
鮮樣,-80℃避光 |
1 |
|
異戊烯基腺嘌呤核苷iPR |
液相色譜-串聯(lián)質譜法 |
鮮樣,-80℃避光 |
1 |
|
二氫玉米素DZ |
液相色譜-串聯(lián)質譜法 |
鮮樣,-80℃避光 |
1 |
|
二氫玉米素核苷DZR |
液相色譜-串聯(lián)質譜法 |
鮮樣,-80℃避光 |
1 |
|
激動素6-KT |
液相色譜-串聯(lián)質譜法 |
鮮樣,-80℃避光 |
1 |
|
6-芐基腺嘌呤(6-BA) |
液相色譜-串聯(lián)質譜法 |
鮮樣,-80℃避光 |
1 |
|
赤霉素 |
GA1、GA3、GA4、GA7等 |
液相色譜-串聯(lián)質譜法 |
鮮樣,-80℃避光 |
1 |
脫落酸 |
ABA |
液相色譜-串聯(lián)質譜法 |
鮮樣,-80℃避光 |
1 |
水楊酸 |
水楊酸SA |
液相色譜-串聯(lián)質譜法 |
鮮樣,-80℃避光 |
1 |
水楊酸甲酯MeSA |
液相色譜-串聯(lián)質譜法 |
鮮樣,-80℃避光 |
1 |
|
茉莉酸 |
茉莉酸JA |
液相色譜-串聯(lián)質譜法 |
鮮樣,-80℃避光 |
1 |
茉莉酸甲酯MeJA |
液相色譜-串聯(lián)質譜法 |
鮮樣,-80℃避光 |
1 |
|
赤霉素(GA1、GA3、GA4、GA5、GA7、GA8、GA9、GA12、GA20、GA24、GA44、GA53)、脫落酸ABA、脫落酸-β-葡糖基酯ABAGE、茉莉酸JA、水楊酸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-(羥吲哚-3-乙酰)-L-苯丙氨酸IAPhe、N-(羥吲哚-3-乙酰)-L-異亮氨酸IAILeu、N-(羥吲哚-3-乙酰)-L-丙氨酸IAAla、N-(羥吲哚-3-乙酰)-L-色氨酸IATrp、N-(羥吲哚-3-乙酰)-L-纈氨酸IAVal、N-(羥吲哚-3-乙酰)-L-亮氨酸IALeu |
液相色譜-串聯(lián)質譜法 |
鮮樣,-80℃避光 |
1 |
|
6-芐基腺嘌呤6-BA、異戊烯基腺嘌呤iP、異戊烯基腺嘌呤核苷iPR、7-β-葡糖基-6-(異戊二烯基)腺嘌呤iP7G、9-β-葡糖基-6-(異戊二烯基)腺嘌呤iP9G、反式玉米素tZ、反式玉米素核苷tZR、順式玉米素cZ、順式玉米素核苷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、二氫玉米素DZ、7-β-葡糖基二氫玉米素DZ7G、9-β-葡糖基二氫玉米素DZ9G、O-β-葡糖基二氫玉米素DZOG、O-β-葡糖基-9-核糖基二氫玉米素DZROG |
液相色譜-串聯(lián)質譜法 |
鮮樣,-80℃避光 |
1 |
|
褪黑素MT |
液相色譜-串聯(lián)質譜法 |
鮮樣,-80℃避光 |
1 |
|
高效液相色譜法 |
鮮樣,-80℃避光 |
動物 0.2 |
||
高效液相色譜法 |
鮮樣,-80℃避光 |
植物 10 |
||
油菜素內酯BRs(BL、CS、6DCS、28-HomoBL) |
高效液相色譜法 |
鮮樣,-80℃避光 |
2 |
|
1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸(ACC) |
液相色譜-串聯(lián)質譜法 |
鮮樣,-80℃避光 |
1 |
|
乙烯 |
氣相色譜法 |
鮮樣,-80℃避光 |
10 |
|
獨腳金內酯(5-脫氧獨腳金醇、獨腳金醇、Strigolactone GR24) |
液相色譜-串聯(lián)質譜法 |
鮮樣,-80℃避光 |
2 |
參考標準
指標 |
|
標準 |
生長素 |
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 |
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細胞分裂素 |
反式玉米素tZ |
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順式玉米素核苷cZR |
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異戊烯基腺嘌呤iP |
||
異戊烯基腺嘌呤核苷iPR |
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二氫玉米素DZ |
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二氫玉米素核苷DZR |
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激動素6-KT |
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6-芐基腺嘌呤(6-BA) |
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赤霉素 |
GA1、GA3、GA4、GA7等 |
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脫落酸 |
ABA |
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水楊酸 |
水楊酸SA |
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水楊酸甲酯MeSA |
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茉莉酸 |
茉莉酸JA |
|
茉莉酸甲酯MeJA |
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赤霉素(GA1、GA3、GA4、GA5、GA7、GA8、GA9、GA12、GA20、GA24、GA44、GA53)、脫落酸ABA、脫落酸-β-葡糖基酯ABAGE、茉莉酸JA、水楊酸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-(羥吲哚-3-乙酰)-L-苯丙氨酸IAPhe、N-(羥吲哚-3-乙酰)-L-異亮氨酸IAILeu、N-(羥吲哚-3-乙酰)-L-丙氨酸IAAla、N-(羥吲哚-3-乙酰)-L-色氨酸IATrp、N-(羥吲哚-3-乙酰)-L-纈氨酸IAVal、N-(羥吲哚-3-乙酰)-L-亮氨酸IALeu |
NY/T 2871-2015 水稻中43種植物激素的測定 液相色譜-串聯(lián)質譜法 |
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6-芐基腺嘌呤6-BA、異戊烯基腺嘌呤iP、異戊烯基腺嘌呤核苷iPR、7-β-葡糖基-6-(異戊二烯基)腺嘌呤iP7G、9-β-葡糖基-6-(異戊二烯基)腺嘌呤iP9G、反式玉米素tZ、反式玉米素核苷tZR、順式玉米素cZ、順式玉米素核苷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、二氫玉米素DZ、7-β-葡糖基二氫玉米素DZ7G、9-β-葡糖基二氫玉米素DZ9G、O-β-葡糖基二氫玉米素DZOG、O-β-葡糖基-9-核糖基二氫玉米素DZROG |
NY/T 2871-2015 水稻中43種植物激素的測定 液相色譜-串聯(lián)質譜法 |
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褪黑素MT |
吳艷迪. 葡萄褪黑素含量變化及其合成基因SNAT原核表達分析 |
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施龍清,解振興,姜照偉等.水稻褐飛虱若蟲和成蟲褪黑素含量測定及比較 |
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趙琦,可燕,蔣嘉燁等.不同類型馬齒莧的褪黑素含量測定 |
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油菜素內酯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 |
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1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸(ACC) |
馬瑩瑩,蓋穎,陳偉奇等.一種用高效液相色譜-電噴霧/串聯(lián)質譜(HPLC-ESI/MSn)定量檢測植物組織中微量1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸(ACC)含量的方法 |
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乙烯 |
GH/T 1405-2022 果蔬貯藏過程中乙烯釋放速率的測定 氣相色譜法 |
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獨腳金內酯(5-脫氧獨腳金醇、獨腳金醇、Strigolactone GR24) |
葉兒翠,丁俊,馮鈺锜.雙層固相萃取-液相色譜/串聯(lián)質譜法測定水稻中獨腳金內酯[J].分析科學學報,2017,33(03):297-301. |
檢測方法
高效液相色譜法檢測植物內源激素
高效液相色譜法(HPLC)是一種常用于植物內源激素檢測的技術。該方法通過將植物激素與特定的固定相進行分離,然后利用檢測器對分離出的植物激素進行定量分析。HPLC法具有分離效果好、分析速度快、準確度高等優(yōu)點,但需要專用的儀器設備,操作較為復雜。
液相色譜串聯(lián)質譜法檢測植物內源激素
液相色譜串聯(lián)質譜法(LC-MS/MS)是一種更為先進的植物內源激素檢測技術。它結合了液相色譜的分離能力和質譜的高靈敏度和選擇性質量分析能力。LC-MS/MS法通過在高壓下流過的流動相將含有目標分析物的樣品溶液泵送通過固定相(LC柱),然后將流出物導入質譜儀,通過電離源使樣品離子化,并在高真空下通過質量分析器進行分離和檢測。這種技術具有高分離系數、多重檢測能力、定量準確度和高靈敏度等特點,因此被廣泛應用于環(huán)境、有機合成、制藥等領域。
對比與選擇
高效液相色譜法在植物激素檢測中的主要優(yōu)勢
高靈敏度:HPLC能夠檢測到極低濃度的植物激素,這對于研究植物激素在植物體內的微小變化至關重要。
良好的選擇性:HPLC能夠有效地區(qū)分結構相似的植物激素和其代謝產物,這有助于研究者準確地識別和量化特定的植物激素。
廣泛的適用性:HPLC可以用于不同植物物種和不同組織類型的植物激素檢測,使得該技術具有很廣的應用范圍。
簡化的前處理步驟:HPLC通常伴隨著固相萃取等前處理方法,這些方法能夠有效地減少基質效應,提高分析的準確性和重現(xiàn)性。
快速的分析速度:相比于傳統(tǒng)的色譜方法,HPLC的分析速度更快,這對于需要大量樣品快速篩查的研究尤為重要。
無需衍生化處理:HPLC不需要像某些其他分析方法那樣進行衍生物轉化,這簡化了分析流程,降低了成本,并減少了潛在的誤差。
液相色譜串聯(lián)質譜法(LC-MS/MS)相比傳統(tǒng)的高效液相色譜法(HPLC)在植物激素檢測中的主要改進點包括:
提高靈敏度和選擇性:LC-MS/MS技術具有高靈敏度和高選擇性,能夠檢測到極低濃度的植物激素,這對于研究植物激素的生物功能至關重要。
降低檢測限:由于LC-MS/MS技術的高靈敏度,其檢測限遠低于傳統(tǒng)HPLC法,使得即使是微量的植物激素也能被準確檢測出來。
擴大檢測范圍:LC-MS/MS技術可以分析氣相色譜-質譜儀(GC-MS)無法分析的極性、低揮發(fā)性或蛋白類樣本,從而在植物激素檢測中具有更廣泛的應用前景。
簡化樣品前處理:LC-MS/MS技術通常配合先進的樣品前處理技術,如固相萃取(SPE),這些技術可以有效地提取和凈化植物激素,減少了傳統(tǒng)HPLC法中繁瑣的前處理步驟。
提高分析速度:LC-MS/MS技術的高通量和快速分析能力,使得植物激素的檢測更為迅速,有助于加快科研進程。
減少樣品消耗:由于LC-MS/MS技術的高靈敏度,通常需要的樣品量較少,這對于珍貴或難以獲取的植物材料尤為重要。
保證取樣代表性的方法
選擇具有代表性的樣株:應該選取數個密度、株型、長勢、生育期等相近一致的植株混合,作為一個樣品,以減少個體間存在的差異。同時,應避免采集過大或過小的植株、受病蟲害或機械損傷的植株,以及田邊、靠近道路、建筑的植株。
統(tǒng)一采樣時間和部位:采樣時間和部位的統(tǒng)一性對于保證數據的可比性至關重要。應根據實驗設計和研究目的,選擇合適的時間和部位進行采樣。
快速冷凍保存:取樣后應立即放入液氮速凍,并保存于超低溫冰箱中,以減少植物樣本在常溫下的暴露時間,從而保持激素的穩(wěn)定性。
避免交叉污染:在取樣過程中,應采取措施避免樣品之間的交叉污染。例如,使用不同的容器和工具處理不同的樣品,并在處理前后進行適當的清潔。
遵循標準化操作流程:在取樣和樣品處理過程中,應嚴格遵守標準化操作程序(SOP),以確保數據的準確性和可重復性。
點擊進入【學院】查看動/植物樣品的采集制備與保存運輸。
樣本要求
采集的樣品,均應在短時間內進行分析檢測,如不能及時分析檢測的則需要進行處理和保存,一般應遵循的原則是:環(huán)境干燥、溫度較低、避免光照、密封保存。
鮮樣:取樣后立即放入用于包裝樣本的鋁箔或冷凍保存管(提前進行編號)并放入液氮速凍,-80℃超低溫冰箱保存,足量干冰郵寄運輸,避免反復凍融。
烘干樣:取樣后用柔軟濕布擦凈,不應用水沖洗。盡快晾干并將樣品置于105 ℃的烘箱中烘 15min以終止樣品中酶的活動。經過殺青之后,應立即降低烘箱的溫度,維持在70 ~80℃,直到烘至恒重。若測定樣品中金屬元素的含量,應注意金屬器械的污染問題,以防干擾。
如何處理以避免酶降解或轉化
樣品采集:選擇合適的植物部位,如根、莖、葉、花粉、果實、種子、花器官等新鮮材料作為提取分離的材料。為了避免植物激素的降解,材料稱重后,迅速用液氮冷凍,并保存于-80℃的冰箱中。
樣品提取:選擇合適的有機溶劑來提取目標分析物,如80%甲醇是植物激素分析最常用的提取劑。在提取過程中,植物基質中其他組分會被一并提取,因此需要進一步凈化。常用的純化方法有液相萃取法和固相萃取法等。
樣品純化:提取的植物內源激素粗提物中含有大量的色素和酚類等干擾物質,影響檢測結果的準確性。因此,檢測前需要對粗提物進行純化。常用的純化方法有液相萃取法和固相萃取法等。其中,固相萃取法具有節(jié)省溶劑、簡單快速、重現(xiàn)性好、回收率高等優(yōu)點,已在植物內源激素的純化方面得到越來越多的應用。
樣品保存:在整個處理過程中,應避免光照、高氧和高溫等外部環(huán)境,這些因素可能導致植物激素的降解。在提取溶劑中加入銅試劑等抗氧化劑可以幫助避免植物激素的降解。
樣品運輸:如果需要將樣品運輸到實驗室進行檢測,應確保樣品在低溫條件下運輸,以防止激素降解。
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