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植物激素是什么

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發布時間：2025-07-25 08:49:03 更新時間：2025-09-14 14:35:27

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作者：中科光析科學技術研究所檢測中心

植物激素及其檢測項目詳解

植物激素（Plant Hormones），又稱植物生長調節劑，是植物體內合成的微量有機化合物，對植物的生長發育、生理功能及環境適應具有重要調控作用。目前已發現的植物激素主要包括生長素（IAA）、赤霉素（GA）、細胞分裂素（CTK）、脫落酸（ABA）、乙烯（ETH）、油菜素內酯（BR）、茉莉酸（JA）、水楊酸（SA）等。這些激素通過協同或拮抗作用，控制植物的種子萌發、根系發育、開花結果、衰老以及抗逆反應等過程。

植物激素檢測的重要性

植物激素的檢測是植物生理學、農業科學和生物技術研究的關鍵環節，其核心價值在于：

揭示生理機制：解析激素在植物發育、逆境響應中的動態變化規律。
優化農業生產：通過外源激素調控作物產量、品質（如保花保果、抗倒伏等）。
生物技術應用：基因編輯或轉基因技術常需驗證激素代謝通路的調控效果。
環境監測：評估污染物（如農藥、重金屬）對植物內源激素平衡的影響。

植物激素檢測的核心項目及方法

由于植物激素含量極低（通常為ng/g～μg/g級），且存在結構類似物干擾，檢測需高靈敏度和特異性技術。以下是常見檢測項目及方法：

1. 主要檢測激素類型

激素名稱	核心功能	檢測意義
生長素（IAA）	促進細胞伸長、根系發育、頂端優勢	研究植物向性生長、器官分化
赤霉素（GA）	促進莖伸長、打破種子休眠	調控作物株高、提高發芽率
細胞分裂素（CTK）	促進細胞分裂、延緩衰老	分析葉片衰老、側芽萌發機制
脫落酸（ABA）	調控氣孔關閉、增強抗逆性（干旱、鹽脅迫）	研究植物逆境響應及抗旱育種
乙烯（ETH）	促進果實成熟、器官脫落	控制果蔬保鮮、采后生理
茉莉酸（JA）	介導抗蟲、抗病防御反應	植物免疫機制研究與病蟲害防控

2. 主流檢測技術

(1) 理化分析法

高效液相色譜（HPLC）
- 原理：基于激素極性差異進行分離，搭配紫外（UV）或熒光檢測器。
- 適用對象：IAA、ABA、JA等具有特征吸收峰的激素。
- 優點：成本較低，操作標準化。
- 局限：靈敏度較低（需μg級樣品），易受雜質干擾。
液相色譜-質譜聯用（LC-MS/MS）
- 原理：色譜分離后，通過質譜精確測定分子量及碎片離子。
- 適用對象：所有激素，尤其是痕量多激素同步檢測。
- 優點：靈敏度高（可達pg級）、特異性強，可同時分析數十種激素。
- 局限：設備昂貴，需專業操作人員。

(2) 免疫學方法

酶聯免疫吸附法（ELISA）
- 原理：利用激素特異性抗體進行抗原-抗體反應，顯色定量。
- 適用對象：IAA、ABA、GA3等商業化抗體成熟的激素。
- 優點：快速、高通量，適合大批量樣本篩查。
- 局限：抗體可能存在交叉反應，需嚴格驗證。

(3) 生物傳感器技術

原理：將激素與受體結合信號轉化為電/光信號。
進展：納米材料（如石墨烯、量子點）提升靈敏度，實現實時監測。
應用：活體植物激素動態追蹤（如根系分泌ABA的時空變化）。

(4) 分子生物學方法

報告基因法：構建激素響應啟動子驅動的熒光報告系統（如DR5::GFP用于IAA分布可視化）。
適用場景：模式植物（擬南芥、水稻）的激素信號通路研究。

3. 檢測流程關鍵步驟

樣品采集與預處理
- 取樣規范：根據研究目標選取特定組織（如根尖、幼葉、果實），液氮速凍避免降解。
- 提取純化：采用甲醇/乙腈提取，結合固相萃取（SPE）或免疫親和柱去除雜質。
儀器分析與數據解析
- 內標法校正：添加同位素標記激素（如²H?-IAA）補償提取損失和基質效應。
- 多組學關聯：結合轉錄組、代謝組數據揭示激素調控網絡。