細胞分裂素檢測|茁彩生物

細胞分裂素是一類重要的植物激素，它們在植物體內起著至關重要的作用。這些激素主要存在于植物的特定部位，如根部、幼葉、芽、幼果以及未成熟的種子中。它們通過調控細胞的分裂和擴大，以及影響植物的衰老過程，從而對植物的生長和發育產生深遠影響。

細胞分裂素的主要功能

1. 促進細胞分裂：細胞分裂素能夠刺激植物細胞的分裂，從而增加細胞數量。這對于植物的生長和發育至關重要，特別是在植物生長旺盛的階段，如幼苗期和生殖生長期。

2. 調控細胞擴大：除了促進細胞分裂外，細胞分裂素還能調控細胞的擴大過程。它們通過影響細胞壁的形成和細胞內的代謝活動，從而控制細胞的體積和形狀。

3. 延緩植物衰老：細胞分裂素還具有延緩植物衰老的作用。它們能夠抑制植物體內與衰老相關的基因表達，從而延長植物的壽命和保持其活力。

4. 影響植物形態建成：細胞分裂素在植物形態建成中也起著重要作用。它們能夠調控植物的生長點和側枝的發育，從而影響植物的整體形態。

細胞分裂素的生物合成與運輸

• 合成部位：細胞分裂素主要在植物根部合成，尤其是根尖的分生組織。在這些部位，細胞具有旺盛的分裂能力，為細胞分裂素的合成提供了生理基礎。此外，在植物的其他一些具有分生能力的組織，如莖尖、幼葉、發育中的種子等，也能合成一定量的細胞分裂素。

• 合成途徑：細胞分裂素的合成前體是甲羥戊酸途徑產生的異戊烯基焦磷酸（IPP）和腺苷酸。在一系列酶的作用下，IPP 與腺苷酸結合，經過多步反應最終合成細胞分裂素。

• 運輸方式：細胞分裂素在植物體內的運輸主要通過木質部進行長距離運輸，從根部向上運輸到地上部分的各個組織器官，以調節植物不同部位的生長發育。此外，在一些局部組織中，細胞分裂素也可以通過胞間連絲進行短距離的細胞間運輸，在相鄰細胞之間傳遞信號，精細調控細胞的生理活動。

細胞分裂素的作用機制

• 信號感知：植物細胞表面存在著能夠特異性識別細胞分裂素的受體，當細胞分裂素與受體結合后，會引發受體的構象變化，從而激活下游的信號傳導通路。

• 信號傳導：細胞分裂素信號通過組氨酸激酶 - 組氨酸磷酸轉移蛋白 - 反應調節因子（HK - HPt - RR）磷酸傳遞途徑進行傳導。受體將信號通過磷酸化作用傳遞給下游的信號分子，最終激活或抑制相關基因的表達，從而調控細胞的生理過程。

• 基因表達調控：細胞分裂素能夠調控大量與細胞分裂、生長、分化以及衰老等過程相關基因的表達。例如，它可以激活與細胞周期調控相關的基因，促進細胞從 G1 期進入 S 期，推動細胞分裂進程；同時，也能抑制一些與衰老相關基因的表達，延緩植物器官的衰老。

HPLC檢測細胞分裂素，適用于植物組織、水培液等樣品中的細胞分裂素分析。

檢測步驟：

樣品提取：
取新鮮植物組織（如根尖、莖尖等），迅速在液氮中冷凍并研磨成粉末。使用甲醇、氯仿和甲酸的混合溶液（如12:5:3）進行勻漿，離心后提取上清液。通過減壓濃縮去除有機溶劑，得到細胞分裂素粗提取物。

樣品純化：
使用正丁醇在弱堿性條件下抽提細胞分裂素。通過離子交換柱層析（如磷酸纖維素柱）或分子篩柱（如LH Sephadex柱）進一步純化。

HPLC分析：
色譜條件：通常使用C18反相色譜柱，流動相為乙腈-三乙胺緩沖液，梯度洗脫，柱溫35℃，檢測波長270nm。標準曲線：使用玉米素、玉米素核苷等標準品繪制標準曲線，計算樣品中細胞分裂素的含量。

結果計算：
根據色譜峰面積和標準曲線，計算樣品中細胞分裂素的濃度，并考慮回收率以校正數據。