植物激素為結(jié)構(gòu)多樣的微量小分子化合物，其分析檢測(cè)充滿挑戰(zhàn)，且長期制約著植物激素生物學(xué)功能的精確詮釋。
在“植物激素作用的分子機(jī)理”重大研究計(jì)劃（以下簡稱“重大計(jì)劃”）啟動(dòng)前，我國植物激素的超微定量分析主要委托國外實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，這嚴(yán)重影響了研究的深度和進(jìn)度。武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院教授馮鈺锜告訴《中國科學(xué)報(bào)》記者：“該重大計(jì)劃促成了我國分析化學(xué)家與植物學(xué)家的緊密合作，跨學(xué)科協(xié)作攻關(guān)大幅度提升了我國植物激素分析研究的水平。”
項(xiàng)目科學(xué)家們建立了包括油菜素內(nèi)酯、赤霉素、細(xì)胞分裂素、生長素、獨(dú)腳金內(nèi)酯、茉莉酸、脫落酸、水楊酸等植物激素的超微定量分析方法，實(shí)現(xiàn)了我國植物激素分析“從弱到強(qiáng)”的快速發(fā)展。
研究人員們用“一測(cè)多評(píng)”“雙‘超’分析”“原位分析”及“精準(zhǔn)分離”等來總結(jié)激素分析檢測(cè)研究工作取得的突破。
不同激素之間存在著協(xié)同、拮抗或因果的復(fù)雜的關(guān)系，共同構(gòu)成了某種復(fù)雜的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，從一份樣品中同時(shí)獲取多種植物激素乃至整個(gè)植物激素組的全面信息，是植物激素分析領(lǐng)域國際公認(rèn)的技術(shù)難題。在該重大計(jì)劃支持下，我國植物激素分析工作者已成功開發(fā)出對(duì)多種植物激素同時(shí)精準(zhǔn)定量的分析體系，被稱為“一測(cè)多評(píng)”。例如，武漢大學(xué)激素分析平臺(tái)發(fā)展了多種植物激素同時(shí)測(cè)定技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)了一次進(jìn)樣可以同時(shí)檢測(cè)57個(gè)激素類化合物；中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所激素分析平臺(tái)建立了可同時(shí)檢測(cè)多種酸性植物激素定量分析方法，已為國內(nèi)外課題組提供近萬份數(shù)據(jù)。
植物學(xué)家在研究中，往往希望獲取“超微量”樣本中植物激素的信息，這種“超微量”樣品中的“超痕量”成分分析被稱為“雙‘超’分析”。例如，中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所激素分析平臺(tái)率先建立了單株水稻材料中檢測(cè)新型植物激素獨(dú)角金內(nèi)酯的方法；該平臺(tái)還建立了超微量生長素的分析方法，可定量分析一粒擬南芥種子或者擬南芥胚珠中生長素的含量。中國科學(xué)院化學(xué)所開發(fā)出超痕量化學(xué)衍生、快速樣品提取方法，實(shí)現(xiàn)了擬南芥單個(gè)花朵和一根雄蕊中赤霉素含量的測(cè)定。武漢大學(xué)激素分析平臺(tái)將微萃取與化學(xué)衍生技術(shù)相結(jié)合，建立了一種油菜素內(nèi)酯的快速高靈敏分析方法，滿足了微量植物樣品測(cè)定的要求。
原位分析是深入闡明植物激素動(dòng)態(tài)時(shí)空分布和作用分子機(jī)理的重要手段，如今傳統(tǒng)分析方法已經(jīng)無法滿足當(dāng)今植物激素前沿領(lǐng)域的研究要求。為此，武漢大學(xué)黃衛(wèi)華教授通過研制新型納米纖維陣列電極，基于電化學(xué)傳感技術(shù)實(shí)現(xiàn)了單個(gè)原生質(zhì)體中生長素胞吐釋放的實(shí)時(shí)檢測(cè)。據(jù)馮鈺锜介紹，該研究工作引起了國際關(guān)注，生長素研究領(lǐng)域著名科學(xué)家、歐洲科學(xué)院院士Klaus Palme教授主動(dòng)提出合作請(qǐng)求，目前已經(jīng)為合作方提供了相關(guān)測(cè)定數(shù)據(jù)。
最后，植物激素異構(gòu)體的精準(zhǔn)分離和精確定量分析對(duì)深入探索植物激素的分子作用機(jī)理具有重要的意義。北京大學(xué)研究了正相色譜與DART-MS或Q-TOF聯(lián)用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)茉莉酸手性對(duì)映體的拆分和定量。中科院大連化物所發(fā)展了“二維在線微固相萃取—在柱衍生聯(lián)用”分析方法，極大地提高了油菜素甾醇分析方法的選擇性，相對(duì)誤差小于10%，并研制了自動(dòng)樣品前處理裝置，這一裝置已在中科院植物所長期應(yīng)用示范。
研究人員在激素測(cè)定方面的突破性進(jìn)展極大地促進(jìn)了整個(gè)重大計(jì)劃的全面開展。“重大計(jì)劃通過促進(jìn)學(xué)科交叉實(shí)現(xiàn)我國植物激素檢測(cè)分析的跨越式發(fā)展，體現(xiàn)了學(xué)科交叉的巨大優(yōu)勢(shì)，也是通過學(xué)科交叉促進(jìn)學(xué)科發(fā)展的成功范例。”馮鈺锜表示。
