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”重大研究計劃（以下簡稱“重大計劃”）啟動前，我國植物激素的超微定量分析主要委托國外實驗室進(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》記者：“該重大計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“一測多評”“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)雜的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，從一份樣品中同時獲取多種植物激素乃至整個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。在該重大計劃支持下，我國植物激素分析工作者已成功開發(fā)出對多種植物激素同時精準(zhǔn)定量的分析體系，被稱為“一測多評”。例如，武漢大學(xué)激素分析平臺發(fā)展了多種植物激素同時測定技術(shù)體系，實現(xiàn)了一次進(jìn)樣可以同時檢測57個激素類化合物；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建立了可同時檢測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率先建立了單株水稻材料中檢測新型植物激素獨角金內(nèi)酯的方法；該平臺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，實現(xiàn)了擬南芥單個花朵和一根雄蕊中赤霉素含量的測定。武漢大學(xué)激素分析平臺將微萃取與化學(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定的要求。
原位分析是深入闡明植物激素動態(tài)時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)實現(xiàn)了單個原生質(zhì)體中生長素胞吐釋放的實時檢測。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教授主動提出合作請求，目前已經(jīng)為合作方提供了相關(guān)測定數(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)，實現(xiàn)了對茉莉酸手性對映體的拆分和定量。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，相對誤差小于10%，并研制了自動樣品前處理裝置，這一裝置已在中科院植物所長期應(yīng)用示范。
研究人員在激素測定方面的突破性進(jìn)展極大地促進(jìn)了整個重大計劃的全面開展。“重大計劃通過促進(jìn)學(xué)科交叉實現(xiàn)我國植物激素檢測分析的跨越式發(fā)展，體現(xiàn)了學(xué)科交叉的巨大優(yōu)勢，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。
