基于液质联用和稳定同位素体内标记技术定量分析植物激素新方法的研究

批准号:
31770398
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
褚金芳
依托单位:
学科分类:
C0210.植物学研究的新技术、新方法
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
辛培勇、房爽、李兵兵、郭秋换、颜娜、殷祥贞
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中文摘要
生长素(Auxins)和细胞分裂素(Cytokinins, CKs)能够共同调控重要的植物生长发育过程,其浓度水平的变化及稳态平衡的维持则主要依赖于激素的合成、代谢及降解。因此,建立可靠的定量分析方法,监测Auxins和CKs及重要合成代谢中间体的变化,对深入了解两类激素在植物生长发育过程中扮演的角色具有重要的意义。目前最灵敏的植物激素LC-MS/MS定量方法主要基于稳定同位素稀释法,该方法严重依赖同位素内标,不但成本高,而且很难获得多种理想内标,无法对Auxins和CKs及重要中间体实现多组分同时分析。本项目引入15N稳定同位素体内从头标记技术,建立稳定可控的模式植物标记培养体系,开发有效的前处理方法,结合LC-MS/MS技术,开展Auxins和CKs及相关代谢中间体相对定量分析方法的研究,为阐明植物激素合成代谢及相互作用机制提供更全面的信息,并为其他含氮类化合物的分析提供有益的借鉴。
英文摘要
Auxins and cytokinins (CKs) play important co-regulatory roles in key stages of plant growth and development, the level changing and the homeostasis maintenance of them mainly rely on their biosynthesis, metabolism and conjugation. Therefore, establishing a reliable quantification method to monitor the level changing of auxins, CKs and their key metabolic intermediates is very important to understand the roles and physiological functions of these two kinds of plant hormones in plant. The most sensitive LC-MS/MS quantification methods are mainly based on the stable isotope dilution method, which relies heavily on the stable isotope labeled internal standards (IS) that are not only costly but also hard to get access to. So, it is very difficult to accurately quantify multiple targets of auxins, CKs and key metabolites of them in an individual plant sample. In this project, a novel quantification method will be studied to quantify the levels of auxins, CKs and their key metabolites. In vivo de novo 15N stable isotope labeling technique is used to label model plant in this method, combining with highly effective pretreatment procedure and LC-MS/MS analytical techniques. The novel relative quantification analysis method will provide more comprehensive information for elucidating the mechanism of biosynthesis and metabolism of auxins and CKs, which is also very useful for analysis of other small molecule nitrogen-containing compounds.
生长素(Auxin)和细胞分裂素(Cytokinins, CKs)是两类重要的植物激素,他们通过在植物体内的含量变化共同调控重要的植物生长发育过程。为了突破激素定量分析测定中对稳定同位素标准品的依赖,根据上述两大类植物激素含氮的特性,本项目建立了15N/14N稳定同位素在植物体内从头标记的技术,实现了两类植物激素的相对定量分析,主要研究成果包括:(1)分别建立了标记率高、稳定可靠的拟南芥和水稻15N/14N从头标记培养体系,确定了适用于相对定量研究的培养装置、培养条件和培养时间。(2)开发了有效的前处理方法,结合LC-MS/MS技术,建立了可同时分析Auxin和CKs的相对定量分析方法,植物样品用量减少为100mg 鲜重。从头标记相对定量分析技术的建立,不仅能够为阐明植物激素相互作用机制提供更全面的信息,而且能为植物体内含氮化合物的标记代谢研究提供借鉴和应用基础。(3)开发的前处理方法不但能够高效纯化Auxin和CKs两类植物激素,经过扩展和优化,还可用于纯化富集所有已知种类经典植物激素以及新型多肽激素磺肽素,仅需1份100毫克植物样品即可实现对全植物激素组的准确定量分析,该方法把新型植物激素独脚金内酯和磺肽素加入多种激素分析中,成功地解决了植物激素组同时绝对定量分析的难题,已广泛应用于植物激素网络互作研究中,为相关领域研究提供了更加有力的技术支持。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DROOPY LEAF1 controls leaf architecture by orchestrating early brassinosteroid signaling
DROOPY LEAF1 通过协调早期油菜素类固醇信号传导来控制叶子结构
DOI:10.1073/pnas.2002278117
发表时间:2020-09-01
期刊:PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
影响因子:11.1
作者:Zhao, Meicheng;Tang, Sha;Diao, Xianmin
通讯作者:Diao, Xianmin
AtDPG1 is involved in the salt stress response of Arabidopsis seedling through ABI4
AtDPG1通过ABI4参与拟南芥幼苗的盐胁迫反应
DOI:10.1016/j.plantsci.2019.110180
发表时间:2019
期刊:Plant Science
影响因子:5.2
作者:Yi Jian;Zhao Dongming;Chu Jinfang;Yan Jijun;Liu Jinsong;Wu Meijia;Cheng Jianfeng;Jiang Haiyan;Zeng Yongjun;Liu Dong
通讯作者:Liu Dong
Cysteine protease RD21A regulated by E3 ligase SINAT4 is required for drought-induced resistance to Pseudomonas syringae in Arabidopsis
拟南芥干旱诱导的丁香假单胞菌抗性需要受 E3 连接酶 SINAT4 调节的半胱氨酸蛋白酶 RD21A
DOI:10.1093/jxb/eraa255
发表时间:2020-09-19
期刊:JOURNAL OF EXPERIMENTAL BOTANY
影响因子:6.9
作者:Liu, Yi;Wang, Kunru;Zhao, Bingyu
通讯作者:Zhao, Bingyu
A Tailored High-Efficiency Sample Pretreatment Method for Simultaneous Quantification of 10 Classes of Known Endogenous Phytohormones.
定制的高效样品前处理方法,可同时定量 10 类已知内源植物激素
DOI:10.1016/j.xplc.2020.100047
发表时间:2020-05-11
期刊:Plant communications
影响因子:10.5
作者:Xin P;Guo Q;Li B;Cheng S;Yan J;Chu J
通讯作者:Chu J
Gibberellin Metabolism in Flowering Plants: An Update and Perspectives
开花植物中的赤霉素代谢:最新进展和展望
DOI:10.3389/fpls.2020.00532
发表时间:2020-05-19
期刊:FRONTIERS IN PLANT SCIENCE
影响因子:5.6
作者:He, Juan;Xin, Peiyong;Wang, Guodong
通讯作者:Wang, Guodong
超痕量内源植物多肽激素分析鉴定技术的建立及在植物学中的应用
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:54万元
- 批准年份:2022
- 负责人:褚金芳
- 依托单位:
建立高通量、高灵敏度 On-line SPE-LC-MS/MS 独角金内酯定量分析方法的研究
- 批准号:91417314
- 项目类别:重大研究计划
- 资助金额:85.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:褚金芳
- 依托单位:
基于硼亲和磁性纳米材料和LC-MS/MS植物材料中油菜素内酯的分离检测新方法研究
- 批准号:31470433
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:87.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:褚金芳
- 依托单位:
植物激素检测平台分析功能的完善与分析技术的提高
- 批准号:91117016
- 项目类别:重大研究计划
- 资助金额:160.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:褚金芳
- 依托单位:
高灵敏度植物激素检测平台的建立和检测技术的优化
- 批准号:90817008
- 项目类别:重大研究计划
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2008
- 负责人:褚金芳
- 依托单位:
国内基金
海外基金
