Plant Com | 中科院遗传发育所植物激素平台褚金芳团队在植物小肽激素分析技术研究中取得新进展

植物激素是植物体内天然存在的信号分子类化合物，以极低的浓度调控植物的重要生理过程和对外界环境刺激的应答。相比于经典小分子类植物激素，目前对植物小肽激素的认知还非常有限，其中小肽激素的结构精 准鉴定和准确定量分析技术体系的缺乏是重要限制因素之一。

番茄系统素 (Tomato systemin，TomSys) 是第 一个被鉴定到的植物小肽激素，在调控植物系统免疫应答和资源分配中发挥关键作用，在绿色抗虫剂开发和抗病虫育种方面极具应用潜力。和小分子激素类似，TomSys生理功能的发挥具有浓度依赖性，明晰TomSys内源水平的时空变化对于揭示其作用机制十分关键。由于缺乏高效的TomSys分析方法，生物学家对TomSys的加工机制和伤诱变化及其信号传递过程等方面的认知还不清晰。

植物受伤后内源TomSys含量水平如何变化？

痕量内源TomSys能否在植物体内长程运输？

研究人员预测的TomSys关键合成前体Leu-Sys是否真实存在于植物体内？

精 准高效的TomSys分析技术将有助于进一解析TomSys的作用机制。

图片来源：https://doi.org/10.1016/j.xplc.2023.100638

中科院遗传发育所植物激素平台长期致力于高效、高灵敏度植物激素分析方法研究和技术开发，平台所建立的方法被广泛应用于植物激素研究中，极大地促进了国内相关领域高水平原创性成果的完成。

2023年6月10日，Plant Communications在线发表了中科院遗传发育所植物激素平台褚金芳团队题为“A sensitive and accurate method for quantifying endogenous systemin levels and verifying natural occurrence of Leu-systemin”的研究文章。

针对TomSys的分析难题，研究人员从TomSys理化性质特点出发，引入了可控氧化的策略，解决了TomSys自氧化的难题，同时精心设计了高效纯化富集方法，结合LC-MS/MS技术，建立了高效高灵敏植物内源性TomSys的定量分析发方法，可实现百毫克级番茄叶片中TomSys的定量分析。在此基础上，研究人员在植物体内发现并鉴定到了TomSys重要合成前体Leu-Sys，首次从内源水平验证了Leu-Sys的存在，为生物学家对ProSys经由Leu-Sys释放TomSys的猜想提供了关键性证据，为进一步研究TomSys成熟机制提供了技术方法。同时，应用所建立的分析方法监测番茄受伤前后TomSys和茉莉酸（Jasmonic acid，JA）的含量变化，观测到了远离受伤叶片的正常叶片中TomSys的累积，为进一步阐明TomSys和JA在植物系统防御反应中扮演的角色提供了可靠性数据。

图片来源：https://doi.org/10.1016/j.xplc.2023.100638

中科院遗传发育所闫吉军博士为论文的第 一作者，褚金芳和辛培勇博士为共同通讯作者。该研究得到中科院先导专项、中国科学院关键技术人才项目和国家自然科学基金委的资助。

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