細(xì)胞分裂素研究進(jìn)展

李強(qiáng)

細(xì)胞分裂素是目前人們已知道的五大類(lèi)植物激素（即生長(zhǎng)素、赤霉素、細(xì)胞分裂索、脫落酸和乙烯）之一，它具有腺嘌呤環(huán)結(jié)構(gòu)。這類(lèi)物質(zhì)的共同特點(diǎn)是在腺嘌呤環(huán)的第六位置氨基上有特定的取代物，對(duì)細(xì)胞分裂及分化等有重要作用。細(xì)胞分裂素在植物體內(nèi)廣泛參與各種生物過(guò)程。細(xì)胞分裂素可以促進(jìn)植物根部的形成，以及根部損傷的修復(fù)。細(xì)胞分裂素還影響葉綠體的制造和微結(jié)構(gòu)，影響植物的光合作用和病原抵抗等。

1 細(xì)胞分裂素的生物功能

細(xì)胞分裂素在植物生長(zhǎng)發(fā)育中存在著廣泛的生物學(xué)效應(yīng)，如促進(jìn)細(xì)胞分裂

和擴(kuò)大、誘導(dǎo)芽的分化、解除植物頂端優(yōu)勢(shì)、打破種子休眠、促進(jìn)種子和芽的萌發(fā)、調(diào)控營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸、促進(jìn)植物從營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)化、促進(jìn)芽分化和結(jié)實(shí)等。另外它能增強(qiáng)植物對(duì)高鹽、高溫的抗性，調(diào)節(jié)干旱條件下植株的生長(zhǎng)，延緩?fù)暾仓旰碗x體植株的衰老，促進(jìn)葉綠素的發(fā)育。因此對(duì)細(xì)胞分裂素的生理作用及其機(jī)理的研究，具有十分重要的理論及應(yīng)用價(jià)值。

2 細(xì)胞分裂素的檢測(cè)方法

2.1 免疫學(xué)分析方法

免疫分析方法具有高效液相色譜法（HPLC）等儀器分析方法所不及的優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn)：①由于免疫反應(yīng)的特異性，可用粗提產(chǎn)品直接檢測(cè)，從而顯著提高了測(cè)試速度;②免疫分析對(duì)特殊儀器的需求較少，分析成本較低;③免疫分析方法的靈敏度高。

2.2 氣相色譜法

由于CTKS分子揮發(fā)性較弱，無(wú)法直接用氣相色譜（GC）方法來(lái)分離檢測(cè)，所以對(duì)CTKS進(jìn)行GC分離檢測(cè)都需要先經(jīng)過(guò)衍生化Most等首次報(bào)道了三甲基硅烷衍生物用于細(xì)胞分裂素的氣象色譜法檢測(cè)。分別制備了iP、玉米素、二氫玉米素、激動(dòng)素及其相應(yīng)核苷的衍生物。制備方法為：將iP等化合物與雙（三甲基硅烷）乙酰胺（BTMSA）在60 ℃的乙腈溶液中反應(yīng)5min。衍生前樣品需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的干燥。雖然這種衍生方法比較簡(jiǎn)便，但由于在實(shí)際操作中難以控制N6上的取代反應(yīng)，影響了測(cè)定結(jié)果的重現(xiàn)性。

2.3 高效液相色譜法

對(duì)CTKS進(jìn)行定量分析的前提是各種CTKS的基線分離，液相色譜由于其強(qiáng)大的分離能力而在CTKS的檢測(cè)中被廣泛應(yīng)用。利用HPLC-UV法對(duì)CTKS進(jìn)行定量分析是最先報(bào)道的方法。使用最多的液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（LC-MS）兼有LC的分離能力和MS的高靈敏度（尤其是MS/MS系統(tǒng)）和高特異性，同時(shí)MS信號(hào)還提供了被分析物的結(jié)構(gòu)信息，為尋找新型CTKS提供了有力的手段。最初嘗試對(duì)CTKS進(jìn)行分離的HPLC方法受到了柱填料的限制，后來(lái)非極性固相微粒材料的應(yīng)用使得HPLC成為了最有效的CTKS分離方法。

2.4 毛細(xì)管電泳法

毛細(xì)管電泳是一種快速、高效、低進(jìn)樣量、易于自動(dòng)化的分離方法。通常， CE比HPLC的分析成本低、分析速度快。Paca kova等將CZE和MEKC應(yīng)用于自由堿基型和核苷衍生型的CTKS的分離以及實(shí)際樣品的檢測(cè)。充分證明CTKs作為一類(lèi)重要的植物激素，在植物生長(zhǎng)發(fā)育的各個(gè)階段發(fā)揮著重要的調(diào)節(jié)作用。開(kāi)發(fā)建立實(shí)用可靠的CTKs超微定量分析方法是對(duì)該類(lèi)物質(zhì)生理作用機(jī)理進(jìn)行深入研究的前提。對(duì)于生物樣品中細(xì)胞分裂素等超微含量物質(zhì)的分析檢測(cè)來(lái)說(shuō)，建立簡(jiǎn)化、快速且有利于高靈敏度分析的檢測(cè)方法是今后的發(fā)展趨勢(shì)。

3 細(xì)胞分裂素的分離提純

一般情況下甲醇、乙醇、高氯酸以及混合溶劑都可以用來(lái)提取CTKS。提取液的進(jìn)一步處理通常使用SPE或免疫親和純化法。用于CTKS純化的SPE法主要有離子交換柱、C18柱和混合模式的Oasis MCX柱在實(shí)際應(yīng)用中通常將幾種方法結(jié)合使用。陽(yáng)離子交換柱可用來(lái)純化堿性的細(xì)胞分裂素，而陰離子交換柱適合純化酸性的細(xì)胞分裂素如核苷酸型細(xì)胞分裂素。

基于抗原-抗體相互作用的免疫親和純化方法具有對(duì)目標(biāo)物的特異性親和作用，可以對(duì)樣品進(jìn)行選擇性富集，可極大地提高痕量分析的檢測(cè)靈敏度，這種方法作為色譜或CE檢測(cè)的前處理方法得到廣泛地應(yīng)用。

4 細(xì)胞分裂素在生產(chǎn)上的應(yīng)用現(xiàn)狀

4.1 防止果樹(shù)生理落果

細(xì)胞分裂素可用于防止果樹(shù)的生理落果。用6一芐基腺嘌呤濃度為400ppm 的水溶液處理柑桔幼果，顯著地防止了柑桔第一次生理落果對(duì)照的座果率僅為21%，而被處理的座果率達(dá)9l%。而且處理后的果實(shí)，果梗加粗，果色濃綠，果實(shí)比對(duì)照的也顯著加大。同時(shí)用6一芐基腺瞟呤處理葡萄的試驗(yàn)進(jìn)一步表明，細(xì)胞分裂素的作用主要是影響果樹(shù)著果。

4.2 影響果實(shí)的發(fā)育

試驗(yàn)證明發(fā)育中的果實(shí)，尤其是細(xì)胞分裂迅速的組織，含有豐富的細(xì)胞分裂素。據(jù)分析在幼果中，尤其是在種子中含量很高。細(xì)胞分裂素不僅能促進(jìn)果實(shí)增大，而且使果實(shí)具有發(fā)育良好的萼片突起。用濃度為lOO-500ppm 的6一芐基腺嘌呤、玉米素處理盛花后4天的金冠蘋(píng)果時(shí)，能刺激蘋(píng)果果實(shí)伸長(zhǎng)并具有顯著的發(fā)育良好的萼片突瓣。

4.3 防止衰變、延長(zhǎng)蔬菜的貯藏時(shí)間

細(xì)胞分裂素可以有效地延長(zhǎng)蔬菜的貯藏時(shí)間。菠菜、芹菜、萵苣、甘藍(lán)等蔬菜采收以后葉片容易發(fā)黃，組織敗壞，最后導(dǎo)至腐爛，這種現(xiàn)象可用生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑6-芐基艨嘌呤來(lái)防止。處理的方法是在采收前田間噴灑6一芐基艨嘌呤5-lOppm，隨即采收可以延遲這類(lèi)蔬菜衰老發(fā)黃，若在采收后使用效果更好。葉片延緩失綠，延長(zhǎng)銷(xiāo)售時(shí)間，提高高昂價(jià)值。孢子甘藍(lán)在采收后用6一芐基腺嘌呤處理，也有延遲衰老的效果。

近年來(lái)人們對(duì)細(xì)胞分裂素及其化學(xué)合成方面取得令人矚目的成績(jī)?？傊殡S著現(xiàn)代生物技術(shù)的迅猛發(fā)展，隨著激素檢測(cè)技術(shù)的突破，細(xì)胞分裂素的研究和應(yīng)用必將造福于人類(lèi)。