細胞分裂素研究進展

李強

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

1 細胞分裂素的生物功能

細胞分裂素在植物生長發(fā)育中存在著廣泛的生物學效應，如促進細胞分裂

和擴大、誘導芽的分化、解除植物頂端優(yōu)勢、打破種子休眠、促進種子和芽的萌發(fā)、調控營養(yǎng)物質的運輸、促進植物從營養(yǎng)生長向生殖生長的轉化、促進芽分化和結實等。另外它能增強植物對高鹽、高溫的抗性，調節(jié)干旱條件下植株的生長，延緩完整植株和離體植株的衰老，促進葉綠素的發(fā)育。因此對細胞分裂素的生理作用及其機理的研究，具有十分重要的理論及應用價值。

2 細胞分裂素的檢測方法

2.1 免疫學分析方法

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)勢及特點：①由于免疫反應的特異性，可用粗提產品直接檢測，從而顯著提高了測試速度;②免疫分析對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，無法直接用氣相色譜（GC）方法來分離檢測，所以對CTKS進行GC分離檢測都需要先經過衍生化Most等首次報道了三甲基硅烷衍生物用于細胞分裂素的氣象色譜法檢測。分別制備了iP、玉米素、二氫玉米素、激動素及其相應核苷的衍生物。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5min。衍生前樣品需要經過嚴格的干燥。雖然這種衍生方法比較簡便，但由于在實際操作中難以控制N6上的取代反應，影響了測定結果的重現性。

2.3 高效液相色譜法

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

2.4 毛細管電泳法

毛細管電泳是一種快速、高效、低進樣量、易于自動化的分離方法。通常， CE比HPLC的分析成本低、分析速度快。Paca kova等將CZE和MEKC應用于自由堿基型和核苷衍生型的CTKS的分離以及實際樣品的檢測。充分證明CTKs作為一類重要的植物激素，在植物生長發(fā)育的各個階段發(fā)揮著重要的調節(jié)作用。開發(fā)建立實用可靠的CTKs超微定量分析方法是對該類物質生理作用機理進行深入研究的前提。對于生物樣品中細胞分裂素等超微含量物質的分析檢測來說，建立簡化、快速且有利于高靈敏度分析的檢測方法是今后的發(fā)展趨勢。

3 細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提取CTKS。提取液的進一步處理通常使用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柱在實際應用中通常將幾種方法結合使用。陽離子交換柱可用來純化堿性的細胞分裂素，而陰離子交換柱適合純化酸性的細胞分裂素如核苷酸型細胞分裂素。

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

4 細胞分裂素在生產上的應用現狀

4.1 防止果樹生理落果

細胞分裂素可用于防止果樹的生理落果。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照的座果率僅為21%，而被處理的座果率達9l%。而且處理后的果實，果梗加粗，果色濃綠，果實比對照的也顯著加大。同時用6一芐基腺瞟呤處理葡萄的試驗進一步表明，細胞分裂素的作用主要是影響果樹著果。

4.2 影響果實的發(fā)育

試驗證明發(fā)育中的果實，尤其是細胞分裂迅速的組織，含有豐富的細胞分裂素。據分析在幼果中，尤其是在種子中含量很高。細胞分裂素不僅能促進果實增大，而且使果實具有發(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天的金冠蘋果時，能刺激蘋果果實伸長并具有顯著的發(fā)育良好的萼片突瓣。

4.3 防止衰變、延長蔬菜的貯藏時間

細胞分裂素可以有效地延長蔬菜的貯藏時間。菠菜、芹菜、萵苣、甘藍等蔬菜采收以后葉片容易發(fā)黃，組織敗壞，最后導至腐爛，這種現象可用生長調節(jié)劑6-芐基艨嘌呤來防止。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，延長銷售時間，提高高昂價值。孢子甘藍在采收后用6一芐基腺嘌呤處理，也有延遲衰老的效果。

近年來人們對細胞分裂素及其化學合成方面取得令人矚目的成績。總之伴隨著現代生物技術的迅猛發(fā)展，隨著激素檢測技術的突破，細胞分裂素的研究和應用必將造福于人類。