《基於量子點發光探針研究抗逆植物激素細胞信號轉導》是依託華南師範大學,由俞英擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名:基於量子點發光探針研究抗逆植物激素細胞信號轉導
- 項目類別:面上項目
- 項目負責人:俞英
- 依託單位:華南師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
抗逆性植物激素能提高植物對逆境抵抗和忍耐能力,研究其作用機理對指導和提高農業生產有重要作用。.本項目創新地合成光譜可調諧的抗逆激素受體、細胞鈣離子的量子點發光探針,建立植物細胞中信號轉導研究新方法。在離子液體中合成易分離純化的量子點,通過控制反應條件和對表面進行修飾獲得發光性能優良、具有生物相容性、光譜可調諧的量子點。將抗逆植物激素脫落酸、茉莉酸和能選擇性識別鈣離子有機分子組裝到量子點表面形成量子點發光探針。選擇綠豆下胚軸和菸葉幼苗原生質體或質膜為實驗體系,利用合成的探針對激素受體、細胞鈣離子進行識別,用螢光法研究植物激素與受體的結合位點,表征細胞中受體的動態分布和活性,用統計分析的方法確定結合位點的特異性,通過分析第二信使鈣離子的濃度獲取信號轉導的信息,對多重標記的細胞進行分析。
結題摘要
抗逆植物激素能提高植物對逆境抵抗能力,對提高農業生產有重要作用。但長期以來人們一直不清楚激素的作用機理,原因是植物體系的組成及激素作用機理都十分複雜,缺乏靈敏度高、選擇性好、簡便易行的分析表征手段。為了解決上述問題,本項目基於量子點光照下能穩定發光,激素和激素受體蛋白能特異性結合的特點,合成和表征了具有選擇性識別功能的茉莉酸、水楊酸、丁醯肼3個激素受體探針,1個信號轉導第二信使細胞鈣離子探針。建立了原位檢測植物組織中激素結合位點的方法,對激素受體在植物組織中的空間分布進行可視化表征。利用細胞鈣離子探針建立了受激素刺激後組織中細胞鈣離子變化的檢測方法。將CdTe QDs與茉莉酸偶聯得到茉莉酸受體探針,用多種方法對其表征。該探針可以特異性標記綠豆幼苗根部切片和擬南芥根尖植物中的茉莉酸受體;競爭實驗說明該探針保持了茉莉酸的生物活性;3D重建實驗顯示該探針有很好的抗光漂白特性。將CdSe QDs和4-氨基-2-羥基苯羧酸偶聯獲得水楊酸受體探針。該探針能選擇性檢測植物水楊酸結合位點,能有效進入活體植物內;綠豆幼苗中激素結合位點主要分布在皮層組織的細胞壁、內皮原生韌皮部;探針保留了水楊酸對擬南芥刺激改變第二信使細胞鈣離子濃度的特性。為了獲得抗自發綠色螢光背景干擾的探針,合成了發紅色螢光的水楊酸受體探針並進行套用。製備Mn2+摻雜的發紅色螢光的CdTeMn QDs,其在光照下螢光穩定性比CdTe QDs大大增強,抗酸度和離子強度改變的能力強,具有更低的生物毒性。用CdTeMn QDs通過偶聯製備了丁醯肼受體探針。與上述兩個探針相比,該探針螢光強度大,生物毒性低,抗光漂白能力大大增強,對於自發螢光強度大的植物樣品有良好抗背景效果。用偶聯劑將乙二醇雙(乙二氨乙基醚)四乙酸(EGTA)與巰基乙胺修飾的CdTe偶聯,得到能選擇性識別鈣離子的螢光探針CdTe/MA-EGTA,該探針的靈敏度和抗光漂白性能高於商品化細胞鈣離子探針Fluo-3/AM,可以檢測用激素茉莉酸刺激擬南芥葉肉細胞後鈣離子水平的改變,適用於長時間觀察細胞鈣的變化。 本項目解決了信號轉導缺乏測量信號這一關鍵問題,所建立的分析方法體現了分析化學正從傳統研究物質的組成和結構,向研究物質在不同狀態和演變過程中成分、含量和時空分布發展,是一項有意義的工作。