
植物激素独脚金内酯(Strigolactones, SLs)在调控植物生长发育中发挥重要作用。由于SLs的立体异构体常表现出不同的生物活性,因此对其进行手性分离和分析对于深入解析其作用机制至关重要。近日,湖南农业大学植物激素与生长发育团队在《Food Chemistry》上发表了题为“2D MOF@Fe₃O₄@rGO as magnetic solid-phase extraction and supercritical fluids chromatography-tandem mass spectrometry quantification of strigolactones stereoisomers in rice (Oryza sativa L.)”的研究论文,系统报道了水稻中SLs立体异构体的检测与分析新策略。
该研究聚焦于SLs立体异构体的手性分离和表征,包括人工合成的GR24和天然的独脚金醇(strigol)。通过合成一种新型磁性纳米复合材料(Ni₃(HITP)₂@Fe₃O₄@rGO并将其用于SLs的萃取,同时结合超临界流体色谱-串联质谱(SFC-MS/MS)技术进行精确分离和定量分析。Ni₃(HITP)₂@Fe₃O₄@rGO材料凭借其优异的磁性分离能力、大比表面积及高选择性,为SLs的提取与纯化提供了有力支持。SFC-MS/MS技术则以其低基质效应、高灵敏度及环境友好性,成为SLs立体异构体检测的理想选择。研究结果表明,该方法在0.2–50 ng/mL浓度范围内表现出优异的线性关系,基质效应介于1.64–2.17%之间,检测限低至1.93–3.76 pg/mL。回收率范围为86.90%至106.37%,相对标准偏差(RSDs)为5.26%–13.54%,展现了良好的准确性和重现性。
在氮磷胁迫条件下,研究团队首次在水稻(Oryza sativa L.)根系检测到(+)-strigol异构体,并揭示了其在逆境响应中的关键调控作用。这一发现为研究植物中SLs立体异构体的生理功能提供了新的视角,有助于深入理解其在植物生长调控中的作用机制。
该研究不仅为SLs立体异构体的检测与分析提供了高效、可靠的技术手段,还为植物激素应用研究提供了新的启示。未来,该策略有望在植物激素手性异构体的检测与分析中得到广泛应用,为深入探索SLs在植物生长发育及逆境响应中的生理功能提供有力支撑。
湖南农业大学研究生邓迅芝、李琴瑶为论文的共同第一作者,湖南农业大学生物科学技术学院/植物激素与生长发育湖南省重点实验室肖浪涛教授、罗洲飞老师为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金(32261143733)、湖南省自然科学基金(2024JJ5203及2024JJ5191)等项目的资助。研究团队对各项目的支持表示感谢,并期待在植物激素研究领域取得更多突破。
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