细胞分裂素研究进展

李强

细胞分裂素是目前人们已知道的五大类植物激素（即生长素、赤霉素、细胞分裂索、脱落酸和乙烯）之一，它具有腺嘌呤环结构。这类物质的共同特点是在腺嘌呤环的第六位置氨基上有特定的取代物，对细胞分裂及分化等有重要作用。细胞分裂素在植物体内广泛参与各种生物过程。细胞分裂素可以促进植物根部的形成，以及根部损伤的修复。细胞分裂素还影响叶绿体的制造和微结构，影响植物的光合作用和病原抵抗等。

1 细胞分裂素的生物功能

细胞分裂素在植物生长发育中存在着广泛的生物学效应，如促进细胞分裂

和扩大、诱导芽的分化、解除植物顶端优势、打破种子休眠、促进种子和芽的萌发、调控营养物质的运输、促进植物从营养生长向生殖生长的转化、促进芽分化和结实等。另外它能增强植物对高盐、高温的抗性，调节干旱条件下植株的生长，延缓完整植株和离体植株的衰老，促进叶绿素的发育。因此对细胞分裂素的生理作用及其机理的研究，具有十分重要的理论及应用价值。

2 细胞分裂素的检测方法

2.1 免疫学分析方法

免疫分析方法具有高效液相色谱法（HPLC）等仪器分析方法所不及的优势及特点：①由于免疫反应的特异性，可用粗提产品直接检测，从而显著提高了测试速度;②免疫分析对特殊仪器的需求较少，分析成本较低;③免疫分析方法的灵敏度高。

2.2 气相色谱法

由于CTKS分子挥发性较弱，无法直接用气相色谱（GC）方法来分离检测，所以对CTKS进行GC分离检测都需要先经过衍生化Most等首次报道了三甲基硅烷衍生物用于细胞分裂素的气象色谱法检测。分别制备了iP、玉米素、二氢玉米素、激动素及其相应核苷的衍生物。制备方法为：将iP等化合物与双（三甲基硅烷）乙酰胺（BTMSA）在60 ℃的乙腈溶液中反应5min。衍生前样品需要经过严格的干燥。虽然这种衍生方法比较简便，但由于在实际操作中难以控制N6上的取代反应，影响了测定结果的重现性。

2.3 高效液相色谱法

对CTKS进行定量分析的前提是各种CTKS的基线分离，液相色谱由于其强大的分离能力而在CTKS的检测中被广泛应用。利用HPLC-UV法对CTKS进行定量分析是最先报道的方法。使用最多的液相色谱-质谱联用法（LC-MS）兼有LC的分离能力和MS的高灵敏度（尤其是MS/MS系统）和高特异性，同时MS信号还提供了被分析物的结构信息，为寻找新型CTKS提供了有力的手段。最初尝试对CTKS进行分离的HPLC方法受到了柱填料的限制，后来非极性固相微粒材料的应用使得HPLC成为了最有效的CTKS分离方法。

2.4 毛细管电泳法

毛细管电泳是一种快速、高效、低进样量、易于自动化的分离方法。通常， CE比HPLC的分析成本低、分析速度快。Paca kova等将CZE和MEKC应用于自由碱基型和核苷衍生型的CTKS的分离以及实际样品的检测。充分证明CTKs作为一类重要的植物激素，在植物生长发育的各个阶段发挥着重要的调节作用。开发建立实用可靠的CTKs超微定量分析方法是对该类物质生理作用机理进行深入研究的前提。对于生物样品中细胞分裂素等超微含量物质的分析检测来说，建立简化、快速且有利于高灵敏度分析的检测方法是今后的发展趋势。

3 细胞分裂素的分离提纯

一般情况下甲醇、乙醇、高氯酸以及混合溶剂都可以用来提取CTKS。提取液的进一步处理通常使用SPE或免疫亲和纯化法。用于CTKS纯化的SPE法主要有离子交换柱、C18柱和混合模式的Oasis MCX柱在实际应用中通常将几种方法结合使用。阳离子交换柱可用来纯化碱性的细胞分裂素，而阴离子交换柱适合纯化酸性的细胞分裂素如核苷酸型细胞分裂素。

基于抗原-抗体相互作用的免疫亲和纯化方法具有对目标物的特异性亲和作用，可以对样品进行选择性富集，可极大地提高痕量分析的检测灵敏度，这种方法作为色谱或CE检测的前处理方法得到广泛地应用。

4 细胞分裂素在生产上的应用现状

4.1 防止果树生理落果

细胞分裂素可用于防止果树的生理落果。用6一苄基腺嘌呤浓度为400ppm 的水溶液处理柑桔幼果，显著地防止了柑桔第一次生理落果对照的座果率仅为21%，而被处理的座果率达9l%。而且处理后的果实，果梗加粗，果色浓绿，果实比对照的也显著加大。同时用6一苄基腺瞟呤处理葡萄的试验进一步表明，细胞分裂素的作用主要是影响果树着果。

4.2 影响果实的发育

试验证明发育中的果实，尤其是细胞分裂迅速的组织，含有丰富的细胞分裂素。据分析在幼果中，尤其是在种子中含量很高。细胞分裂素不仅能促进果实增大，而且使果实具有发育良好的萼片突起。用浓度为lOO-500ppm 的6一苄基腺嘌呤、玉米素处理盛花后4天的金冠苹果时，能刺激苹果果实伸长并具有显著的发育良好的萼片突瓣。

4.3 防止衰变、延长蔬菜的贮藏时间

细胞分裂素可以有效地延长蔬菜的贮藏时间。菠菜、芹菜、莴苣、甘蓝等蔬菜采收以后叶片容易发黄，组织败坏，最后导至腐烂，这种现象可用生长调节剂6-苄基艨嘌呤来防止。处理的方法是在采收前田间喷洒6一苄基艨嘌呤5-lOppm，随即采收可以延迟这类蔬菜衰老发黄，若在采收后使用效果更好。叶片延缓失绿，延长销售时间，提高高昂价值。孢子甘蓝在采收后用6一苄基腺嘌呤处理，也有延迟衰老的效果。

近年来人们对细胞分裂素及其化學合成方面取得令人瞩目的成绩。总之伴随着现代生物技术的迅猛发展，随着激素检测技术的突破，细胞分裂素的研究和应用必将造福于人类。