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一、概述
油菜素内酯( brassinosteroid，BR) 是一种类固醇类植物激素，与其他植物激素协同作用参与植物的生长发育过程，如细胞的伸长与分裂、叶片衰老、微管分化、开花、光形态建成等生长发育过程，而且在植物抗逆方面也具有重要的作用。目前，在许多物种( 如拟南芥、水稻、番茄、大麦、玉米等) 中，都鉴定到了BR 相关的突变体，并克隆得到相关的基因，通过研究，不仅了解了植物中BR 的合成、修饰与信号转导的分子途径，而且还发现其在植物抗逆方面也具有重要的作用。
二、服务指标
| 分类 | 序号 | 指标 | CAS号 | 基于液质联用检测方法 |
|---|---|---|---|---|
| BRs | 1 | 油菜素内酯（BL CS 6-DeoxoCS） | 87833-54-3 | 外标法 |
三、基本结构
在所有已知的天然BRs中, 油菜素甾酮(castasterone, CS)的分布最为广泛, 其次是BL、香蒲甾醇(typhasterol, TY)和茶甾酮(teasterone, TE)等。BL的化学名称为2α, 3α, 22α, 23α-4羟基-24α-甲基-7-氧-5α-胆甾烷-6酮, 其基本结构如图所示。
油菜素甾醇类化合物(BRs)的结构
有研究表明, BRs的活性与其结构密切相关, 高生物活性的BRs具有以下几方面结构特征: (1)两对邻羟基(2α, 3α及22R, 23R)。研究发现, 2α, 3α缺失任何一个羟基或将其组成结构改变, 如将2α, 3α位的羟基变为3α、4α, 均会降低其生物活性。22R, 23R的羟基位于22α, 23α位时,其生物活性高于羟基位于22β, 23β位; (2) B环的6-酮-7-氧内酯。内源油菜素内酯最具活性的形式为B环具有6-酮-7-氧内酯的化合物, 其次是具有6-羰基的化合物, 而6-脱氧形式的油菜甾醇被认为不具生物活性。将BL中B环的内酯键改为6位的酮键(CS)会使其活性降低50%。将24-表油菜甾醇的C-7/C-8位转化为双键,其生物活性会降低10%。将油菜素内酯B环的6-酮-7-氧内酯转化为6-氧-7-酮, 其生物活性也明显降低(3)S构型的C-24, 如油菜素内酯的生物活性大于24-表油菜素内酯; (4) A/B环为反式稠合; (5) 延长BRs的侧链也可增加其生物活性, 如在C-24位增加1个甲基或者乙基。
四、生物活性分析
油菜素内酯可以促进菜豆(Phaseolus vulgaris)幼苗第2节间的伸长弯曲、细胞分裂、节间膨胀甚至分裂,且这些形态学表型的改变具有剂量效应。用赤霉素处理该部位, 同样也能促进其细胞延长, 但延长部位与BR处理不同, 处于该节间以上, 且该部位并未检测到生长素和细胞分裂素, 因此这一现象常被用作油菜素内酯的生物活性检测(bioassay)。油菜素内酯能够促进水稻叶片的倾斜, 并且IAA处理可以增强油菜素内酯对水稻叶片夹角的调控作用, 该现象被认为是油菜素内酯特异的反应, 因此经常被用来检测油菜素内酯的生物活性。
五、BRs的化学检测方法
1、气相色谱-质谱联用(gas chromatography-mass spectrometry, GC/MS)分析将气象色谱的高效分离能力与质谱的定性功能相结合, 在油菜素甾醇的分离与化学检测中应用最为广泛, 是发现新油菜素甾醇的基本方法。利用放射性同位素标记芸苔甾醇, 分析长春花细胞培养系统中的BRs, 由于油菜素甾醇极性大且挥发性差, 因此常将其衍生化, 进而采用选择离子扫描(selected ion monitoring, SIM)模式进行定性及定量分析。该方法的主要问题是灵敏度低, 检测范围不能达到理想效果。
2、液相色谱-质谱联用 (liquid chromatographymass spectrometry, LC/MS)分析与GC/MS相比, 大大拓宽了分离范围。该方法可以分离不挥发性化合物、极性化合物、热不稳定化合物及大分子量化合物(包括蛋白和多肽多聚物等), 对于极性强且挥发性差的油菜素甾醇类化合物来说, LC/MS方法更适用。
3、免疫分析是利用抗原抗体特异性结合反应来实现对各种物质(药物、激素、蛋白质和微生物等)检测的一种方法。目前主要采用酶联免疫-分光光度检测法。Khripach和Zhabinskii (2007)制备了一种能识别内酯型BRs的抗体, 用以特异的检测内酯型BRs (Raichyonok et al., 2009)。Swaczynová等(2007)则将HPLC与酶联标记技术(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)联用, 分析植物组织提取液中的BRs, 也取得了满意的效果。
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