本網(wǎng)訊 近日，我校生物科學(xué)學(xué)院唐阿玲博士聯(lián)合貴州大學(xué)精細(xì)化工研究開發(fā)中心，在化學(xué)領(lǐng)域國際TOP期刊《Sensors & Actuators, B: Chemical》（中科院一區(qū)TOP，IF：7.7）上發(fā)表了題為“Photoisomerization-engineered fluorescent probe for innovative detection and bioimaging of salicylic acid during salt stress in plants”的研究論文。成功研發(fā)出一種新型光異構(gòu)化熒光探針RAZ，為植物水楊酸（SA）的實時檢測與生物成像提供了創(chuàng)新工具，為解析植物抗逆機(jī)制開辟了新路徑。

水楊酸作為植物關(guān)鍵的防御信號分子，在介導(dǎo)系統(tǒng)獲得性抗性、響應(yīng)鹽脅迫、重金屬污染等非生物脅迫中發(fā)揮核心作用。然而，由于其內(nèi)源濃度低、生物基質(zhì)干擾強(qiáng)，傳統(tǒng)檢測方法難以實現(xiàn)活體植物中實時動態(tài)監(jiān)測，成為制約植物抗逆機(jī)制研究的關(guān)鍵瓶頸。

針對這一難題，團(tuán)隊創(chuàng)新性地將偶氮苯光響應(yīng)單元引入羅丹明熒光團(tuán)骨架，設(shè)計合成了探針RAZ。該探針通過氫鍵與偏移π-π相互作用特異性識別水楊酸，觸發(fā)熒光“開啟”響應(yīng)，檢測限低至11.32 nM，展現(xiàn)出優(yōu)異的選擇性和靈敏度。尤為突出的是，借助偶氮苯的可逆光異構(gòu)化特性，RAZ可在紫外-可見光交替照射下實現(xiàn)水楊酸的可逆檢測，無需額外添加劑，大幅簡化了實驗流程，這也是該策略首次應(yīng)用于水楊酸的可逆檢測。

在活體植物實驗中，RAZ表現(xiàn)出卓越的應(yīng)用性能。其組織穿透深度可達(dá)41.04 μm，成功實現(xiàn)擬南芥根部水楊酸的三維成像，清晰呈現(xiàn)水楊酸在植物體內(nèi)的分布特征。通過對番茄幼苗的時間依賴和濃度依賴實驗，證實該探針能精準(zhǔn)追蹤水楊酸的動態(tài)變化與轉(zhuǎn)運(yùn)過程。在鹽脅迫和鎘脅迫條件下，利用RAZ探針的熒光成像結(jié)合高效液相色譜驗證，直接觀察到脅迫環(huán)境下番茄幼苗根部水楊酸的積累現(xiàn)象，為水楊酸增強(qiáng)植物非生物脅迫耐受性提供了直觀的可視化證據(jù)。

此外，生物相容性實驗表明，即使在60 μM的高濃度下，RAZ對豆芽萌發(fā)率的影響仍較小，展現(xiàn)出低毒性優(yōu)勢，為其在植物生理研究中的長期應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。該探針的研發(fā)不僅為植物水楊酸檢測提供了更高效、便捷的技術(shù)手段，也為深入探究植物抗逆防御機(jī)制、開發(fā)新型植物免疫誘導(dǎo)劑提供了重要支撐。

我校唐阿玲博士、貴州大學(xué)精細(xì)化工研究開發(fā)中心譚帥博士研究生為論文共同第一作者，楊松教授和周翔教授為共同通訊作者。研究受國家自然科學(xué)基金（32372610, U23A20201, 32160661, 32202359）、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃（2022YFD1700300）及貴州省科技廳項目（[Qiankehezhongyindi[2023]001號], [Qiankehezhongyindi[2024]007]號）的資助。此項成果標(biāo)志著我校在學(xué)科建設(shè)及高水平跨單位科研協(xié)作方面取得了又一重要進(jìn)展。

文/圖 唐阿玲 初審/佘穎慧 復(fù)審/王玨 終審/孫秀華