植物能够利用次生代谢产物如多酚来对病原体和食草动物进行化学防御。尽管多酚在植物-病原相互作用和抗病方面具有重要作用,但如何在复杂的植物组织中检测多酚仍然具有很大的挑战性。波鸿大学Sebastian Kruss构建了一种基于近红外(NIR)荧光单壁碳纳米管(SWCNTs)的植物多酚成像分子传感器。
本文要点:
(1)实验发现聚乙二醇磷脂会使得(6,5)-SWCNTs对植物多酚敏感(Kd=90 nM)的,使其发生荧光红移(高达20 nM)并猝灭它们的发射(~1000 nM)。研究表明,这些传感器能够对作物植物系统(Soybean Glycine max)和叶片组织提取物(Tococa spp)中草食动物或病原体攻击后的总体多酚水平的变化进行报告。
(2)随后,实验进一步利用构建的荧光传感器对病原体诱导的大豆幼苗根系在24h时间内释放多酚的情况进行了远程化学成像。实验结果表明,该方法可实时地对植物的化学防御进行实时可视化,因此有望为通过植物表型优化多酚分泌提供重要的参考。
Robert Nißler. et al. Detection and imaging of the plant pathogen response by near infrared fluorescent polyphenol sensors. Angewandte Chemie International Edition. 2021
DOI: 10.1002/anie.202108373
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202108373