活性氧（reactive oxygen species）在植物及其他生物的发育过程中起着双重作用，一方面它们是许多基本生物过程（增殖、发育、分化、防御等）的关键调节因子，另一方面ROS的过量积累导致质膜、蛋白质和DNA的氧化，引起氧化应激和死亡。ROS参与了人类和动植物的许多不同的信号转导网络，因此如何定量检测其水平变得十分重要。
最早的方法通过NBT（nitroblue tetrazolium）和DAB（diaminobenzidine）染色进行细胞、组织和器官中的的ROS检测，但是该方法不能实时监测体内ROS的变化；之后出现了各种荧光探针（如H2DCFDA（2′,7′-Dichlorofluorescin diacetate），SOSG（singlet oxygen sensor green）等）允许更加精确和实时的监测体内ROS的变化，但是大多数的荧光探针是不可逆地与ROS反应；而最近的使用氧化还原和ROS反应蛋白（如roGFP和HyPer）的荧光蛋白的方法则允许更准确和可逆的监测细胞中ROS，但是该方法需要具有报道分子或传感器构建体的转化植物【1-2】。然而，以上所有的方法都有一个共同的局限性就是检测范围仅限于少数细胞或小组织，不能在整个植物中进行ROS的动态研究。
随着科技的发展，近些年已经开发了许多新型平台测量整个生物体（如小白鼠）体内的荧光化合物和蛋白质变化，但是这些技术尚未在植物ROS信号的检测中进行应用。近日，University of Missouri的Ron Mittler研究组在Molecular Plant在线发表了一篇题为Whole-plant live imaging of reactive oxygen species的研究论文，开发了一种用于不同荧光探针的新型应用方法，并将其与IVIS Lumina S5成像系统【3】结合检测整株植物中的ROS变化。
该研究首先测试并筛选了最为敏感和有效的荧光探针H2DCFDA，并开发了一个用于整个植物活体ROS成像检测的工作流程。该研究测试了局部光照、机械损伤或者病原菌侵染后的拟南芥ROS的积累并直接证明了全植物ROS信号的存在。该研究还计算了ROS的传导速率，表明植物中系统性ROS的快速积累。此外，通过rbohD和apx1突变体中ROS信号的减弱和增强以及DPI（ROS生产抑制剂）处理后ROS信号传播的减少，进一步证明了该成像系统的有效性，并且表明该方法不受外界因素的影响。除拟南芥外，该研究还在玉米、小麦以及平菇中通过该方法验证了ROS的快速诱导及传导。
综上，该研究所报道的方法可以快速有效的对植物进行整体的ROS活体成像，这为今后ROS代谢，系统信号传导等的研究提供了十分有利的科学工具。
A work flow for the whole-plant live ROS imaging detection method.
Whole-plant live imaging of systemic ROS accumulation in response to light stress
详细的技术流程请查看论文全文：
www.cell.com/molecular-plant/fulltext/S1674-2052(19)30204-7
参考文献
【1】Nietzel, T., Elssser, M., Ruberti, C., Steinbeck, J., Ugalde, J. M., Fuchs, P., Wagner, S., Ostermann, L., Moseler, A., Lemke, P., et al. (2019). The fluorescent protein sensor roGFP2-Orp1 monitors in vivo H2O2 and thiol redox integration and elucidates intracellular H2O2 dynamics during elicitor induced oxidative burst in Arabidopsis. New Phytol. 221:1649–1664
【2】Dikalov, S. I., and Harrison, D. G. (2012). Methods for detection of mitochondrial and cellular reactive oxygen species. Antioxid. Redox Signal. 20:372–382
【3】Ogunniyi, A. D., Kopecki, Z., Hickey, E. E., Khazandi, M., Peel, E., Belov, K., Boileau, A., Garg, S., Venter, H., Chan, W. Y., et al. (2018). Bioluminescent murine models of bacterial sepsis and scald wound infections for antimicrobial efficacy testing. PLoS One 13:e0200195
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