引言：植物激素（Phytohormone）亦称植物天然激素或植物内源激素，是指植物体内产生的一些微量而能调节（促进、抑制）自身生理过程的有机化合物。植物激素对植物的生长发育有重要的调控作用，包括从影响细胞的分裂、伸长、分化到影响植物发芽、生根、开花、结实、性别决定、休眠和脱落等。线粒体是细胞生命活动的能量工厂，是几乎所有真核生物都存在的一种细胞器，同时在促进植物生长发育方面发挥着重要作用。它的主要功能是进行氧化磷酸化 (OXPHOS) 合成 ATP，对维持生物体正常生理功能至关重要。当参与氧化磷酸化的蛋白质复合体发生化学计量失衡时，线粒体容易受到蛋白质毒性压力。已知这种蛋白毒性应激会在动物中诱导线粒体发生未折叠蛋白反应 (Mitochondrial Unfolded Protein Response, UPRmt)。但尚不清楚 UPRmt 是否存在于植物中以及植物激素是否参与调控了线粒体蛋白质稳态。

应用案例：Cell子刊 | 植物激素对线粒体蛋白毒性应激的响应

       摘要：线粒体功能由两个独立的基因组控制。当执行氧化磷酸化的蛋白质复合物（由细胞核和线粒体编码的蛋白质组成）发生化学计量失衡时，这一特征使线粒体容易受到蛋白质毒性压力。已知这种蛋白毒性应激会在动物中诱导线粒体未折叠蛋白反应 (UPRmt)。尚不清楚 UPRmt 是否存在于植物中。在这里，作者通过化学或遗传干扰在拟南芥中诱导了线粒体核蛋白失衡，引起线粒体蛋白毒性应激，激活了植物特异性 UPRmt 并损害了植物的生长和发育。植物 UPRmt 通路由短暂的氧化爆发触发，激活 MAPK 和激素（涉及乙烯和生长素）信号传导，这些信号都旨在修复线粒体蛋白质稳态。这也将植物激素确定为真正的植物线粒体因子，植物激素信号传导是调节线粒体蛋白质稳态的重要介质。

       结果：mrpl1-1, mrpl1-3 (mitochondrial ribosomal protein L1, MRPL) 是拟南介线粒体核糖体蛋白 L1突变体，与野生型相比，突变体叶片整体OCR显著降低；Dox是线粒体蛋白翻译抑制剂强力霉素，野生型经Dox处理后，其线粒体整体OCR显著降低，复合体 I 呼吸能力也显著降低；ACC是乙烯前体，Ag是银离子，野生型分别经ACC和Ag处理后，只有ACC处理后其线粒体整体OCR显著升高，复合体 I 呼吸能力也显著升高。以上数据表明：拟南芥MRPL1 功能丧失或Dox药物干扰引起线粒体翻译受损，降低复合体 I 呼吸能力和整体呼吸能力，乙烯能够通过其信号传导调控线粒体蛋白质稳态，提高复合体 I 呼吸能力和整体呼吸能力。

参考文献：Systems Phytohormone Responses to Mitochondrial Proteotoxic Stress. Wang X, Auwerx J. Mol Cell. 2017 Nov 2;68(3):540-551.e5.

植物研究为什么要关注线粒体？

       “生命只在呼吸之间”。植物线粒体是植物呼吸作用中三羧酸循环和氧化磷酸化的场所，其参与的生命活动过程在植物初级代谢中发挥核心作用，为机体提供了95%以上的能量。不仅如此，植物线粒体还参与了诸如细胞凋亡、氧化还原电位调节、电解质平衡和信号传导等重要生命活动。植物线粒体功能容易受到多种应激条件的影响，例如氧化胁迫、热胁迫和生物胁迫等，其功能障碍如何影响植物生长的机制仍然未知，所以深入探究植物线粒体的功能具有重要的生物学意义，将直接影响植物的生长、发育等生命活动，并且可以应用于生产实践，例如作物产量的提高及农产品的贮存等。

植物线粒体氧化磷酸化功能评估为植物研究带来的重要参考

       线粒体氧化磷酸化（OXPHOS）系统是线粒体能量代谢的中心，是真核细胞能量产生的关键。支持OXPHOS系统运转的是电子传递链（ETC）的上五种酶复合体：复合体I、复合体II、复合体III和复合体IV，由复合体I-IV生成的质子梯度随后被复合体V所利用，催化ADP磷酸化生成ATP。OXPHOS系统中任何一个复合体发生异常或功能障碍，都会ji易导致线粒体发生功能障碍，因此通过检测OXPHOS系统各复合体功能活性来评估线粒体氧化磷酸化功能，将为深入研究植物线粒体功能带来重要参考，但如何快速检测分析OXPHOS各复合体的功能活性，是评估线粒体氧化磷酸化功能的技术难点。目前对OXPHOS各复合体的功能活性的检测，主要是采用比色法，操作时间长，步骤多，只能对单个复合体功能活性进行终点法的检测分析，无法一次性实时动态检测分析同一样本各复合体功能活性。

Oroboros O2k 一次性同时快速检测线粒体氧化磷酸化各复合体的功能活性的技术特点

       Oroboros O2k提供了一种独特的SUIT（底物-解偶联剂-抑制剂-滴定，Substrate-uncoupler-inhibitor-titration）检测方案来检测线粒体氧化磷酸化各复合体的功能活性。Oroboros O2k没有加药孔的限制，也没有试剂盒的限制，可以根据实验设计灵活的无限制的添加底物、抑制剂、解偶联剂及不同浓度的药物滴定，实现同一个样本一次性快速进行复合体I、复合体II、复合体IV、zui大呼吸率、ATP合酶的功能活性检测，深度挖掘线粒体能量代谢信息，快速评估和表征线粒体氧化磷酸化各复合体功能活性，从而助力植物研究。

奥地利OROBOROS O2k光电联合多维度能量代谢检测整体解决方案

1、光电联合多参数实时动态检测技术：

电化学实时动态检测模块：pO2（高分辨率极谱氧电极传感器，耗氧率检测分辨率为±1 pmol O₂∙s-¹∙mL-¹）、pH、H2O2、TPP+（测量线粒体膜电位）、H2S、NO、质体醌；荧光实时动态检测模块：MMP（测量线粒体膜电位）、ATP、Ca2+、ROS、NADH；

2、拥有原代细胞、原代组织能量代谢快速检测技术：

无需过夜培养、样品快速检测，更加客观反应样品更接近体内的能量代谢水平；

3、拥有多维度能量代谢分析平台：

适应线粒体、细胞、组织块、活检样品等不同层次不同水平的样本检测。