在植物化学防御研究中少花钱多办事

植物不能逃跑以避免被吃掉，因此他们采用各种化学防御措施来阻止食草动物进入海湾。了解植物化学防御对于保持作物健康以及回答有关生态学和进化的各种学术问题至关重要。然而，目前用于评估植物化学防御的技术是耗时的并且需要不切实际的大量植物组织。在最近一期“植物科学应用”中提出的研究中，Chandra Jack博士及其同事设计了一种新技术，用于评估植物化学防御，这种技术对于各种实验应用来说不那么费力且更实用。

测量防御化合物的传统方法使用光来测量叶子中的不同化学物质，使用称为分光光度计的装置。这些方法需要大量的组织样本，这意味着必须将多个叶子合并在一起，从而破坏有意义的变化。这里报道的技术，使用酶标仪，检测小于10毫克的样品中的活性，或传统组织样品重量的2%。

“最大的限制因素之一是传统分光光度计检测所需的组织量，”该研究的第一作者杰克博士说。“现在，因为研究人员不必将单一植物的叶子结合起来，他们可以更好地探索局部与系统反应，或监测个体植物随时间的反应......它可以让我们测量种群水平的变异并解析出环境对基因的影响。“

“另一个限制是进行这些实验所需的时间，”杰克博士说。使用分光光度法进行分析所需的大量劳动力和时间严重限制了可以评估的样品数量。这限制了可行的实验设计，并因此限制了人们希望回答的问题类型。另外，传统方法的时间和组织需求使得重新运行样品或重现结果更加困难。在这项研究中，研究人员能够进行一组通常在6小时内需要41小时的检测。

植物化学防御是复杂的，涉及一次生产多种化合物。虽然传统技术需要单独提取来分析每类防御化合物，但此处介绍的技术使用固定的制备缓冲液和方案一次提取多种化合物。这使得测量更广泛的化学反应变得切实可行，从而为植物防御提供更细微，更高分辨率的图像。“植物产生如此多的次级代谢产物和酶以应对食草动物的攻击，除非你测定多种化合物，否则植物防御的故事并不完整，”杰克博士说。

这里介绍的方法，其中合并样品制备缓冲液并在微孔板上同时进行样品，大大减少了分析防御化合物的时间和费用。杰克博士说：“对我们来说，这是一个必要的例子，是发明之母。”“我计划建立一个实验......并且无法找到高通量分析来完成所需的实验。”但在开发这种技术时，作者开辟了对其他植物防御的探索途径。研究人员现在可以同时研究多种防御化合物，查看局部和系统反应，比较更大的个体样本，并比以前更可行地复制他们的发现。

“最初，这不是一个独立的项目，”杰克博士说。“然而，当我们梳理文献并投入大量时间参与协议时，我们意识到这对科学界有用，并可能影响到许多不同的领域。

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