細胞分裂素是一類促進細胞分裂、誘導芽的形成并促進其生長的植物激素。

細胞分裂素的分類

細胞分裂素(CK)是一類腺嘌呤衍生物。植物內源細胞分裂素根據(jù)側鏈的結構不同，可分為兩大類：游離態(tài)細胞分裂素和結合態(tài)細胞分裂素。

游離態(tài)細胞分裂素：不與其他分子結合，能夠自由存在于植物體內。常見的有玉米素、玉米素核苷、異戊烯基腺嘌呤等。它們在植物體內天然存在，對植物的生長發(fā)育起著重要的調節(jié)作用。
結合態(tài)細胞分裂素：與tRNA等分子結合。如 6 - 芐基腺嘌呤(6 - BA)、激動素(KT)等。這些人工合成的細胞分裂素具有與天然細胞分裂素相似的生理活性，在農業(yè)生產(chǎn)和植物組織培養(yǎng)中被廣泛應用。

在眾多植物內源細胞分裂素中，玉米素是細胞分裂素的主要天然活性成分, 玉米素存在反式玉米素和順式玉米素，兩種同分異構體。反式玉米素為大多數(shù)植物細胞分裂素的主要活性形式。除了自然產(chǎn)生的細胞分裂素，還有一些是人工合成的，例如激動素(Kinetin, KT)、6-芐基腺嘌呤(6-Benzylaminopurine, 6-BA)以及四氫吡喃芐基腺嘌呤(Tetrahydropyranyl benzyladenine, PBA)等。

細胞分裂素的生物合成途徑

細胞分裂素的生物合成可以通過兩種主要途徑進行：第一種是以異戊烯基側鏈為基礎的從頭合成途徑，這條途徑是iP-CTK和tZ-CTK的主要合成方式。第二種則是tRNA降解途徑，主要用于合成順式玉米素型細胞分裂素(cZ-CTK)。在tRNA降解過程中，特定的tRNA異戊烯轉移酶(IPT)會對tRNA進行修飾，隨后通過降解生成cZ-CTK。生成的cZ類細胞分裂素在玉米素異構酶的作用下，轉化為活性更強的反式玉米素型細胞分裂素。然而，這條途徑并不是植物體內細胞分裂素的主要合成路徑，因為其生成cZ類細胞分裂素的速度較慢，無法滿足植物正常生長和發(fā)育的需求。

從頭合成途徑則是通過2-C-甲基-D-赤藻糖醇-4-磷酸(MEP)途徑和甲羥戊酸途徑(MVA)來產(chǎn)生二甲基烯丙基二磷酸(DMAPP)。接著，利用異戊烯基轉移酶(iPT)催化，將異戊烯基轉移到腺苷酸(ANP)上，生成異戊烯腺苷-5’-二磷酸(iPDP)、異戊烯腺苷-5’-一磷酸(iPMP)和異戊烯腺苷-5’-三磷酸(iPTP)。這一過程是從頭合成途徑中的關鍵限速步驟。隨后，經(jīng)過其他酶的參與，最終合成出iP、tZ和DZ，其中從頭合成途徑主要生成iP和tZ類細胞分裂素。

細胞分裂素的功能

• 細胞分裂的促進：細胞分裂素的主要作用在于促進植物細胞的有絲分裂，增加細胞數(shù)量，從而推動植物的生長與發(fā)育。在植物的生長旺盛區(qū)域，如根尖和莖尖，細胞分裂素的濃度較高，細胞分裂活動也相對活躍。

• 芽的分化誘導：在植物組織培養(yǎng)過程中，細胞分裂素與生長素的比例對芽和根的形成至關重要。當細胞分裂素的含量較高時，有助于誘導芽的生成，促進外植體向不定芽的分化。

• 延緩葉片衰老：細胞分裂素能夠抑制葉片中葉綠素的降解，保持葉片的綠色和光合作用能力，從而延緩葉片的衰老。

• 促進側芽生長：細胞分裂素能夠打破頂端優(yōu)勢，促進側芽的生長與發(fā)育，使植物的分枝數(shù)量增加，株型更加緊湊。

• 增強植物抗逆性：細胞分裂素能夠提升植物對干旱、高溫、低溫等逆境條件的適應能力，從而增強植物的抗逆性。

細胞分裂素的測定

　　目前，細胞分裂素的檢測廣泛使用的方法有：酶聯(lián)免疫法(ELISA)、高效液相色譜法(HPLC)及液相色譜-質譜聯(lián)用法(LC-MS)。其中液質聯(lián)用法是應用最為廣泛的方法，它兼有LC的分離能力和MS的高靈敏度和高特異性。