（通讯员：刘海）衰老几乎是所有生物都会遇到的自然过程，恶劣的自然环境和病害都会加速衰老的发生。监测衰老的发生就显得尤为重要。现有的植物衰老的检测指标包括光合速率下降、呼吸速率骤变、大分子有机物 (糖、蛋白质和核酸) 含量骤减、水解酶活性增加，活性氧爆发等。这些检测方法大多操作繁琐，无法反映植物体的生物状况。目前，监测衰老信号的方法，特别是直接监测植物组织细胞的方法却少有报道。动植物的细胞膜内外维持着一定的跨膜电位（TMP）。TMP的稳定是细胞正常新陈代谢的基础，环境突然的变化会导致细胞应激反应，TMP在此过程中也会响应发生改变。

近日，我院薛绍武研究团队报道了一种简便的TMP检测方法，可以用于原位监测植物组织和细胞的衰老信号，也可以反映植物对环境胁迫的响应模式。

该方法基于膜片器系统的电流钳模式，通过玻璃微电极可以直接监测植物组织和细胞的TMP。基于此法，作者分析了TMP指标和植物衰老信号的关系。结果发现，在拟南芥生命周期中，营养生长期向生殖生长期转变时，TMPD (|TMP|) 最大；进入衰老时期后，TMPD骤减。超表达衰老基因ATG8的株系中，TMPD则显著更低。

该方法还在包括水稻、油菜和柑橘等多种作物中都得到了验证。在衰老发生的水稻、油菜叶片和柑橘果肉细胞都呈现出较对照组去极化的TMP。

此外，作者还监测了渗透胁迫、激素脱落酸、细胞分裂素以及冷/热刺激后拟南芥TMP变化，探究了不同胁迫下，植物组织膜电势的应答模式差异。特别是短期和长期胁迫处理后，植物组织细胞的TMP应答差异。最后，该项研究还尝试检测了叶绿体TMP，结果发现黄化株系tic21的叶绿体TMPD较野生型植株更低。

综上，该TMP检测方法通过实时监测植物组织细胞跨膜电势的变化，可以报告植物组织细胞的衰老状态和应对逆境胁迫的能力。未来，可以为选育抗逆作物新品种助力。

该项研究得到了国家自然科学基金、华中农业大学自主科技创新基金以及10大菠菜信誉担保网创新团队龙云计划等项目的资助。

原文链接：

https://plantmethods.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13007-023-01006-0

（审核人 薛绍武）