（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生命科学技术学院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）