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环境胁迫会对植物的生长和生产造成负面影响。干旱、低温、土地盐碱化、大气中二氧化碳富集、机械损伤和重金属中毒等非生物胁迫是导致农作物减产的主要原因。随着人口的不断增长,而农作物却因为日益恶化的环境产量和品质达不到需求时,找到植物应对非生物胁迫而减产的原因和应对之策尤为重要。植物通过适合的生理活动和生化成分的改变来响应环境胁迫。因此,考察植物对抗非生物胁迫的行为时,代谢物变化的研究十分重要。水稻的镉中毒是因为水稻体内过氧化氢的积累,而外源性多胺的添加可以降低镉胁迫对水稻植株造成的氧化损伤。目前植物中多胺的检测方法面临灵敏度低、植物用量大、基质效应严重等问题。氨基小分子是植物体内广泛存在的小分子,搜寻潜在的胺类生物标记物有十分重要的意义。我们希望通过代谢组学研究,从定性和相对定量两方面找到与机械损伤相关的氨基代谢物。稳定同位素标记技术是近几年来广泛应用于质谱定性和定量分析的一种方法。无需使用分析物同位素内标的基础上,利用化学衍生的办法将同位素引入待分析结构中,混合后进行LC-MS分析。通过在色谱图中比较轻、重标记试剂标记的同一目标物的峰强度来进行定性和定量分析。在本文研究工作中,我们将稳定同位素标记技术与常用的液相色谱-三重四级杆质谱仪相结合来非目标性定性、相对或绝对定量植物中的氨基化合物。所建立的方法显著的提高了方法的灵敏度、选择性和准确度。主要研究内容包括以下几个方面:1.合成了 d6-丹磺酰氯(d6-DNS-Cl),丹磺酰氯和d6-丹磺酰氯作为一组同位素质谱探针,在无需使用分析物同位素内标的基础上,实现了基于高效液相色谱-电喷雾串联质谱(HPLC-ESI-MS/MS)方法的植物样品中6种多胺的绝对定量。最终该方法被成功用于镉胁迫水稻幼苗和对照组水稻幼苗中多胺的微区分析,考察了镉胁迫时间对水稻内源性多胺的影响。2.合成了 N,N-二甲基-4-氨基丁酸(4-(dimethylamino)butanoic acid,DMAA)和d4-DMAA作为一组同位素质谱探针,建立了一种稳定同位素标记-双中性丢失扫描-质谱的方法(IL-LC-DNL-MS)用于番茄中氨基化合物非目标性定性分析和相对定量分析。通过该方法,我们找到了与蕃茄机械损伤相关的7个潜在氨基标志物。