Background Reactive oxygen species (ROS) such as hydrogen peroxide and superoxide anions significantly accumulate during biotic and abiotic stress and cause oxidative damage and eventually cell death. There is accumulating evidence that ROS are also involved in regulating beneficial plant-microbe interactions, signal transduction and plant growth and development. Due to the relevance of ROS throughout the life cycle and for interaction with the multifactorial environment, the physiological phenotyping of the mechanisms controlling ROS homeostasis is of general importance. Results In this study, we have developed a robust and resource-efficient experimental platform that allows the determination of the activities of the nine key ROS scavenging enzymes from a single extraction that integrates posttranscriptional and posttranslational regulations. The assays were optimized and adapted for a semi-high throughput 96-well assay format. In a case study, we have analyzed tobacco leaves challenged by pathogen infection, drought and salt stress. The three stress factors resulted in distinct activity signatures with differential temporal dynamics. Conclusions This experimental platform proved to be suitable to determine the antioxidant enzyme activity signature in different tissues of monocotyledonous and dicotyledonous model and crop plants. The universal enzymatic extraction procedure combined with the 96-well assay format demonstrated to be a simple, fast and semi-high throughput experimental platform for the precise and robust fingerprinting of nine key antioxidant enzymatic activities in plants.

中文翻译：

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用于生理表型分析的关键抗氧化酶活性特征的简单半高通量测定。

背景 过氧化氢和超氧阴离子等活性氧 (ROS) 在生物和非生物胁迫期间显着积累，并导致氧化损伤并最终导致细胞死亡。越来越多的证据表明 ROS 还参与调节有益的植物-微生物相互作用、信号转导和植物生长发育。由于 ROS 在整个生命周期中的相关性以及与多因素环境的相互作用，控制 ROS 稳态机制的生理表型具有普遍重要性。结果在这项研究中，我们开发了一个强大且资源高效的实验平台，该平台允许从整合转录后和翻译后调节的单次提取中确定九种关键 ROS 清除酶的活性。对测定进行了优化，并适用于半高通量 96 孔测定形式。在一个案例研究中，我们分析了受到病原体感染、干旱和盐胁迫的烟叶。这三个压力因素导致具有不同时间动态的不同活动特征。结论 该实验平台适用于测定单子叶和双子叶模型及农作物不同组织中的抗氧化酶活性特征。通用酶提取程序与 96 孔测定形式相结合，证明是一个简单、快速和半高通量的实验平台，可用于对植物中九种关键抗氧化酶活性进行精确和稳健的指纹识别。在一个案例研究中，我们分析了受到病原体感染、干旱和盐胁迫的烟叶。这三个压力因素导致具有不同时间动态的不同活动特征。结论 该实验平台适用于测定单子叶和双子叶模型及农作物不同组织中的抗氧化酶活性特征。通用酶提取程序与 96 孔测定形式相结合，证明是一个简单、快速和半高通量的实验平台，可用于对植物中九种关键抗氧化酶活性进行精确和稳健的指纹识别。在一个案例研究中，我们分析了受到病原体感染、干旱和盐胁迫的烟叶。这三个压力因素导致具有不同时间动态的不同活动特征。结论 该实验平台适用于测定单子叶和双子叶模型及农作物不同组织中的抗氧化酶活性特征。通用酶提取程序与 96 孔测定形式相结合，证明是一个简单、快速和半高通量的实验平台，可用于对植物中九种关键抗氧化酶活性进行精确和稳健的指纹识别。这三个压力因素导致具有不同时间动态的不同活动特征。结论 该实验平台适用于测定单子叶和双子叶模型及农作物不同组织中的抗氧化酶活性特征。通用酶提取程序与 96 孔测定形式相结合，证明是一个简单、快速和半高通量的实验平台，可用于对植物中九种关键抗氧化酶活性进行精确和稳健的指纹识别。这三个压力因素导致具有不同时间动态的不同活动特征。结论 该实验平台适用于测定单子叶和双子叶模型及农作物不同组织中的抗氧化酶活性特征。通用酶提取程序与 96 孔测定形式相结合，证明是一个简单、快速和半高通量的实验平台，可用于对植物中九种关键抗氧化酶活性进行精确和稳健的指纹识别。