细胞间信号传递对于植物生长发育和适应环境至关重要。小肽作为一类重要的信号分子通过与质膜类受体蛋白激酶胞外域结合,激活下游信号,行使相应的生物学功能。研究小肽和受体的关系对于理解植物生长发育过程的信号通路意义重大。拟南芥基因组编码约1,000种小肽和600多种类受体蛋白激酶,但目前只有少数配体（小肽）-受体（类受体蛋白激酶）得到鉴定。编码小肽和类受体蛋白激酶的基因通常属于多基因家族并且仅在某些特定细胞或特定发育阶段低水平表达,因此相应配体-受体的鉴定在技术上存在较大挑战性。此外,由于大部分小肽和类受体蛋白激酶功能未知,而且基因冗余广泛存在,限制了传统的遗传学方法的应用。近年来相继报道了一些新的方法用于鉴定未知受体-配体,但这些方法大多需要放射性或荧光标记,且实验过程过于繁琐,限制了这些技术的广泛应用。因此,亟需开发一种灵敏度高且便捷的小肽配体-受体鉴定技术。随着纳米技术在生命科学领域的不断进步,纳米材料传感器显示出在生物化学检测中的重要价值。特别是金属纳米孔阵列表面等离子共振（SPR）传感器近年来引起了越来越广泛的研究兴趣。它具有无需标记、灵敏度高、生物相容性好等优点,同时检测装置简单,克服了传统SPR仪器复杂不便使用的缺点,因此已经在生物医学领域得到广泛的应用,但是,该技术在植物学研究中的应用还鲜见报道。本论文利用纳米球刻蚀和纳米压印“一步法”分别在玻璃基底和柔性基质中制备了大面积有序的周期性金纳米孔阵列。纳米球刻蚀法成本低廉,适用于大规模制备纳米孔阵列结构;而本文提出的纳米压印“一步法”具备纳米压印高精度的优点,而且简单易行,可以兼顾结构性能和制备通量。相对于纳米球刻蚀,纳米压印“一步法”制备的金纳米孔阵列显示出更高的均匀性和更稳定的光学性质。构建了基于金纳米孔阵列的SPR检测平台,对三种不同的反应体系进行生物分子特异性结合检测。该检测平台不仅对生物素-链霉亲和素和Ig G-anti-Ig G结合具有良好的SPR响应,而且能够通过ABA依赖的PYL1-ABI2特异性反应检测ABA与其受体PYL1的结合。通过反应离子束刻蚀（Reaction ionetching,RIE）处理,金纳米孔阵列SPR传感器很容易实现重复利用,三次循环检测实验结果显示良好的重复性。利用金纳米孔阵列SPR对已知植物小肽配体-受体进行检测,以阐明其对于植物小肽-受体检测的可行性和特异性。利用大肠杆菌原核表达系统,分别对类受体蛋白激酶CLV1、FER胞外域和小肽CLV3、RALF进行表达纯化。将原核表达或人工合成的小肽固定在金纳米孔阵列表面,通过透射光谱等离子体共振峰的变化来检测小肽与相应受体的结合。将多种类受体蛋白激酶与CLV1混合后加入CLV3进行反应,结果发现,金纳米孔阵列SPR可以从十种类受体蛋白激酶混合液中检测到CLV1与CLV3的特异结合信号,而对照实验则没有检测到SPR响应。这些结果表明,纳米孔阵列SPR传感器对于小肽配体-受体的检测具有良好的特异性。为了增强检测信号,将麦芽糖修饰的金纳米粒子引入检测体系。当待测液中存在与纳米孔阵列表面固定的小肽相互作用的类受体蛋白激酶时,配体-受体特异性结合将类受体蛋白激酶捕获在纳米孔阵列传感器表面,随后通过纳米粒子表面麦芽糖与类受体激酶融合蛋白中MBP的相互作用,将金纳米粒子偶联到纳米孔阵列表面,二者的等离子体共振耦合将配体-受体结合的SPR响应增强了四倍。对照实验表明,若待测液中不包含与传感器表面小肽特异性结合的类受体蛋白激酶,金纳米粒子就无法偶联到纳米孔阵列传感器表面进行信号放大。该信号增强系统不需要对金纳米粒子进行标记,适用于本研究体系中所有类受体蛋白激酶的检测,检测灵敏度可以达到1 p M。利用四种人工合成小肽在24种表达纯化的类受体蛋白激酶中进行初步受体筛选,其中CLV3与两组类受体蛋白激酶混合液反应时检测到SPR信号,然而引入金纳米粒子后,没有观察到信号增强,正负对照实验结果进一步证明,检测到的信号不是由配体-受体特异结合引起的。以上实验结果表明,金纳米粒子信号放大策略同时具有分辨非特异性结合信号的作用。综上所述,本研究所建立的周期性金纳米孔阵列检测平台对生物分子相互作用具有良好的SPR响应,可应用于植物小肽配体-类受体蛋白激酶的特异性结合检测,利用金纳米粒子可以增强SPR信号并提高检测的特异性。