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图注：活体生理检测仪Physiolyzer^®

       钾（K⁺）是植物生长发育必需的元素，在病原体免疫方面也发挥着作用。但是，病原体是否通过调节宿主K⁺通道而增强毒性并且破坏宿主免疫还不清楚。

       2018年1月，中国农科院植保所的宁约瑟、王国梁与中国农业大学的王毅，双方合作在植物保护领域的专业期刊PLoS Pathogens上发表了题为“The fungal pathogen Magnaporthe oryzae suppresses innate immunity by modulating a host potassium channel”的研究成果。农科院植保所史学涛和中农龙雨同为本文第一作者。

图注：水稻活体根部K+流检测图。

       课题组以水稻幼苗为研究对象，发现了稻瘟病菌M. oryzae通过K⁺通道破坏免疫的效应蛋白AvrPiz-t。它与水稻质膜K⁺通道蛋白OsAKT1发生互作，专门抑制OsAKT1介导的K⁺流。为研究稻瘟病抗性与外部K⁺变化的直接关系，课题组利用基于非损伤微测技术（Non-invasiveMicro-test Technology, NMT）的旭月NMT逆境研究工作站，检测了野生型及AvrPiz-t转基因型水稻活体根的分生区的K⁺流变化过程。

水稻活体根部K⁺流结果。

       结果显示：相对于野生型，转基因型水稻的K⁺吸收速率在外部K⁺浓度为0.1mM时明显降低；但在1.0mM时，无明显差异。且流速测定与K⁺含量测定的结果一致。这些数据表明：AvrPiz-t会部分抑制水稻中K⁺的吸收。

       这项研究成果展现了一种新的机制：病原体通过调节宿主的K⁺通道抑制宿主免疫反应，为病原介导的植物营养途径的扰动，其分子机制提供了新的认识。

       这是非损伤微测技术（NMT）在植物保护领域发表的第一篇高水平的文章，其中结合K⁺流速与含量的结果，证明K⁺吸收与免疫有关。

       截止2018年5月份，国内学者发表的NMT相关SCI文章共216篇，总影响因子为846.033。

注：SIET、MIFE、SVET、SPET等技术名称，已经统一为Non-invasive Micro-test Technology，中文名“非损伤微测技术”，简称NMT。

        下载全文：C2017-033

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图注：活体生理检测仪Physiolyzer^®

       硝酸盐是谷类作物主要的氮源，因此掌握谷物的硝酸盐信号转导对于提高其氮利用效率至关重要。尽管已经在拟南芥中鉴定出了几个硝酸盐信号转导的调节因子，但在谷物中并未发现。

       中国科学院遗传与发育生物学研究所童依平课题组在Plant Physiology上发表了一篇文章，题为“The Nitrate-Inducible NAC Transcription Factor TaNAC2-5A ControlsNitrate Response and Increases Wheat Yield”，主要探究谷物中硝酸盐转运反应。

       野生型与过表达型玉米，在高低氮条件下根部NO₃^-流检测。正值表示吸收。

       课题组从小麦中分离到一种硝基诱导的谷类特异NAM，ATAF和CUC(NAC)转录因子TaNAC2-5A。染色质免疫沉淀试验表明：TaNAC2-5A可直接与硝酸盐转运蛋白和谷氨酰胺合成酶编码基因的启动子区域结合。小麦中TaNAC2-5A过表达促进根的生长以及硝酸盐吸收速率，从而提高根系吸收氮素的能力。

       研究利用基于非损伤微测技术（Non-invasive Micro-testTechnology, NMT）的NMT活体生理检测仪 Physiolyzer^®，检测根部NO₃^-流，发现转基因型植物根部的NO₃^-吸收速率显著高于野生型，这为TaNAC2-5A促进作物根部NO₃^-吸收提供了最直接的生理证据。

截止2018年5月份，国内学者发表的NMT相关SCI文章共216篇，总影响因子为846.033。

注：SIET、MIFE、SVET、SPET等技术名称，已经统一为Non-invasive Micro-test Technology，中文名“非损伤微测技术”，简称NMT。

        下载全文：C2015-036

       研究使用设备

       短芒大麦，又称为野大麦，是中国北部用于改良土壤的一种单子叶盐生植物。目前为止，其耐盐机制仍然存在争议。

       2016年8月，中国农科院兰州畜牧与兽药研究所王晓力副研究员同兰州大学张金林副教授于Plant Science上发表了“The coordinated regulation of Na+ and K+ in Hordeum brevisubulatum responding to time of salt stress”的研究成果。兰州畜牧与兽药研究所王春梅硕士与兰大夏曾润硕士为共同第一作者。

       结果显示： 100 mM NaCl处理168h，野大麦地上部分Na⁺浓度随着胁迫时间延长而迅速增加，明显高于小麦，这与25和50 mM NaCl处理时结果类似。即便培养液中的K⁺浓度从0.01 mM增加到50 mM，对地上部分Na+浓度仍无明显影响。

       有趣的是，100 mM NaCl处理7d后，相比于小麦，野大麦地上部分生长提高了，根系维持较高的活力。接着将处理时间延长至60d，地上部分和根部的Na⁺浓度峰值分别出现在第7和14天，之后逐渐下降。

       利用基于非损伤微测技术（Non-invasive Micro-test Technology, NMT）的旭月NMT逆境研究工作站，测定不同条件下野大麦根部的Na⁺和K⁺流，结果发现：维持K⁺吸收同时增加Na⁺外排是长期盐胁迫下降低植物体内Na⁺浓度的主要途径。

       而且，叶片分泌Na⁺对组织Na⁺浓度降低并无影响。因此，推测野大麦在长期盐胁迫下生存的生理机制是最初盐胁迫时地上部分快速积累Na⁺，然后诱发Na⁺外排、激活K⁺吸收以维持组织中的K⁺/Na⁺平衡。

图注：野大麦根部Na⁺流检测图

图注：不同浓度、时间NaCl处理后，野大麦根部Na⁺和K⁺流测定结果。负值表示吸收，正值表示外排

       截至2017年7月份，国内学者利用旭月非损伤微测系统发表的盐胁迫相关SCI文章，已达64篇，占SCI文章综述的1/3，总影响因子244.929，在研究方向排名上位居第一。盐胁迫研究成果数据统计也显示，非损伤微测系统已经成为植物盐胁迫研究的必备手段之一。

注：SIET、MIFE、SVET、SPET等技术名称，已经统一为Non-invasive Micro-test Technology，中文名“非损伤微测技术”，简称NMT。

        下载全文：C2016-012

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图注：活体生理检测仪Physiolyzer^®

       向水性是植物根系适应土壤环境变化的关键过程，通过向水性适应土壤水分梯度以及生长方向。然而，这种向水性反应机制目前仍不清楚。

       许教授在“中关村NMT非损伤微测技术产业联盟”访谈中曾明确表示：根的向水性与H+的吸收、外排相关，H⁺流是水、肥研究的核心思想。

       2018年2月，福建农林大学的许卫锋教授课题组在Plant Physiology上发表了题为“Comparative analysis of Arabidopsis ecotypes reveals a role for brassinosteroids in root hydrotropism”的研究成果。苗锐博士等为本文的共同第一作者。

       课题组从世界各地收集到31种拟南芥生态型，将其培养在专门设计的土壤模拟系统中，使其根系沿水分梯度生长。通过分析转录组与生理变化，选出3种生态型，分别是Ws（强亲水性）、Col-0（中亲水性）和C24（弱亲水性）。

       以不同生态型拟南芥的根系为研究对象，利用基于非损伤微测技术（Non-invasive Micro-test Technology, NMT）的活体生理检测仪Physiolyzer^®，测定了活体拟南芥根尖的Ca²⁺、H⁺和H₂O₂流的变化过程。

       研究发现：根的向水性与H⁺外排、Ca²⁺吸收、氧化还原平衡、表观遗传调控和激素信号均相关。进一步研究油菜素内酯（BR）的作用：BR合成抑制剂存在时，相比于弱亲水性的C24型，Ws的强亲水性反应降低；H⁺外排以及初生根伸长也受到抑制。

       研究也证明BRI1（BR受体）与AHA2（PM H+-ATPase）会相互作用，他们的表达模式是高度协调的。这种协同作用在Ws型中表达出强的亲水性。结果表明：BR介导的H⁺外排是拟南芥根系向水性反应的关键。

图注：拟南芥根尖H⁺流检测图

图注：3种生态型拟南芥在对照组与不同时长处理组下的根尖H⁺、Ca²⁺、H₂O₂流的变化。efflux代表外排，influx代表吸收

       许卫锋教授利用活体生理检测仪Physiolyzer^®进行了大量研究，至今已发表SCI文章9篇，总影响因子47.349。

注：SIET、MIFE、SVET、SPET等技术名称，已经统一为Non-invasive Micro-test Technology，中文名“非损伤微测技术”，简称NMT。

        下载全文：C2018-001