基本信息主题：NMT发现H2S可提升CH4抑制紫花苜蓿吸Cd效果期刊：Environmental Pollution影响因子：6.792研究使用平台：NMT重金属创新平台标题：Methane control of cadmium tolerance in alfalfa roots requires hydrogen sulfide作者：南京农业大学沈文飚、Xinghao Yang检测离子/分子指标Cd2+检测样品紫花苜蓿根伸长区（距根尖顶端500 μm根表上的点）中文摘要（谷歌机翻）硫化氢（H2S）是响应重金属胁迫的气态信号，而最普遍的温室气体甲烷（CH4）则赋予镉（Cd）耐受性。本研究评估了CH4和H2S调控紫花苜蓿（Medicago sativa）Cd耐受性的因果关系。本研究结果表明，CH4的加入不仅加剧了H2S代谢，而且减缓了Cd对紫花苜蓿幼苗生长的抑制作用，这与缓解根系组织氧化还原失衡和细胞死亡的作用是并行的。在去除内源H2S后，无论是在亚牛磺酸（HT；H2S清除剂）还是DL炔丙基甘氨酸（PAG；H2S生物合成抑制剂）存在下，根中都没有观察到上述结果。利用原位非损伤微测技术（NMT）和电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）证实了H2S参与CH4抑制Cd在根部的内流和积累，这可以通过重新建立谷胱甘肽（GSH）库（还原型/氧化型GSH和同型谷胱甘肽）稳态和促进抗氧化防御来解释。总的来说，本文的研究结果清楚地揭示了H2S在CH4下游起作用，增强了对Cd胁迫的耐受性，这对基础和应用植物生物学都有重要意义。离子/分子流实验处理4日龄紫花苜蓿分别在1.30 mM CH4、100 mM NaHS、1 mM HT和2 mM PAG中处理6 h，然后100mM CdCl2 处理72 h。离子/分子流实验结果进一步利用NMT监测根尖Cd2+流速。当幼苗暴露在未经Cd处理的Cd测试液中时，Cd在根尖的内流速率先增大，随后减小到一定水平并保持相对稳定（图1D, E）。当幼苗的根尖在Cd测试液中预平衡30 min后，可以清楚地观察到10 min内的稳定Cd2+内流速率（图1F, G）。相比之下，无论在有无Cd测试液预平衡的实验中，CH4和H2S都能明显降低Cd的内流速率，然后在加入HT和PAG后Cd2+速率被逆转（图1D-H）。同时，在只用HT或PAG处理的样品中，观察到Cd2+吸收加剧。上述结果清楚地说明了内源性H2S在CH4减少Cd积累和Cd吸收中的重要作用。图1. H2S是CH4减少Cd积累和抑制的必要条件。负值代表Cd2+吸收。其他实验结果CH4减轻Cd胁迫下根尖细胞死亡可能与H2S有关。LCD依赖的H2S合成有利于CH4抵御Cd胁迫。内源H2S在CH4缓解Cd积累中起作用。谷胱甘肽库在CH4响应中的作用依赖于H2S。重建CH4氧化还原稳态需要内源H2S。结论本研究结果表明，在植物对Cd胁迫的耐受性上，H2S在CH4的下游起作用，包括从表型上减弱Cd诱导的生长抑制，缓解氧化还原失衡和细胞死亡，特别是抑制Cd在紫花苜蓿幼苗根部的内流和积累。总之，本研究的发现将为了解CH4如何介导植物对重金属的耐受性和内源H2S的生理功能开辟了新的途径。测试液0.1 mM CdCl2, 0.1 mM KCl, 0.3 mM MES, pH 5.8仪器采购信息据中关村NMT产业联盟了解，南京农业大学于2018年采购了美国扬格公司的非损伤微测系统。原文链接：https://doi.org/10.1016/j.envpol.2021.117123关键词：镉胁迫；谷胱甘肽稳态；硫化氢；甲烷；紫花苜蓿

感谢本文一作，中国农科院烟草研究所张彦博士校稿基本信息主题：NMT发现与红花烟草相比黄花烟草根系吸镉速率更大推测其具备土壤修复潜力期刊：Physiologia Plantarum影响因子：4.148研究使用平台：NMT烟草品质创新平台标题：Comparative transcriptome combined with biochemical and physiological analyses provide new insights toward cadmium accumulation with two contrasting Nicotiana species作者：中国农科院烟草研究所刘海伟、张彦、石屹、晁江涛检测离子/分子指标Cd2+检测样品烟草根，距根尖顶端0、200、500、800、1100、1400、1700、2000 μm 根表上的点。中文摘要众所周知，镉（Cd）是环境中毒性很大的重金属元素之一，对动植物的生长造成严重伤害。本研究对CdCl2处理后的黄花烟草（Nicotiana rustica）和红花烟草（Nicotiana tabacum）进行了生理、生物化学和转录组分析，以了解Cd积累的潜在分子机制。结果表明，黄花烟草的干重高于红花烟草。此外，与红花烟草相比，黄花烟草的根部积累更高的Cd浓度（69.65倍）、Cd2+内流速率（1.32倍），具备较高的谷胱甘肽S-转移酶（GST）酶活性（2.54倍）、GSH/GSSG（GSH的氧化形式）比率、超氧化物歧化酶和CAT活性以及较低的H2O2和超氧化物（O2•-）积累。Cd主要分布在两个物种的细胞质中，而在黄花烟草中，Cd在细胞壁中分布比例很大。此外，转录组分析显示，Cd处理后在黄花烟草的叶片和根部分别有173个和710个差异表达基因（DEGs），而在红花烟草的叶片和根部分别发现了576和1543个差异基因。在黄花烟草中，苯丙素生物合成和苯丙氨酸代谢是最明显的富集通路，而在红花烟草中，GSH代谢、ATP结合盒超家族转运蛋白和苯丙素生物合成是最明显的富集通路。最后，研究发现与金属内流、区隔化、再活化和螯合作用有关的DEGs是Cd积累的主要原因。这些结果表明，黄花烟草比红花烟草积累更高的Cd含量，在相同的Cd处理条件下，不同物种有不同的响应机制。本研究中确定的DEGs可能有利于确定与Cd调控有关的基因或途径，明确与Cd积累有关的重要调控因子。离子/分子流实验处理50 μM CdCl2处理24 h离子/分子流实验结果为了了解两个物种是否具有不同的根部吸收Cd的能力，用非损伤微测技术（NMT）来研究50 μMCdCl2处理下根部的Cd2+流速。通过对距离根尖顶端0~2000 μm区域的8个点进行测量，发现50 μM CdCl2处理可在这一区域内引起稳定的Cd2+内流（图1）。这两个物种表现出相同的流速变化趋势。与根尖（0 μm）的流速相比，流速在200 μm处首先增加，然后在500 μm处迅速减少，在随后的点上又慢慢增加（图1）。研究选择了距离根尖500 μm处进行后续的检测，因为在该位点可以观察到强烈的Cd2+流速。两个物种之间存在着显著的点内流差异。黄花烟草（49.0673 pmol cm-2s-1）的根部表现出比红花烟草（37.2259 pmol cm-2s-1）高1.32倍的Cd2+内流速率，这表明黄花烟草的根部比红花烟草的根部具有更大的Cd吸收能力。图1. 黄花烟草和红花烟草根部的Cd2+吸收速率。负值代表Cd2+吸收。其他实验结果黄花烟草根和叶中的Cd浓度均比红花烟草高。与对照组相比，经Cd处理的黄花烟草的根和地上部分干重都增加了，而在50 μM CdCl2处理下，红花烟草的根干重下降，地上部分的干重与对照组相比没有变化。两种烟草叶片和根系中Cd主要存在于核糖体可溶性组分中，其次是细胞壁、细胞核和叶绿体，线粒体。无Cd处理时，黄花烟草的GST活性显著高于红花烟草。Cd处理后，GSTs、SOD和CAT的活性均升高，同时黄花烟草的GSSG含量下降，GSH/GSSG比率升高；红花烟草的GSSG含量上升，GSH/GSSG比率不变。荧光探针检测根系中的ROS，在50 μM Cd胁迫下，黄花烟草根表皮仅有轻微的荧光，表现为H2O2和O2•-的少量积累。相比之下，50 μM Cd处理下，红花烟草根部荧光信号强烈，表明H2O2和O2•-积累量较高。Cd处理后，在黄花烟草的叶片中有173个DEGs，根部中有710个DEGs，而在红花烟草的叶片中共有576个DEGs，根部中有1543个DEGs。结论综上所述，Cd在两种植物中的积累和分布表明，烟草属可以认为是一种潜在的植物修复剂。由于IRT的调控，黄花烟草比红花烟草有更高的Cd内流速率。Cd在两种植物中均主要分布在细胞质中，但黄花烟草中，Cd在细胞壁中的分配比例高于红花烟草，说明Cd可以被分隔在细胞壁中，并通过MTPs和NRAMP运输到液泡中，在液泡中被分隔。此外，GST酶活性在两种植物中均有所增强，而在黄花烟草中则较高，这说明GST在烟草属的Cd积累中起着关键的螯合作用。最后，研究确定了与金属内流、区隔化、再活化和螯合作用有关的DEGs对Cd积累的影响，这些相互作用必然导致黄花烟草的Cd积累能力高于红花烟草。这些结果为进一步分析这些候选基因在烟草和其他植物中的作用提供了遗传支持。测试液50 μM CdCl2, 100 μM KCl, 20 μM CaCl2, 500 μM NaCl, 100 μM Na2SO4, 300 μM MES, pH 5.7https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/ppl.13431关键词：重金属；烟草；Cd积累；转录组；差异基因

NMT作为生命科学底层核心技术，是建立活体创新科研平台的必备技术。2005年~2020年，NMT已扎根中国15年。2020年，中国NMT销往瑞士苏黎世大学，正式打开欧洲市场.感谢本文一作，西南科技大学韩颖副教授供稿基本信息主题：NMT发现高Cu低Fe可减少水稻吸Cd但高Cu增加了籽粒Cd浓度期刊：Science of the Total Environment影响因子：6.551研究使用平台：NMT重金属创新平台标题：Iron and copper micronutrients influences cadmium accumulation in rice grains by altering its transport and allocation作者：西南科技大学董发勤、韩颖、凌勤检测离子/分子指标Cd2+检测样品水稻根分生区、伸长区、成熟区中文摘要（一作供稿）稻田镉（Cd）污染严重威胁了我国部分地区人们的身体健康。本文针对川西南低铁（Fe）、高铜（Cu）的碱性Cd污染稻田土，探讨了通过改变培养介质中Fe和Cu的浓度来修复Cd污染碱性水稻土的潜力。本文评估了这两种微量营养元素（Cu和Fe）对水稻Cd吸收和转运的影响。研究发现添加Cu显著提高了水稻生物量和产量，减少了根系Cd的内流和Cd的向上迁移，从而降低了根系、茎秆和叶片中Cd的浓度，但过量的Cu促进了籽粒中相对较高的Cd分配，尤其是在缺Fe条件下，这可能是因为Cu显著提高了叶片中生物可利用Cd的比例。相比之下，Fe并没有缓解Cd对水稻生长和产量的毒害作用，但显著减少了Cd向籽粒的转移，进而降低了水稻籽粒的Cd累积，这与叶片中生物可利用Cd的比例急剧下降密切相关。该研究认为，Cd在水稻籽粒的累积是可以通过改变生长介质中Fe和Cu的浓度来实现的，适当减少Cu，增加Fe可以降低Cd在水稻籽粒中的积累。离子/分子流实验处理1. +Fe+Cd: 20 μmol L-1 EDTANa2Fe(II)+10 μmol L-1 CdCl22. -Fe+Cd: 10 μmol L-1 CdCl23. +Fe+Cd+Cu: 20 μmol L-1 EDTANa2Fe(II)+10 μmol L-1 CdCl2+10μmol L-1 CuSO44. -Fe+Cd+Cu: 10 μmol L-1 CdCl2+10 μmol L-1 CuSO4处理20 d，80 d（收获籽粒）离子/分子流实验结果为了更好地了解Cu和Fe诱导根系Cd积累的变化，本研究检测了这些金属在不同根区（分生区、伸长区和成熟区）上诱导净Cd流速的变化。相对于Fe和Cd处理（+Fe+Cd和-Fe+Cd），添加Cu显著降低了水稻根系3个微区的平均净Cd流速（图1）。值得注意的是，在-Fe+Cd+Cu处理下，Cu的添加导致Cd从根部外排。Fe也抑制了Cd的吸收（尽管程度比Cu小），因为Cd2+在+Fe+Cd处理下的内流速率明显小于在-Fe+Cd处理下的内流速率。在分生区、伸长区和成熟区，-Fe+Cd处理的Cd内流速率分别是+Fe+Cd处理的1.57倍、1.46倍和1.16倍（图1）。Cd2+内流速率在伸长区最高，其次为分生区、成熟区。唯一的例外是-Fe+Cd+Cu处理下，Cd在分生区的外排速率高于伸长区和成熟区（图1）。图1. 水稻生长20 d后不同根微区平均Cd2+流速图2. 水稻根部成熟区Cd2+吸收检测图其他实验结果大部分的Cd存在于根表皮、中柱和皮层中。添加Cu可以显著降低根中Cd的荧光强度；单独添加Fe对根中Cd荧光强度无明显影响。大多数处理下，Cd主要储存在细胞可溶性部分，在根、茎和叶的细胞核和线粒体中储存较少（-Fe+Cd+Cu处理下Cd主要存在于质体和细胞壁中）。在所有处理中，水溶性Cd在根和茎中的比例均占主导地位；但在叶片中，不同的Cd化学形态所占的比例不同。-Fe+Cd和+Fe+Cd之间Cd形态的变化表明，Fe有助于降低Cd的生物可利用性。Cu显著降低了根中的Cd浓度，但无论Fe的水平如何，Cu都增加了籽粒中的Cd浓度。Cu显著减轻了Cd对水稻生物量和产量的毒性。相比之下，Fe只是在分蘖期略微降低了Cd对叶片生物量的抑制作用，而没有缓解Cd对根、茎生物量和籽粒产量的毒害作用。结论本研究观察到，Cu能有效缓解Cd对水稻的胁迫，具体表现为增加生物量和成熟速率，特别是在缺Fe条件下。Cu对Cd的解毒作用可能是由于Cu降低了水稻根系中Cd的内流速率，同时Cu通过根系维管柱减弱了Cd从根系向地上部的转移，从而进一步减轻了Cd对水稻地上部的胁迫。然而，Cu显著增加了谷物中的Cd浓度，这种模式是由Cu添加下叶片中Cd的生物可用性增加所驱动的。相比之下，Fe并没有明显缓解Cd对水稻生物量和籽粒产量的毒害作用，可能是因为单独Fe只是轻微减少了Cd在根系的内流，并没有减少Cd向维管柱的运输。然而，Fe显著降低了叶片中生物可利用Cd的比例，导致籽粒中Cd的积累量显著下降。本研究结果表明，对低Fe、高Cu背景的Cd污染碱性水稻土进行修复，可以以提高Fe和降低Cu浓度为目标。进一步的研究应该评估本研究结果在其他物种中的普适性，以及这些模式是否可能在CO2浓度升高或热胁迫的气候变化条件下被改变。测试液0.1 mM CdCl2, pH 6.0仪器采购信息据中关村NMT产业联盟了解，四川地区西南医科大学、中国科学院成都生物研究所、四川农业大学小麦研究所分别于2012年、2013年、2019年采购了旭月公司的非损伤微测系统。文章原文：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.1461182019版《NMT论文集》已出版关键词：水稻；Cd流速；Cd转运；Cd；Fe

NMT作为生命科学底层核心技术，是建立活体创新科研平台的必备技术。2005年~2020年，NMT已扎根中国15年。2020年，中国NMT销往瑞士苏黎世大学，正式打开欧洲市场。感谢本文通讯作者，江苏师范大学朱明库副教授校稿基本信息主题：NMT发现SlSTE1通过ABA依赖的信号途径清除ROS提高K/Na比促番茄耐盐期刊：Journal of Integrative Plant Biology影响因子：4.885研究使用平台：NMT植物耐盐创新平台标题：SlSTE1 promotes ABA-dependent salt stress-responsive pathways via improving ion homeostasis and ROS scavenging in tomato作者：江苏师范大学朱明库、李宗芸、孟小庆、蔡敬检测离子/分子指标H+，K+检测样品番茄根（距根尖500 μm根表上的点）中文摘要（谷歌机翻）高盐是降低作物生产力和品质的主要限制因素之一。本研究报告了没有任何已知保守结构域的小蛋白SALT TOLERANCE ENHANCER1（STE1）是番茄耐盐所必需的。与WT相比，过表达SlSTE1（OE）增强了植物对多种氯化盐（NaCl、KCl和LiCl）和氧化胁迫的耐受性，同时提高了抗氧化酶的活性，增加了ABA和叶绿素的含量，减少了MDA和ROS的积累。而且，OE植株中K+外排减少，H+外排增加，诱导了较高的K+/Na+比值。相比之下，SlSTE1-RNAi植株对盐胁迫的耐受性下降。RNA-seq数据显示，盐胁迫下OE植株vs WT植株中有1330个DEGs，编码TFs、逆境相关蛋白、次生代谢、激酶和激素合成/信号相关蛋白（尤其是ABA和ACC）的多种多样的基因的转录显著升高。此外，SlSTE1-OE植株对ABA的敏感性增强，结果表明SlSTE1通过与SlPYLs和SlSnRK2s相互作用，促进ABA依赖的盐胁迫响应途径。总之，本研究表明，SlSTE1蛋白通过ABA信号传导、ROS清除、提高离子稳态来赋予番茄耐盐性。离子/分子流实验处理25日龄番茄（WT 及转基因株系），100 mM NaCl实时处理。离子/分子流实验结果非损伤微测技术（NMT）结果显示，NaCl实时处理诱导WT和OE植株根尖K+和H+外排速率显著增加，而OE植株的K+和H+外排速率显著低于WT植株（图1）。图1. 盐胁迫对WT和OE植株根尖K+和H+实时流速动态变化的影响。图2. 植物根部检测图其他实验结果多种胁迫和激素处理能显著诱导SlSTE1的表达。lSTE1-OE植株在NaCl、KCl和LiCl等不同类型盐胁迫下的表现均优于WT，因此，SlSTE1对盐的响应并不对钠具有特异性。转基因株系在盐胁迫下的不同存活率与相应的生理参数有关。盐胁迫下，OE的Na+积累比WT少，K+/Na+比值高于WT，且OE中几乎所有检测到的参与离子平衡的基因的表达也都高于WT。盐胁迫15 d后，OE积累的ROS远少于WT，而Ri植株积累的ROS水平与WT相当。WT幼苗在5 μM MV（诱导叶绿体产生超氧自由基的除草剂甲基紫精）处理下根长和地上部分长度均显著小于OE。在盐胁迫下，SlSTE1影响多种非生物和生物胁迫及激素相关基因的转录。SlSTE-OE植株表现出对ABA的敏感性的改变，而对ACC的敏感性改变不大。SlSTE1对调控ABA相关基因的表达至关重要。SlSTE1可以通过与番茄中的SlPYLs和SlSnRK2s相互作用来调控ABA通路。结论本结果表明，SlSTE1在抗盐胁迫防御机制中的功能参与与ABA介导的信号传导，增强的ROS清除能力和K+/Na+稳态有关。SlSTE1的过表达还会影响许多胁迫响应基因的转录，并整合其他有益的特性，如对不同类型的盐胁迫和氧化胁迫的耐受性。因此，本研究表明SlSTE1通过改善番茄体内的离子稳态和ROS清除，促进ABA依赖的盐胁迫应答途径。测试液0.1 mM KCl, 0.1 mM CaCl2, 0.3 mM MES, pH 6.0仪器采购信息据中关村NMT产业联盟了解，江苏师范大学于2013年采购了美国扬格公司公司的非损伤微测系统。文章原文：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jipb.129872019版《NMT论文集》已出版 关键词：番茄；盐胁迫；ROS；离子平衡 ；转录；氧化胁迫

NMT作为生命科学底层核心技术，是建立活体创新科研平台的必备技术。2005年~2020年，NMT已扎根中国15年。2020年，中国NMT销往瑞士苏黎世大学，正式打开欧洲市场.感谢本文一作，中国林科院亚热带林业研究所彭龙博士供稿基本信息主题：NMT发现腐生型共生真菌荷伯生氏斜盖伞定殖可促枫香根吸钾期刊：Plant Cell and Environment影响因子：6.362研究使用平台：NMT植物-微生物互作创新平台标题：Facultative symbiosis with a saprotrophic soil fungus promotes potassium uptake in American sweetgum trees作者：中国林科院亚热带林业研究所袁志林、彭龙、单晓亮、杨预展；法国农科院Francis M. Martin检测离子/分子指标K+检测样品美国枫香根分生区（距根尖500 μm根表上的点）、伸长区（距根尖15 mm根表上的点）、成熟区（距根尖30 mm根表上的点）中文摘要很多真菌具有灵活的营养方式，它们能在不同的微环境下转变生态位，具有腐生真菌与共生真菌的双重特性。然而，腐生型共生菌促进树木生长和营养吸收的机制还不清楚。荷伯生氏斜盖伞（Clitopilus hobsonii）最早在朽木上发现，是一种常见的腐生真菌。该菌能够与多种树木建立共生关系并促进树木的生长。通过显微观察发现C. hobsonii能顺利进入根部皮层细胞并形成密集的类似于“微菌核”的共生结构，而没有形成外生菌根结构或是内生真菌定殖结构。通过检测腐生型共生真菌-树木共生体中N、P、K的含量，发现腐生型共生真菌不能影响树木中的N和P的含量，但能显著提高K含量。基因表达模式结果表明，树木中的K吸收基因的表达在接菌前后并无显著差异，而检测到了3个真菌K吸收基因，其中ChACU和ChSKC基因能够恢复K吸收缺陷的酵母突变体的生长。值得注意的是，低钾（0.05 mM）条件下能够上调ChACU基因表达，使得C. hobsonii 在低钾条件下更有益于树木K吸收，并且提高树木可溶性糖含量。这些结果从形态和营养方面解析了腐生型共生真菌与树木的相互作用，说明低营养条件更有益于腐生型共生菌与树木间的互利共生。离子/分子流实验处理接种真菌和不接种真菌（对照）的美国枫香在低K+（LK，0.05 mM K+）条件下生长28 d离子/分子流实验结果研究利用非损伤微测技术（NMT）监测和比较LK条件下非接种和接种真菌的幼苗根部的K+流速变化。接种真菌的根的分生区K+内流速率显著高于对照（图1a）。在根伸长区和成熟区也观察到类似的变化（图1b, c）。这些结果表明，接种的根系吸收K+较多（分生区、伸长区和成熟区）（图1d）。图1. 接种荷伯生氏斜盖伞定殖对根系K+流速的影响图2. 植物根部分生区K+流速检测图其他实验结果在美国枫香根的接种过程中，荷伯生氏斜盖伞不能形成根内哈蒂氏网和真菌菌套等外生菌根结构。除冠细胞外，被接种的根尖的分生区、分化区和伸长区有大量的微菌核样结构。接种荷伯生氏斜盖伞可促进植物生长、根系发育和K+的吸收。接种的根中共鉴定了51个编码K+转运体/通道蛋白的DEUs。特别值得关注的是ACU、HAK和SKC三个基因在定殖根的两个阶段具有非常高的表达量，但在对照组中几乎没有表达。将含有ChACU、ChHAK或ChSKC的空pYES-2载体和pYES-2载体分别转入营养缺陷型酵母突变株R5421中（该突变株在低K+条件下无法生长）。用对照载体（R5421-pYES2）转化的R5421菌株在低K+（2 mM K+）水平下无法生长，转入ChACU、ChSKC、ChHAK转运体（R5421-ChACU）的酵母细胞在2 mM的K+浓度下能够生长。荷伯生氏斜盖伞在LK条件下对植物K+吸收的有益作用大于正常K+（NK，5 mM K+）条件。在LK下ChACU和ChHAK的表达高于NK，而ChSKC在两种条件下均有稳定的表达。与NK条件相比，自由状态下的荷伯生氏斜盖伞中ChACU和ChHAK在K+缺失或LK条件下均显著上调，而ChSKC仅在K+缺失时被激活。LK条件下接种的植株与未接种的植株相比，可溶性碳水化合物含量显著增加，而在NK条件下仅略有增加。结论本文对荷伯生氏斜盖伞和美国枫香之间兼性生物营养相互作用下的形态和营养方面进行了研究。本文提供了一些证据表明这种共生关系的适应性是由环境中K+的条件控制的。虽然在共生过程中，宿主K+营养相关基因并没有进行广泛的基因重编程，但真菌对K+浓度变化的生理响应所进行的调控和微调是有益生物营养寄主最显著的特征。图3说明了在这种关联中，LK诱导的碳和钾的转移的潜在好处。最近正在进行的一个研究是对荷伯生氏斜盖伞进行全基因组测序，并对伞菌目中的相关物种（包括外生菌类、腐生菌类和内生菌类）进行比较基因组学研究，这项工作可帮助揭示导致兼性生物营养的关键进化轨迹，并确定更多属于K+运输系统的候选基因，以进行功能鉴定。综上所述，本工作为开展树木与腐生共生真菌相互作用的详细机理研究提供了新的切入点，荷伯生氏斜盖伞还可以为克服土壤缺钾条件下的植树造林管理提供支撑。测试液0.01 mM KCl, 0.1 mM NaCl, 0.1 mM CaCl2, pH 5.7仪器采购信息据中关村NMT产业联盟了解，中国林业科学研究院亚热带林业研究所于2014年采购了旭月公司的非损伤微测系统。据中关村NMT产业联盟了解，北京林业大学于2009年采购了美国扬格公司的非损伤微测系统。文章原文：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.140532021版《NMT论文集》已出版 关键词：内生菌；菌根真菌；RNA-seq；根-真菌共生；土壤腐生菌；可溶性糖类

NMT作为生命科学底层核心技术，是建立活体创新科研平台的必备技术。2005年~2020年，NMT已扎根中国15年。2020年，中国NMT销往瑞士苏黎世大学，正式打开欧洲市场。感谢本文作者，中国农科院环发所王耀生研究员、李丽博士提供原文及校稿基本信息主题：NMT验证干旱胁迫促大麦叶片ABA增加调节保卫细胞排K+吸Ca2+介导气孔关闭期刊：Environmental and Experimental Botany影响因子：4.027研究使用平台：NMT水旱胁迫创新平台标题：In situ determination of guard cell ion flux underpins the mechanism of ABA-mediated stomatal closure in barley plants exposed to PEG-induced drought stress作者：中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所王耀生、李丽，哥本哈根大学刘福来检测离子/分子指标K+、Ca2+、H+检测样品大麦保卫细胞、叶肉细胞中文摘要（谷歌机翻）ABA通过影响保卫细胞内的离子转运来调节气孔运动，但目前还缺乏ABA介导的保卫细胞离子转运动力学的原位测量以及干旱胁迫下其他植物激素参与调节气孔开度的研究。本研究以野生型大麦Steptoe（WT）及其相应ABA缺陷型大麦突变体Az34为材料，用10%聚乙二醇（PEG）6000处理0、2、4、24 h或9 d，模拟短期和长期干旱胁迫。采用非损伤微测技术（NMT）原位检测保卫细胞内K+、H+和Ca2+流速。10% PEG处理2 h后，两种大麦基因型叶片ABA浓度（[ABA]叶）均显著升高，24 h后达到最高。与对照组相比，PEG处理2 h后，两种基因型的Ca2+内流均显著增加，WT在处理4 h后达到最大值。短期干旱胁迫下，WT的[ABA]叶的增加与K+外排速率和Ca2+内流速率的增加以及气孔导度的降低相一致，尽管叶片IAA、GA3和ZR的浓度均在处理4 h时增加。PEG处理24 h后WT中保卫细胞的K+外排明显大于Az34。该结果阐明了ABA在介导保卫细胞离子转运中的作用，从而调节干旱胁迫下大麦的气孔运动。离子/分子流实验处理在大麦四叶期时，10% PEG6000胁迫0、2、4、24 h或9 d，以模拟短期和长期干旱胁迫。离子/分子流实验结果与对照组相比，PEG处理2 h后，两种基因型保卫细胞的Ca2+内流速率均显著增加，WT在处理4 h后达到最大值（图1a）。PEG暴露后，WT保卫细胞的H+流速随着时间的延长逐渐从外排转为内流，而Az34保卫细胞的H+呈外排趋势（图2a）。两种基因型的保卫细胞K+外排速率在PEG处理的第2、4 h均下降，但在PEG处理的第24 h较对照处理相比有所增加。PEG处理24 h后，WT保卫细胞的K+外排速率明显大于Az34（图3a）。随着PEG暴露时间的增加，WT叶肉细胞内Ca2+内流逐渐减少，Az34叶肉细胞内Ca2+由内流转向外排（图1b）。PEG处理后，WT中叶细胞的H+流速由外排转为内流，随着PEG暴露时间的增加，H+流入速率逐渐增加。在PEG诱导的短期干旱胁迫下，Az34叶肉细胞的H+内流速率显著增加（图2b）。此外，随着PEG暴露时间的延长，Az34叶肉细胞的K+外排速率增加，24 h后达到最大值，与对照组相比，WT的K+外排速率在PEG处理后24 h明显增加（图3b）。图1. 短期和长期PEG处理下大麦叶片保卫细胞(a, c)和叶肉细胞(b, d)的平均Ca2+流速。P0和P10表示不加或添加10 %PEG处理9 d的植株。G和P代表基因型和PEG。图2. 短期和长期PEG处理下大麦叶片保卫细胞(a, c)和叶肉细胞(b, d)的平均H+流速。P0和P10表示不加或添加10 %PEG处理9 d的植株。G和P代表基因型和PEG。PEG处理后第9 d，WT的保卫细胞Ca2+外排速率明显增加，而Az34的外排速率明显减少（图1c）。PEG处理后第9 d，WT保卫细胞的H+由外排转为内流，而Az34的H+外排速率明显增加（图2c）。PEG处理后第9 d，WT保卫细胞的K+外排速率明显增加，而Az34保卫细胞的K+外排速率无明显变化（图3c）。PEG处理后第9 d，两种基因型的叶肉细胞Ca2+外排速率均显著增加，WT的叶肉细胞Ca2+外排速率高于Az34（图1d）。与对照相比，PEG处理后第9d，WT叶肉细胞中的H+内流速率显著增加，而Az34的H+流速从外排变为内流，并且WT叶肉细胞中的H+内流速率高于Az34（图2d）。与对照组相比，PEG处理后第9 d，两种基因型的K+外排速率显著增加，WT的K+外排速率高于Az34（图3d）。图3. 短期和长期PEG处理下大麦叶片保卫细胞(a, c)和叶肉细胞(b, d)的平均K+流速。P0和P10表示不加或添加10 %PEG处理9 d的植株。G和P代表基因型和PEG。图4. 叶肉细胞K+检测图。图5. 保卫细胞Ca2+检测图。其他实验结果经PEG处理后，两种基因型的光合速率（An）、气孔导度（gs）和蒸腾速率（Tr）在2和4 h后急剧下降，并在第24 h达到最低水平；在PEG处理9 d后，两种基因型的对照具有更高的An、Tr和Gs。与对照植株相比，两种大麦基因型在PEG处理后第2、4和24 h的WUEint（内在水分利用率）和WUEins（瞬时水分利用率）都有所增加；在PEG处理9 d后，两种基因型的WUEins和WUEint均高于对照。经PEG处理后，两个基因型的叶水势（LWP）和根水势（RWP）在2、4和24 h后显著下降。在处理第9 d，LWP和RWP受到两种基因型和PEG处理的显著影响。无论基因型如何，RWP均受PEG处理的影响而显著降低。两种基因型在没有PEG的情况下生长时都具有相似的LWP。在长期PEG诱导的干旱胁迫下，两个基因型的LWP都被PEG处理显著降低。WT的[ABA]叶在PEG处理后的第2和24 h比Az34高。PEG处理后，WT在第4 h观察到[IAA]叶、[GA3]叶和[ZR]叶增加，而Az34在PEG处理后的第2 h [GA3]叶增加。在PEG处理后的第9 d，WT的[IAA]叶明显大于对照。与对照相比，两种基因型的 [GA3]叶在PEG处理后第9 d时显著减少。Az34的[ZR]叶显著增加，而WT的[ZR]叶不受9 d PEG处理的影响。对照处理下，WT的[ZR]叶高于Az34，而长期PEG诱导的干旱胁迫下，WT和Az34的[ZR]叶无显著差异。结论两种基因型的[ABA]叶在PEG处理后第2 h显著增加，第24 h达到最高水平。正如预期的那样，10% PEG胁迫WT的第2和24 h，其[ABA]叶比Az34高。WT的[ABA]叶与对照相比明显增大，而Az34在PEG处理后第9 d则无此现象。PEG处理后24 h，保卫细胞的K+外排速率明显大于Az34。PEG处理后24 h，保卫细胞的K+外排速率明显大于Az34。与对照组相比，两种基因型的Ca2+内流速率在PEG暴露2 h后均有显著增加，WT在处理4 h后达到最大值。短期干旱胁迫下，WT[ABA]叶的增加与K+外排速率和Ca2+内流速率的增加以及气孔导度的降低相一致，但IAA、GA3和ZR的浓度均在处理4 h时增加。此外，叶片叶肉中大量的H+内流可引起质外体碱化，促进木质部ABA向保卫细胞的转运。这些结果为ABA在PEG诱导的干旱胁迫下介导保卫细胞离子转运从而调控大麦气孔运动提供了一些基础性的见解。测试液0.1 mM KCl, 0.1 mM CaCl2, 0.5 mM NaCl, 0.3 mM MES, 0.2 mM Na2SO4, pH 6.5仪器采购信息据中关村NMT产业联盟了解，中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所于2018年采购了旭月公司的非损伤微测系统。文章原文：https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2021.1044682021版《NMT论文集》已出版关键词：干旱胁迫；离子流速；叶肉细胞；保卫细胞；植物激素；非损伤微测技术

基本信息主题：NMT发现GSNOR通过调控K+稳态增强植物对铵毒的耐受性期刊：Journal of Experimental Botany影响因子：5.908研究使用平台：NMT植物营养创新平台标题：Induction of S-nitrosoglutathione reductase protects root growth from ammonium toxicity by regulating potassium homeostasis in Arabidopsis and rice作者：中科院南京土壤研究所李光杰、张琳、宋海燕 检测离子/分子指标K+  检测样品拟南芥根成熟区（距根尖~2500 μm根表上的点） 中文摘要铵（NH4+）对大多数植物的根系生长来说，在中等浓度水平下已经产生毒害作用，但根系对NH4+的耐受机制依然不甚清楚。本文报道了较高浓度的NH4+通过SNO1（sensitive to nitric oxide 1）/SOS4（salt overly sensitive 4）基因途径抑制K+的吸收，诱导NO的积累，从而抑制主根生长。NH4+也促进了根系GSNOR（S-亚硝基谷胱甘肽还原酶）的积累。过表达GSNOR提高了根系对NH4+的耐受性，而GSNOR的缺失会进一步诱导NO的积累，提高了SNO1/SOS4活性，从而降低了根系组织中K+含量，增强了根系对NH4+的生长敏感性。此外，GSNOR同源基因OsGSNOR在水稻铵耐性中同样发挥相似作用。免疫印迹结果表明，铵诱导的GSNOR蛋白增加有赖于VTC1（Vitamin C1）的功能，在vtc1-1突变体中，铵对GSNOR蛋白的诱导效应完全丧失，导致根系过量的NO积累及严重的钾离子稳态失衡，对NH4+毒性具有超敏性。在vtc1-1突变体中强化GSNOR基因，可以部分恢复vtc1-1突变体的铵耐性。本研究表明，GSNOR依赖于VTC1，通过抑制NO介导的组织K+的抑制来增加根系对NH4+的耐受性。 离子/分子流实验处理7日龄拟南芥，在0、10 mM NH4+的生长培养基中培养24 h。 离子/分子流实验结果为了评估NO在高NH4+条件下对根部K+积累的作用，研究用NMT检测了根部表皮细胞的净K+流速。NH4+处理减少了Col-0和nox1（NO-overproducting mutant）的净K+内流；然而，在对照和NH4+处理下，nox1的K+内流都明显低于Col-0（图1），与K+含量分析一致。NO与K+含量呈负相关，表明NO参与了NH4+抑制的拟南芥K+吸收过程。与Col-0对照组相比，NH4+处理下，sno1/sos4突变体K+内流速率同样明显降低（图1）图1. Col-0、nox1和sno1/sos4根系成熟区的净K+流速。图2. 拟南芥根成熟区K+检测图其他实验结果NO至少部分通过增强SNO1/SOS4活性来促进NH4+抑制拟南芥K+吸收。nox1和sno1/sos4中的K+吸收量较低不是由于NH4+吸收量较高所导致的。NH4+介导的NO增加和主根长的减少既不依赖于NOA1（Nitric Oxide-associated protein 1），也不依赖于NR（nitrate reductase）和NOS（NO synthase）。NH4+可以增强GSNOR蛋白的积累。GSNOR负调控NO水平，利于根系的K+稳态和NH4+耐受性。VTC1参与调控GSNOR蛋白积累，但对其响应NH4+的基因转录没有太大影响。NH4+在蛋白水平上调节VTC1的积累。GSNOR在VTC1下游发挥作用，调节NO和根系对NH4+的响应。OsGSNOR有助于调节水稻根系的K+平衡和对NH4+的耐受性。结论综上，研究对GSNOR积累在植物NH4+耐受性中的作用提出了一个模型（图3）：在较高浓度外源NH4+供应下，NH4+通过“竞争”机制从K+通道进入组织（部分通过其他通道进入组织）。NH4+诱导的NO积累不是通过传统的NR途径发生的。根部的NO水平和SNO1/SOS4明显增加，并参与抑制了NH4+条件下K+吸收和主根生长。同时，NH4+诱导的GSNOR起到补偿作用，部分拮抗铵条件下NO的过度积累，保护根系在NH4+条件下的生长。虽然，NH4+诱导GSNOR的确切机制仍有待解决；然而，在NH4+下与VTC1相关的GSNOR蛋白调节可能是信号转导途径的一个组成部分。本研究的结果为VTC1和GSNOR如何相互作用以调节NH4+耐受性提供了新见解。在水稻中也发现GSNOR调节的NH4+耐受性，水稻是生长在以NH4+为主要氮形态的土壤中，深入研究植物体内NH4+与NO信号通路相互作用的机制，将有助于更全面地了解植物如何对不同程度的NH4+胁迫做出响应，并有助于制定提高作物NH4+耐受性的策略。图3. GSNOR在植物NH4+耐受性中的作用模型。测试液1 mM K+, 10 mM NH4+仪器采购信息·      据中关村NMT产业联盟了解，中国科学院南京土壤研究所于2017年采购了美国扬格公司的非损伤微测系统。文章原文：https://academic.oup.com/jxb/advance-article-abstract/doi/10.1093/jxb/erab140/6193629?redirectedFrom=fulltext 关键词：铵胁迫；一氧化氮；钾；根系生长；S-亚硝基谷胱甘肽还原酶（GSNOR）；维生素C1（VTC1）

感谢本文一作，中国农科院作物所关荣霞研究员校稿基本信息主题：GmSALT3通过两种不同机制诱导植物排Na+排Cl-响应盐胁迫期刊：Plant Cell and Environment影响因子：6.362研究使用平台：NMT植物耐盐创新平台标题：Soybean CHX-type ion transport protein GmSALT3 confers leaf Na+ exclusion via a root derived mechanism, and Cl- exclusion via a shoot derived process作者：中国农科院作物所关荣霞，阿德莱德大学Yue Qu通讯作者：中国农科院作物所邱丽娟，阿德莱德大学Stefanie Wege、Matthew Gilliham检测离子/分子指标K+、Na+、Cl-检测样品爪蟾卵母细胞中文摘要大豆（Glycine max）产量受包括土壤盐渍化在内的多种胁迫影响。GmSALT3（一种阳离子-质子交换蛋白）可通过调节地上部Na+和Cl–外流来提高大豆耐盐性，然而，定位于ER的GmSALT3如何实现这一功能还不清楚。本研究分别利用异源系统和包含一个全长GmSALT3（NIL-T；耐盐）、一个截短转录本Gmsalt3（NIL-S；盐敏感）的近等基因系，对GmSALT3的功能进行研究。在异源系统中，GmSALT3能够恢复大肠杆菌的K+吸收缺陷，促进爪蟾卵母细胞中Na+、K+和Cl–的内流和积累，而Gmsalt3却没有以上功能。对NILs的时程分析证实，地上部分Cl–外排与Na+外排截然不同。嫁接实验表明，地上部分的Na+外排是通过基于根木质部的机制发生的；与此相反，NIL-T植株的茎木质部和韧皮部汁液中的Cl–含量均显著高于NIL-S植株，表明地上部分Cl–的外排可能基于新的韧皮部的Cl–再循环机制。嫁接于NIL-S砧木上的NIL-T接穗Cl–含量较低，证实了Cl–再循环依赖于地上部分的GmSALT3。总之，这些发现为GmSALT3影响植物耐盐性提供了新的见解，揭示植物地上部Cl–外排的新机制。离子/分子流实验处理爪蟾卵母细胞在ND96（96 mM NaCl, 1 mM KCl, 1 mM MgCl2, 5 mM HEPES, pH 7.5）中孵育72 h离子/分子流实验结果研究使用非损伤微测技术（MIFE）测定卵母细胞质膜的净离子流速，结果表明，注射GmSALT3的卵母细胞与注射H2O的卵母细胞相比，Na+、K+和Cl-的外排减少（图1）。图1. 爪蟾卵母细胞质膜的Na+、K+、Cl-吸收速率。正值表示吸收，负值表示外排。其他实验结果·      表达GmSALT3全长使大肠杆菌中K+含量增加，GmSALT3-YFP、GmSALT3_TM10、AtKAT1和AtCHX20的表达也增加。·      GmSALT3-YFP在卵母细胞中定位到PM。·      双电极电压钳电生理学显示，在ND96培养基中培养时，注入GmSALT3的卵母细胞的静息膜电位与注入H2O的卵母细胞相比更正，但没有发现一致的电流差异，这表明通过GmSALT3的运输可能是电中性的。·      与注射H2O的卵母细胞相比，注射GmSALT3的卵母细胞含有更多的K+、Na+和Cl-。·      GmSALT3会影响K+、Na+和Cl-在卵母细胞中跨PM的运输。·      使用100 mM NaCl处理发现，NIL-S地上部分、茎和叶中的Cl-、K+含量更高，K+/Na+比却降低了，NIL-T叶片中的K+/Na+比在胁迫第3 d后才明显升高。·      盐处理10 d后，NIL-T的根、茎、叶干重明显增加。·      100 mM NaCl处理4 d后发现，Na+、Cl-在NIL-S的所有气生组织中积累得更多。·      在根部（主根和侧根），NIL-T比NIL-S积累的Cl-多。·      100 mM NaCl处理4 d后，检测大豆茎韧皮部和木质部汁液中的离子浓度。与NIL-T相比，NIL-S的木质部汁液中的Na+浓度明显更高。与叶片的数据相反，NIL-S的木质部和韧皮部汁液中的Cl-浓度比NIL-T低。·      对交互嫁接和自嫁接（self-grafted，对照）的植株进行100 mM NaCl处理8 d，结果发现在NIL-S砧木上嫁接NIL-T接穗，叶片Cl-含量比自嫁接NIL-S低。相反，当NIL-S接穗嫁接到NIL-T砧木上时，叶片中Cl-含量与自嫁接NIL-S相比差异不显著。与自接NIL-T植株相比，自接NIL-S植株的Cl-含量要高得多。·         TEM（透射电子显微镜）成像观察NIL-T和NIL-S韧皮部的超微结构，发现盐处理后的NIL-T和NIL-S在根系韧皮部细胞中的形态没有差异差异，表明缺乏全长GmSALT3不会破坏亚细胞形态，离子流速的变化更可能是GmSALT3诱导排盐的直接原因。结论 综上所述，本工作对GmSALT3在植物体内和异源系统中的耐盐机制提供了进一步的认识。研究认为，在NIL-T中，全长GmSALT3通过限制Na+在木质部的装载介导Na+和Cl-从地上部分排出，而Cl-则通过韧皮部从地上部分重新转移回根。这是第一次发现一种蛋白质能促进植物韧皮部的Cl-再循环，并使植物具有更好的耐盐性。本研究的数据还表明，GmSALT3是一个具有运输能力的内膜定位蛋白，但还不能说明GmSALT3通过不同细胞类型来改变不同转运过程的确切的细胞机制，这需要进一步研究。利用NIL-T和NIL-S植物进行RNA测序，可能有助于研究GmSALT3是否通过影响转录而赋予大豆耐盐性，以及在盐胁迫条件下， NIL-T和NIL-S的根部有哪些独特的途径和基因可能发生明显变化。测试液5 mM NaCl, 0.2 mM KCl, 0.2 mM CaCl2, 5 mM HEPES, pH 7.5https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.13947关键词

基本信息主题：生长素通过改变细胞pH来调节根系生长响应环境变化期刊：International Journal of Molecular Sciences影响因子：4.556研究使用平台：NMT植物激素创新平台标题：Antagonistic cell surface and intracellular auxin signalling regulate plasma membraneH+-fluxes for root growth作者：奥地利科技学院Jiří Friml、Lanxin Li、Inge Verstraeten检测离子/分子指标H+检测样品6日龄拟南芥幼苗根伸长区（距根尖顶端450 μm的根表上的点）中文摘要（谷歌机翻）生长调节使植物的发育与环境相适应。一个例子是植物生长对重力的适应，地上部分向上弯曲，根向下弯曲。这种矛盾是基于对植物激素生长素的不同响应，生长素通过一种尚不清楚的细胞机制促进了地上部分的细胞扩张，而抑制了根的细胞扩张。本研究通过对拟南芥进行微流控、活体成像、基因工程和磷酸化蛋白质组学分析，揭示生长素如何抑制根系生长。研究发现，生长素激活两条截然不同的、拮抗作用的信号通路，它们汇集于质外体pH的快速调节上，是生长的直接决定机制。细胞表面的TRANSMEMBRANE KINASE1（TMK1）与质膜H+-ATPases的磷酸化和活化相互作用，介导质外体酸化，而细胞内TIR1/AFB介导的信号传导则触发细胞净的H+内流，引起质外体碱化。这两种对抗机制的同时激活，为环境的微妙变化提供了快速、微调的生长调节的根源。离子/分子流实验处理 10 nM IAA实时处理离子/分子流实验结果根伸长区表皮细胞伴随着质外体pH的升高和细胞内pH的降低，表明生长素能引起细胞内H+的内流。图1. 拟南芥根伸长区吸H+速率。正值代表吸收，负值代表外排。图2. 拟南芥根伸长区H+检测图其他实验结果·      生长素诱导的根系生长抑制与质外体pH迅速升高有关。·      质外体pH值是快速调节根生长的原因。·      生长素可以迅速磷酸化并激活根部质膜H+-ATPases。·      H+-ATPases激活可以抵消生长素介导的质外体碱化和生长抑制。·      TMK1与H+-ATPases相互作用。·      TMK1活性介导生长素对H+-ATPases的磷酸化和激活作用。TIR1/AFB和TMK1信号在质外体pH和生长调节上呈拮抗作用。结论本研究结果对植物如何调控根系生长这一由来已久的问题提供了新的见解。特别是，本研究解决了植物激素生长素对地上部分和根生长调控相反的这个问题，也阐明了生长素介导根生长抑制下游细胞的机制。生长素利用细胞内TIR1/AFB受体下游信号通路的非转录分支快速调节根系生长。这一途径介导质外体碱化，研究认为这是根生长调节的直接、诱导性的细胞机制。这一发现补充了经典的“酸生长理论”，即低质外体pH促进生长。本研究证明了这一机制对生长抑制的有效性，表明根的生长速率是由质外体pH值变化直接、可逆地决定的。值得注意的是，生长素介导的根中质外体碱化并不像在地上部观察到的那样通过调节PM H+-ATPases而产生的，而相同的TIR1/AFB生长素感知机制导致PM H+-ATPases激活和质外体酸化。而在根部，PM H+-ATPases则通过细胞表面TMK1受体样激酶为基础的生长素信号进行磷酸化和激活，从而导致质外体酸化，促进根部生长。这种机制与更主要的TIR1/AFB介导的碱化作用相反，构成了一种负反馈，可能是微调根系生长，以便能够迅速响应环境刺激的细微变化。剩下的关键问题是：（i）如果不被PM H+-ATPases所介导，TIR1/AFB信号途径是如何介导根系碱化的？可能的情况是PM的H+通透性迅速增加，这可能是由TIR1/AFB激活的Ca2+信号介导的，并可能影响质外体pH和膜电位。TMK1途径的生长素感知机制是什么?是生长素直接激活TMK1，还是通过另一个尚待鉴定的相关生长素受体？基于细胞表面的TMK1激活H+泵和细胞内的TIR1/AFB信号导致细胞内H+净内流，这两种由生长素触发的拮抗机制共同作用于细胞外pH的调节，直接决定根系的生长速率。这似乎适得其反的同时，“油门和刹车”作用可能会使根尖在复杂土壤环境中，响应众多胁迫，快速灵活地改变生长速度和方向。测试液0.5 mM KCl, 0.1 mM CaCl2, pH 5.8文章原文：https://www.researchsquare.com/article/rs-266395/v1关键词：生长素；H+泵；质外体；酸化；生长调节

基本信息主题：HKT1;5通过调节Na+/K+稳态传递Ca2+信号促植物耐盐期刊：International Journal of Molecular Sciences影响因子：4.556标题：Changes in Expression Level of OsHKT1;5 Alters Activity of Membrane Transporters Involved in K+ and Ca2+ Acquisition and Homeostasis in Salinized Rice Roots作者：Sergey Shabala（塔斯马尼亚大学、佛山科学技术学院）、Mohammad Alnayef（塔斯马尼亚大学）检测离子/分子指标K+、Ca2+、Na+检测样品水稻及其近等基因系SKC1（NIL- SKC1）根伸长区（距根尖顶端1.2 mm根表上的点）、成熟区（距根尖顶端15 mm根表上的点）、木质部薄壁细胞中文摘要（谷歌机翻）有报道称OsHKT1;5基因是水稻耐盐的关键决定因素。该基因由SKC1基因座携带，其作用归因于木质部Na+的卸载。但是没有直接的证据能证明这个观点。此外，SKC1在向地上部分装载和运输K+方面还有待解释。本研究采用非损伤微测技术（MIFE）比较了野生型（WT）和NIL（SKC1）植物根木质部薄壁细胞Na+的吸收动力学。研究数据表明，在WT中观察到Na+的重吸收，而在NIL（SKC1）中没有该现象，从而研究质疑了HKT1;5作为转运体在木质部直接清除Na+中的功能作用。相反，HKT1;5表达水平的改变了水稻表皮和中柱中K+和Ca2+吸收及稳态相关的膜转运蛋白的活性，从而解释了观察到的表型。本研究的结论是，HKT1;5在植物耐盐性中的作用不能仅仅归因于降低木质部汁液中Na+的浓度，而是触发了在胁迫条件下参与维持植物离子稳态和信号传递的其他转运蛋白活性的复杂反馈调节。离子/分子流实验处理80 mM NaCl或10 mM H2O2实时处理离子/分子流实验结果研究采用非损伤微测技术（MIFE），测定了NIL（SKC1）水稻木质部薄壁组织的Na+流速。当向WT植株根中柱施加80 mM NaCl（模拟木质部汁液Na+浓度的增加）时，可测出强烈而持续的Na+吸收（图1A, C）。从功能上讲，这种吸收与根系木质部（通过HKT1;5或其他转运系统）对Na+的重吸收是一致的。然而，在NIL（SKC1）中，这种吸收是不存在的。相反，KD株系的木质部薄壁细胞对Na+的吸收甚至比WT系略高（图1A, C）。然后研究检测了NaCl处理对K+跨根木质部薄壁细胞质膜转运的影响（图1B, D），结果发现NaCl处理会导致三个株系都产生一个瞬时的K+外排。从功能上看，在植物体内，这相当于NaCl诱导的K+向蒸腾流中的装载。K+外排速率的大小为NIL（SKC1）>WT>KD。图1. 80 mM NaCl实时处理下木质部薄壁细胞的Na+和K+流速。（A, B）NIL（SKC1）、WT和Oshkt1;5（4A-02764）敲除株系（KD）瞬时Na+（A）和K+（B）流速。（C, D）Na+和K+流速的平均值。请注意，此图正值表示吸收，负值表示外排。然后研究想知道改变HKT1;5表达是否会影响根表皮膜转运蛋白的功能活性。研究首先比较了三个株系根表皮Na+的吸收模式（图2A, B）。结果发现Na+吸收的大小为NIL（SKC1）＞WT＞KD，表明薄壁细胞的HKT1; 5表达水平的变化强烈影响根表皮对Na+的吸收。NaCl诱导的根表皮细胞K+损失大小为：NIL（SKC1）＞WT＞KD （图2C-E）。在两个根区都观察到这种变化。与成熟区（MZ）相比，伸长区（EZ）的K+损失要强得多。图2. 不同根区的根表皮细胞在80 mM NaCl实时处理下Na+和K+流速。（A）WT植株伸长区瞬时Na+流速。（B）NIL（SKC1）、WT和Oshkt1,5（4A-0.2764）敲除（KD）株系在伸长区测得的Na+吸收峰值。（C）WT植株根伸长区和成熟区瞬时K+流速。（D, E）分别为NIL（SKC1）、WT和Oshkt1,5植株根伸长区和成熟根区胁迫后30 min内的K+流速。请注意，此图正值表示吸收，负值表示外排。Na+/H+交换体的运行受SOS途径的控制，这一过程的关键步骤是盐胁迫引起的胞质游离Ca2+含量增加。胞浆Ca2+的这种变化对于调节NADPH氧化酶的运作也是必不可少的，它通过促发性ROS的产生影响阳离子通道的活性。因此，研究比较了上述水稻HKT1;5株系中NaCl诱导的Ca2+流速变化（图3）。实时NaCl处理会引起短暂的Ca2+外流，然而，这种反应在EZ中更强烈，在瞬态反应结束后，Ca2+流速值仍然为负，表明有一些主动的Ca2+外排系统参与其中。Ca2+外排顺序是NIL（SKC1），这表明HKT1;5在NIL（SKC1）的过度表达损害了其中一个Ca2+外排系统（Ca2+-ATPase或CAX交换器）的运行。图3. 不同根区的根表皮细胞在80 mM NaCl实时处理下Ca2+流速。（A）WT植株根伸长区和成熟区的瞬时Ca2+流速。（B, C）NIL（SKC1）、WT和Oshkt1,5植株根的伸长区和成熟根区在胁迫后30 min内的Ca2+流速平均值。请注意，此图正值表示吸收，负值表示外排。H2O2在阳离子渗透通道对H2O2的盐度适应性响应和敏感性中起重要作用。因此，研究比较了H2O2诱导的三种基因型根表皮Ca2+流速的大小（图4）。与之前的研究结果类似，H2O2诱导了瞬时Ca2+内流，大小为KD>WT>NIL（SKC1）。因此，在NIL（SKC1）中过表达HKT1;5，降低了Ca2+渗透阳离子通道对H2O2的敏感性，可能影响植物感知和响应盐胁迫的能力。图4. 10 mM H2O2处理下水稻根系伸长区Ca2+流速。（A）WT的根伸长区瞬时Ca2+流速。（B）NIL（SKC1）、WT和Oshkt1,5（KD）根表皮细胞Ca2+流速峰值。请注意，此图正值表示吸收，负值表示外排。图5. 水稻根伸长区Ca2+流速检测图其他实验结果·      NIL（SKC1）在伸长区和成熟根区HKT1;5的表达量均显著高于WT，并且HKT1;5的转录水平随着盐度的升高而显著上调。·      80 mM NaCl处理1周后，NIL（SKC1）株系表现出较为敏感的表型，与WT相比，叶片褪绿坏死比例较大，相对地上部和根系干重显著降低。·      NIL（SKC1）植物在盐条件下积累了较多的K+，但也有较多的Na+。后者的结果显然与SKC1可以去除地上部分Na+的作用不符。·      研究比较了WT和SKC1植物根系中影响植物离子稳态的一些关键基因表达水平的变化。多个转运蛋白基因的表达水平存在显著差异；这种差异也表现出强烈的时间依赖性和组织依赖性（例如，在伸长区和成熟根区有不同的响应模式）。特别是，NIL（SKC1）在对照和盐胁迫下RBOH转录本的表达均有所降低（在两个根区），而RBOHD在伸长区表达量要高得多。此外，与WT相比，在盐胁迫下，NIL（SKC1）的GORK表达降低，而RBOHD转录本的表达增加。此外，两个根区的SOS1转录水平都较低。结论总的来说本研究结果表明，由于生物体内存在多种反馈回路，利用突变体植物获得的结果应该非常谨慎地对待，不能作为有关特定基因作用的机理证据。此外，转录分析和GUS染色可能具有误导性，提供的关于特定转运蛋白运作/功能的信息不完全。因此，需要更加重视植物体的功能检测。测试液0.2 mM NaCl, 0.1 mM CaCl2, 0.2 mM KCl, pH 5.5仪器采购信息·      据中关村NMT产业联盟了解，佛山科学技术学院于2018年采购了旭月公司的非损伤微测系统。文章原文：https://doi.org/10.3390/ijms21144882关键词：盐胁迫；木质部装载；钠；钾；SKC1；HAK5；GORK；RBOHD；表皮；中柱

非损伤微测技术《论文集（2021版） 》收录了2020年至今，国内外学者利用非损伤微测技术，在Nature、Nature Climate Change、Mol Plant、Nature Commun等期刊上，发表的有关生物医学、植物科学、生态环境、微生物等代表性成果，并予以初步解读。中关村NMT产业联盟“一带一路计划”推荐教材中关村国际NMT科技创新中心推荐教材

NMT作为生命科学底层核心技术，是建立活体创新科研平台的必备技术。2005年~2020年，NMT已扎根中国15年。2020年，中国NMT销往瑞士苏黎世大学，正式打开欧洲市场。感谢本文一作，河南农业大学孙虎威博士校稿基本信息主题：单一硝态氮供应激活SLs信号下游蛋白调节水稻根系伸长期刊：The Plant Journal影响因子：6.141研究使用平台：NMT植物营养创新平台标题：SPL14/17 act downstream of strigolactone signalling to modulate rice root elongation inresponse to nitrate supply作者：河南农业大学赵全志、孙虎威，南京农业大学张亚丽检测离子/分子指标NO3-，NH4+检测样品水稻种子根分生区中文摘要（谷歌机翻）氮（N）是粮食作物必不可少的主要养分。虽然铵态氮（NH4+）是水稻（Oryza sativa）的主要氮源，但硝态氮（NO3-）也可以被吸收利用。水稻通过改变根系形态，如根系伸长来响应NO3-的施用。独脚金内酯（Strigolactones，SLs）是重要的根长调节剂。然而，SLs及其下游基因在NO3-诱导根伸长中的作用尚不清楚。本文研究了水稻植株总氮和SL （4-deoxyorobanchol）的水平以及种子根（seminal root，SR）长度对NH4+和NO3-的响应。NO3-促进SR的伸长，可能是由于短期的信号感知和长期的营养功能。与NH4+条件相比，NO3-处理的水稻植株根部检测到了较高的SL信号/水平和较少的D53蛋白。与野生型植株相比，d突变体的SR长度对NO3-的响应较弱，施加rac-GR24（SL类似物）恢复了d10（SL生物合成突变体）的SR长度，但没有恢复d3、d14和d53（SL响应突变体）的SR长度，表明较高的SL信号/水平参与了NO3-诱导的根系伸长。D53与SPL17相互作用，抑制SPL17介导的PIN1b启动子的转录激活。SPL14/17和PIN1b的突变导致了根系伸长对施加的NO3-和rac-GR24不敏感。因此，本研究认为D14对SLs的感知导致D53通过蛋白酶体系统降解，从而释放SPL14/17，解除对PIN1b的转录抑制作用，导致NO3-供应下根系伸长。离子/分子流实验处理水稻在2.5 mM NH4+下生长14 d后饥饿3 d离子/分子流实验结果使用非损伤微测技术（NMT）检测SR根尖分生区中NH4+和NO3-净内流速率。在检测的11 min内，研究观察到SR根尖分生区中NO3-净内流速率相对NH4+内流速率下降了35%（图1）。说明NO3-供应下降低了水稻根部的N内流速率。图1. 水稻植株种子根根尖分生区中NH4+和NO3-净内流速率图2. 水稻根分生区检测图其他实验结果NO3-条件下水稻植株的N积累量有所降低。在硝酸盐条件下，SL信号被增强。SL信号通路以蛋白酶体依赖的方式参与NO3-通过D53降解诱导SR伸长。D53与SPL17蛋白相互作用，抑制SPL17的转录激活活性。在硝酸盐条件下，SPL14/17作用于SL信号下游诱导SR伸长。PIN1b充当SPL14/17的靶基因，可调节根系对硝酸盐供应的响应。结论基于这些结果，本研究假设了施加NO3-对水稻根伸长调控的SL信号通路模型（图3）。在NH4+供应下，D53与SPL14/17结合，抑制SPL14/17的转录活性，进而抑制根系伸长。在NO3-条件下，D14对SLs的感知导致D53通过蛋白酶体系统降解，从而解除对SPL14/17调控PIN1b转录的抑制作用，导致水稻根伸长。图3. NH4+和NO3-条件下水稻根系伸长调控中SL信号通路模型测试液2.5 mM NH4+, 2.5 mM NO3-, pH 6.0仪器采购信息据中关村NMT产业联盟了解，河南农业大学于2014年采购了旭月（北京）科技有限公司的非损伤微测系统。据中关村NMT产业联盟了解，南京农业大学于2018年采购了美国扬格公司的非损伤微测系统。文章原文：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/tpj.15188

nmt作为生命科学底层核心技术，是建立活体创新科研平台的必备技术。2005年~2020年，nmt已扎根中国15年。2020年，中国nmt销往瑞士苏黎世大学，正式打开欧洲市场。感谢本文一作，集美大学王文磊副教授供稿基本信息主题：nmt发现h2o2和ca2+调控坛紫菜排na+保k+应答盐胁迫期刊：journal of applied phycology影响因子：3.016研究使用平台：nmt植物耐盐创新平台标题：salt stress-induced h2o2 and ca2+ mediate k+/na+ homeostasis in pyropia haitanensis第一作者：王文磊、邢磊；通讯作者：谢潮添，集美大学检测离子/分子指标na+，k+，h2o2，ca2+检测样品坛紫菜叶状体中文摘要集美大学谢潮添教授课题组2019年在algal research（if：4.008）上发表的题为“k+ and na+ transport contribute to k+/na+ homeostasis inpyropia haitanensis under hypersaline stress”的文章首次从离子转运的角度报道了紫菜的耐盐机制。文章以坛紫菜为材料，结果表明，110‰盐胁迫下藻体仍能维持较高的k+/na+。进一步通过nmt分析发现，藻体主要通过激活pm h+泵，驱动na+/h+逆向转运体将细胞质外的na+排出到质外体中，并通过去极化激活的外向整流型k+通道部分缓解k+的损失，从而维持较高的k+/na+比值应对高盐胁迫。同时，团队前期研究发现，维持氧化还原平衡在坛紫菜应答盐胁迫中同样至关重要。但是，活性氧（ros）的信号作用与k+/na+稳态之间的联系仍缺乏研究。本文研究分析了高盐条件下坛紫菜h2o2的产生及其对k+、na+和ca2+转运的影响。高盐胁迫（110‰, 15 min）使坛紫菜细胞内h2o2含量和外排速率迅速增加，这与超氧化物歧化酶活性的迅速增加相一致。盐胁迫诱导na+外排和ca2+内流的增加受到nadph氧化酶抑制剂（dpi）或ros清除剂（dmtu）的显著抑制。同时，质膜ca2+通道抑制剂（verapamil）使na+外排减少。这表明nadph氧化酶介导产生的h2o2可能通过调控ca2+依赖的na+/h+逆向转运体促进盐胁迫下坛紫菜叶状体的na+外排。此外，盐诱导的h2o2增强了k+外排，而外源ca2+缓解了k+外排。h2o2和ca2+可能独立调控坛紫菜的k+稳态。h2o2诱导的k+渗漏可能诱导细胞从正常的代谢活动转向与适应和修复相关的代谢活动。本研究为阐明潮间带海藻应答盐胁迫中ros信号与离子稳态的关系提供了新见解。离子/分子流实验处理h2o21. 110‰高盐胁迫（s110）处理30 min2. 对照（s30）+1 mm h2o2处理30 min3. s110+10 μm dpi处理30 min4. s110+10 mm dmtu处理30 min5. s110+100 μm verapamil处理30 minna+，k+，ca2+1. s110处理15 min2. s30+1 mm h2o2处理15 min3. s110+10 μm dpi处理15 min4. s110+10 mm dmtu处理15 min5. s110+1 mm h2o2处理15 min离子/分子流实验结果h2o2在s110处理下显著外排（图1a），平均外排速率为93.71 pmol cm-2s-1，显著高于对照组（s30）（图1f）。与s110处理相比，dpi和dmtu处理使h2o2的外排速率显著降低，平均流速分别为43.89 pmol cm-2s-1和-2.77 pmol cm-2s-1（图1c, d, f）。此外，s30和s30+h2o2处理间差异不显著，平均流速分别为-0.94 pmol cm-2s-1和4.32 pmol cm-2s-1（图1b, f）。ca2+通道抑制剂verapamil的加入使h2o2外排速率从93.71 pmol cm-2s-1降低到14.20 pmol cm-2s-1（图1e, f）。图1. 高盐和抑制剂对坛紫菜净h2o2流速的影响s110处理显著诱导了na+外排。进一步分析发现，s30和s110处理下的na+平均外排速率分别为-1901.92 pmol cm-2s-1和6691.27 pmol cm-2s-1（图2a, f）。dmtu的加入显著降低了s110诱导的na+外排速率，甚至在某些时间点产生内流（s110+ dmtu, 图2c）。在高盐胁迫下，dpi也显著抑制了叶状体的na+外排（s110+dpi, 图2d）。此外，s110+h2o2处理显著提高了叶状体的na+外排，而s30+h2o2对叶状体的na+外排没有明显的增强作用（图2b, e, f）。图2. 高盐和抑制剂对坛紫菜na+流速的影响虽然高盐胁迫会引起坛紫菜叶状体k+外渗（图3a），但外源dmtu或dpi的加入明显抑制了k+外排（图3c, d）。在s30处理中添加外源h2o2显著诱导了坛紫菜叶状体的k+外排（图3b），而在s110处理下h2o2对叶状体的k+外排无显著影响（图3e）。s30、s110、s110+dmtu、s11+dpi、s30+h2o2和s110+h2o2处理下的平均k+外排速率分别为-155.59、935.66、362.57、277.68、1121.70和654.74pmol cm-2s-1（图3f）。图3. 高盐和抑制剂对坛紫菜k+流速的影响       正常条件下，坛紫菜叶状体ca2+流速在0 pmol cm-2s-1左右波动，而在高盐胁迫下ca2+则显著内流（图4a）。s30和s110处理下ca2+平均流速分别为-3.77和-167.73 pmol cm-2s-1（图4d）。s30加外源h2o2处理后叶状体的ca2+内流，内流速率为-13.98 pmol cm-2s-1（图4b）。ros清除剂dmtu能显著抑制盐胁迫诱导的坛紫菜ca2+内流（图4c），平均流速为-19.93 pmol cm-2s-1，仅为s110处理的11.90%（图4e）。nadph氧化酶抑制剂dpi（图4d）抑制了盐胁迫诱导的ca2+内流，流速为-49.42 pmol cm-2s-1，仅为s110处理的29.46%（图4e）。当verapamil抑制ca2+内流时，na+外排减少。此外，外源ca2+缓解了s110处理下坛紫菜细胞k+的外排（图5）。图4. 高盐和抑制剂对坛紫菜ca2+流速的影响图5. 高盐条件下，ca2+对坛紫菜的na+和k+流速的影响其他实验结果0.1 mm dmtu、10 μm dpi和10 mm ca2+浓度对缓解s110处理产生的不利影响最有效。sod活性和h2o2含量呈正相关。结论综上所述，高盐胁迫处理15 min内nadph氧化酶和sod介导的h2o2产生激活了坛紫菜的防御反应。盐诱导的h2o2促使ca2+内流，激活了坛紫菜细胞na+逆向转运。此外，h2o2增强了盐胁迫下坛紫菜细胞的k+渗漏，但外源ca2+缓解了这种盐诱导的k+外排。因此，在高盐条件下，h2o2和ca2+可能独立影响坛紫菜k+的转运。本文为植物抗高盐机理提供了新的思路。测试液360 mm nacl, 2.0 mm nahco3, 8.0 mm kcl, 0.1 mm na2so4, 0.1 mm cacl2, ph 8.1仪器采购信息据中关村nmt产业联盟了解，集美大学水产学院于2017年采购了旭月（北京）科技有限公司的非损伤微测系统。文章原文：https://doi.org/10.1007/s10811-020-02284-0

NMT作为生命科学底层核心技术，是建立活体创新科研平台的必备技术。2005年~2020年，NMT已扎根中国15年。2020年，中国NMT销往瑞士苏黎世大学，正式打开欧洲市场。基本信息主题：HKT1;5通过调节植物钠钾钙离子稳态响应盐胁迫期刊：International Journal of Molecular Sciences影响因子：4.556研究使用平台：NMT植物耐盐创新平台标题：Changes in Expression Level of OsHKT1;5 Alters Activity of Membrane Transporters Involved in K+and Ca2+ Acquisition and Homeostasis in Salinized Rice Roots作者：塔斯马尼亚大学Sergey Shabala，Mohammad Alnayef检测离子/分子指标K+、Na+、Ca2+检测样品水稻根伸长区（距离根尖1.2 mm根表上的点）、成熟区（距离根尖15 mm根表上的点）、根木质部薄壁细胞中文摘要（谷歌机翻）在水稻中，OsHKT1;5基因已被报道是耐盐性的关键决定因素。该基因由SKC1基因座携带，其作用归因于Na+从木质部卸载。然而，以往的研究并未提供直接证据。此外，SKC1在向地上部装载（loading）和运送K+方面的报告功能还有待解释。本工作采用非损伤微测技术比较了野生型（WT）和NIL（SKC1）植物根木质部薄壁细胞吸收Na+的动力学。数据显示，在野生型植物中观察到Na+重吸收，但在NIL（SKC1）植物中未观察到，因此质疑HKT1;5作为直接从木质部中去除Na+的转运蛋白的功能。相反，HKT1;5表达水平的改变改变了水稻表皮和中柱中参与K+和Ca2+吸收和稳态的膜转运蛋白的活性，从而解释了观察到的表型。本研究得出的结论是，HKT1;5在植物耐盐碱性中的作用不能仅仅归因于降低木质部汁液中Na+的浓度，而是引发了其他转运蛋白在胁迫条件下参与维持植物离子体内稳态和信号传导的活动的复杂反馈调节。离子/分子流实验处理5日龄水稻水培幼苗80 mM NaCl实时处理离子/分子流实验结果当向WT植株根施加80 mM NaCl（模拟木质部汁液Na+浓度的增加）时，可测到强烈而持续的净Na+吸收（图1A, C）。从功能上讲，这种吸收与根木质部对Na+的重吸收是一致的（无论是通过HKT1;5还是通过一些其他运输系统）。然而，在NIL（SKC1）中，没有这种吸收。相反，敲低（Knockdown, KD）株系表现出木质部薄壁细胞对Na+的净吸收甚至略高于WT（图1A，C）。这些结果与本文全株Na+含量数据结果一致。然后，研究测定了NaCl对K+在根星状组织（stellar tissue）质膜上传输的影响（图1B，D）。在所有3个株系中，NaCl加入到溶液中，导致了瞬时的净K+外排。从功能上看，在植物体内，这相当于NaCl诱导的K+向蒸腾流中的装载。K+外排速率的大小为NIL（SKC1）>WT>KD，与本研究在NIL（SKC1）株系地上部积累较高的K+结果一致。图1. 80 mM NaCl实时处理对木质部薄壁细胞净Na+和K+流速的影响。(A, B) NIL (SKC1)、WT和Oshkt1;5 (4A-02764)敲低株系(KD)的实时Na+(A)和K+ (B)流速。(C, D)分别为胁迫后30 min内Na+和K+流速的平均值。正值表示吸收，负值表示外排。本文想探究HKT1;5表达的改变是否会影响根表皮中膜运输体的功能活性。为了做到这一点，研究首先比较了根表皮Na+在所有三个株系吸收的模式（图2A, B）。这种吸收能力在NIL（SKC1）中最强，其次是WT，然后是KD株系，说明HKT1;5在根星状组织中表达水平的变化强烈影响了根表皮的Na+吸收能力。进一步，NaCl诱导的表皮根细胞K+外排大小依次为：NIL（SKC1）>WT> KD（图2C-E）。在两个根区都观察到这种模式。与成熟区（MZ）相比，伸长区（EZ）的K+外排要强得多（约为MZ的6倍）。图2. 80 mM NaCl实时处理下根表皮细胞净K+、Na+流速的变化情况。(A)从WT伸长区测得的实时Na+流速。(B) NIL (SKC1)、WT和Oshkt1;5 (4A-0.2764)(KD)株系在伸长区测得的Na+吸收峰值。(C)从WT伸长区和成熟区测得的实时K+流速。(D, E )分别为NIL (SKC1)、WT和Oshkt1;5株系伸长区和成熟根区胁迫后30 min内的K+流速。正值表示吸收，负值表示外排。水稻HKT1;5株系在实时NaCl处理下，引起Ca2+瞬时外排（图3），可能是由于细胞壁的Donnan交换引起的。然而，这种反应在EZ中更为强烈，在瞬时反应结束时，净Ca2+流速值仍然为负值，表明一些活跃的Ca2+外排系统的参与。这种净Ca2+外排的顺序发生了变化，NIL（SKC1）SKC1）中HKT1;5的过表达破坏了其中一个Ca2+外排系统（Ca2-ATPase或CAX交换器）的运行。图3. 80 mM NaCl实时处理下根表皮细胞净Ca2+流速的变化情况。(A)从WT植物的伸长区和成熟区测得的实时Ca2+流速；(B,C)分别从NIL(SKC1)、WT和Oshkt1;5植株的伸长区和成熟根区测得胁迫后30 min内的平均Ca2+流速。正值表示吸收，负值表示外排。其他实验结果NIL（SKC1）植物根伸长区和成熟区HKT1;5的表达均显著高于WT，并且HKT1;5的转录水平随着盐分的升高而显著上调。盐胁迫下，NIL（SKC1）表现出更敏感的表型，与WT相比，叶子萎蔫和坏死的比例更大，地上部和根干重显著降低。NIL（SKC1）植株在盐胁迫下积累了很多的K+和Na+。NIL（SKC1）植株在对照和盐胁迫下RBOH转录本的表达均有所降低，但在伸长区RBOHD的表达要高得多。同时，与WT相比，NIL（SKC1）植株GORK表达降低，RBOHD表达增加。同时，两个根区的SOS1转录水平都较低。结论这项工作的研究结果表明，由于生物体内存在着多种反馈回路，使用突变体植物获得的结果应非常谨慎的对待，不能将其作为有关特定基因的作用机制的证据。此外，转录分析和GUS染色可能具有误导性，提供的关于特定转运蛋白运作/功能的信息可能不完全。因此，在植物体功能分析中需要更加重视。测试液0.2 mM NaCl, 0.1 mM CaCl2, 0.2 mM KCl, pH 5.5关键词：盐胁迫；木质部装载；钠；钾；SKC1；HAK5；GORK；RBOHD；表皮；中柱

NMT作为生命科学底层核心技术，是建立活体创新科研平台的必备技术。2005年~2020年，NMT已扎根中国15年。2020年，中国NMT销往瑞士苏黎世大学，正式打开欧洲市场。基本信息主题：NMT发现神经元线粒体耗O2速率增加为Bcl2家族改善神经元代谢提供直接证据期刊：Nature cell biology影响因子：20.042研究使用平台：NMT神经研究创新平台标题：Bcl-xL regulates metabolic efficiency of neurons through interaction with the mitochondrial F1F0 ATP synthase作者：耶鲁大学Elizabeth A. Jonas、Kambiz N. Alavian检测离子/分子指标O2检测样品大鼠海马神经元中文摘要（谷歌机翻）抗凋亡Bcl2家族蛋白（例如Bcl-xL）通过隔离凋亡分子来保护细胞免于死亡，但也有助于正常的神经元功能。本研究在海马神经元中发现Bcl-xL增强了能量代谢的效率。研究的证据表明，Bcl-xL与F1F0ATP合酶的β亚基直接相互作用，减少了F1F0 ATPase复合物中的离子泄漏，从而在F1F0 ATPase活性期间增加了F1F0对H+的净转运。通过膜片钳富含F1F0 ATP合酶复合物的线粒体囊泡，研究发现，在存在ATP的情况下，Bcl-xL活性的药理或遗传抑制作用会增加膜泄漏电导。此外，重组Bcl-xL蛋白直接增加了纯化的合酶复合物的ATPase活性水平，而抑制内源性Bcl-xL则降低了F1F0酶活性水平。本研究的发现表明，线粒体代谢效率的提高有助于表达Bcl-xL的神经元中突触效能的提高。离子/分子流实验处理① GFP-Bcl-xL表达神经元与mito-GFP表达神经元CSCW2-荧光素酶慢病毒转染7 d② 单个不表达神经元或表达Bcl-xL shRNA或混乱shRNA的神经元CSCW2-荧光素酶慢病毒转染7 d③ 单个神经元10 μM ABT-737处理18 h④ 90 mM KCl和5 mg ml-1寡霉素处理表达Bcl-xL-GFP或mito-GFP的单个神经元⑤ 萤火虫荧光素酶在有无1 μM ABT-737处理海马神经元中的发光5 min，随后用90 mM KCl处理90 s。离子/分子流实验结果先前的工作描述了过表达Bcl-xL的神经元中线粒体生物量的增加。如果线粒体生物量的增加是造成ATP水平升高的唯一原因，那么表达Bcl-xL的细胞有望增加摄氧量。为了验证这一点，使用O2流速微传感器检测单个神经元的氧摄取量。与预期相反，过表达Bcl-xL的神经元的O2流速低于转染mito-GFP的神经元（图1b），这表明过表达Bcl-xL的神经元更有效地将ATP的产生与O2的吸收结合。内源性Bcl-xL具有类似的作用，因为shRNA介导的消耗（图1c, d）或Bcl-xL活性的药理抑制作用（图1e）增加了神经元的O2流速。这些数据表明，Bcl-xL的消耗或抑制使ATP的产生与O2的摄取解偶联。从理论上讲，较高的ATP水平和过表达Bcl-xL的神经元的O2摄取水平较低，可能是由于电活动和突触活动水平降低而导致ATP积累的静止状态。这不太可能，是因为Bcl-xL过表达的神经元具有比对照更大的突触和更多的自发活动。因此，作者研究了过表达Bcl-xL的神经元是否具有更大但未被充分利用的能量。当细胞在高钾条件下去极化时，Bcl-xL过表达的神经元O2流速比基础水平增加了约90%，这是一种已知的刺激神经元电活动和突触活动的处理方法（图1f），而mito-GFP表达对照则仅增加了50%。在氧化磷酸化过程中，从线粒体基质中泵出的质子通过ATP合成酶处的线粒体内膜的H+流速（生产流速）和H+外排（非生产性）重新进入基质。减少非生产性外排可提高ATP生产效率。为了确定Bcl-xL过表达的神经元在最大活性期间是否有不同程度的非生产性穿过内膜的外排，高钾被迅速冲洗出去，并在寡霉素中测量O2摄取量，寡霉素抑制与ATP生成相关的H+流速，但不抑制与非生产性外排相关的H+流速。与mito-GFP表达对照相比，GFP-Bcl-xL细胞具有更高的产O2流速与总O2流速的比值，表明它们利用更高的整体峰值O2流速百分比来制造ATP（图1g）。图1. Bcl-xL改变神经元对O2的吸收其他实验结果Bcl-xL过表达的神经元ATP水平升高，Bcl-xL缺失的神经元ATP水平降低。Bcl-xL是刺激引起的代谢变化所必需的。Bcl-xL定位于线粒体内膜。重组Bcl-xL蛋白增强了F1F0 ATPase的酶促速率。在F1F0 ATPase活动期间，Bcl-xL抑制减弱H+进入亚线粒体囊泡。内源性Bcl-xL是ATP结合后抑制膜泄漏所必需的。Bcl-xL增加线粒体ATP的产生，可使细胞在缺乏Bax或Bak的情况下免受代谢损害。结论本研究发现过表达Bcl-xL的神经元具有较高的ATP水平，而内源性Bcl-xL被消耗或抑制的细胞具有较低的ATP水平。尽管ATP水平升高，但过表达Bcl-xL的神经元耗氧量较少，Bcl-xL消耗增加了氧摄取水平。除其外膜定位外，研究通过免疫电镜在线粒体基质中发现Bcl-xL。Bcl-xL与F1F0 ATP合酶的β亚基免疫共沉淀，与纯化的F1 ATP合酶重组β亚基结合。外源施加Bcl-xL使F1F0 ATPase活性水平升高，Bcl-xL抑制使酶促速率降低。Bcl-xL缺失使含F1F0-ATPase的递质线粒体囊泡对H+离子的隔离能力下降，表明Bcl-xL消耗引起质子在激活该酶后外排。通过膜片钳检测暴露于ATP的含F1F0-ATPase的囊泡，记录到Bcl-xL被抑制或耗尽时外渗电导增加。因此，本研究提出了一个模型，其中Bcl-xL通过减少F1F0 ATPase中的质子外排来提高ATP合成的效率，从而改善神经元的新陈代谢。测试液90 mM KCl, 64 mM NaCl, 10 mM glucose, 10 mM HEPES, 2 mM CaCl2, pH 7.4关键词：能量代谢、神经元、线粒体、F1F0、ATP

NMT作为生命科学底层核心技术，是建立活体创新科研平台的必备技术。2005年~2020年，NMT已扎根中国15年。2020年，中国NMT销往瑞士苏黎世大学，正式打开欧洲市场。基本信息主题：NMT发现盐胁迫下磷脂酰丝氨酸合酶可促植物保钾缓解质膜去极化期刊：Plant & Cell Physiology影响因子：4.062研究使用平台：NMT植物耐盐创新平台标题：Phosphatidylserine Synthase from Salicornia europaea Is Involved in Plant Salt Tolerance by Regulating Plasma Membrane Stability作者：中科院植物所李银心、吕素莲、台方检测离子/分子指标K+检测样品盐角草根细胞中文摘要（谷歌机翻）盐诱导的脂类改变在许多植物物种中已有报道，然而，脂类生物合成和代谢如何调控，脂类在植物耐盐性中如何发挥作用的研究却少得多。在本研究中，盐角草细胞质膜（PM）中磷脂酰丝氨酸（PS）含量明显高于拟南芥。随后从盐角草中分离到一个编码磷脂酰丝氨酸合成酶（PSS）的基因，命名为SePSS。多重比对和系统发育分析表明，SePSS属于碱基交换型PSS，位于内质网。在400或800 mM NaCl胁迫下，SePSS在盐角草悬浮细胞中的失活导致PS含量降低，细胞存活率降低，PM去极化和K+外排增加。相比之下，SePSS的上调导致拟南芥PS和磷脂酰乙醇胺（PE）水平升高，耐盐性增强，同时转基因株系中活性氧积累比WT低，膜损伤较少，PM去极化较少，K+/Na+较高。这些结果表明，PS水平与植物耐盐性呈正相关，SePSS通过调节PS水平参与植物耐盐性，进而调节PM电位和通透性，维持离子稳态。本研究的工作内容为改善植物在多重胁迫下的生长提供了一个潜在的策略。离子/分子流实验处理0、400、800 mM NaCl处理2 h离子/分子流实验结果盐胁迫下，植物的PM常常会发生去极化，导致K+从细胞中渗出。为了研究SePSS在盐胁迫下调节膜电位的可能作用，分别用0、400和800 mM NaCl处理空载体（empty vector，EV）细胞和SePSS-RNAi细胞。采用非损伤微测技术（NMT）检测K+净流速，与无盐处理相比，400和800 mM NaCl处理使EV细胞K+内流减少，800 mM NaCl处理使SePSS-RNAi细胞K+由内流转为外排（图1）。这些结果表明，敲除SePSS可能会加剧NaCl诱导的PM去极化，从而导致K+从细胞中渗漏。图1. 在不同NaCl浓度下盐角草细胞的净K+流速其他实验结果盐胁迫下，PM中PS含量增加，盐角草的PS含量明显高于拟南芥。SePSS编码一种位于内质网的磷脂酰丝氨酸合成酶。盐处理可诱导SePSS表达。敲除盐角草细胞中的SePSS导致耐盐性降低。过表达SePSS增加了拟南芥PM中PS和PE的表达。过表达SePSS使拟南芥的膜损伤更小，耐盐性更高。盐胁迫下转基因拟南芥根系PM去极化发生较少。盐胁迫下转基因拟南芥K+积累增加，Na+积累减少。结论本研究结果表明，组成性（constitutively）高的PS含量有利于盐角草的耐盐性。SePSS通过调节PS水平参与植物耐盐性。PS含量的增加可以维持PM的去极化和膜的通透性，从而维持PM的稳定性，进而维持盐胁迫下K+/Na+的稳态。考虑到PM的特性，本研究的工作内容可能为改善植物在多重胁迫下的生长提供一个潜在的策略。对可以与PS相互作用的蛋白质的进一步研究将增进本研究对PS在植物耐盐性中的作用的了解。此外，未来研究盐角草对盐胁迫响应的膜脂重塑模式，可为该物种其他脂类的作用及其盐适应机制提供重要的认识。测试液0.5 mM KCl, 0.2 mM CaCl2, 2.5% sucrose , pH 5.7仪器采购信息据中关村NMT产业联盟了解，中国科学院植物研究所于2016年采购了美国扬格公司的非损伤微测系统。关键词：去极化；膜通透性；磷脂酰丝氨酸；质膜；盐角草；盐胁迫

基本信息主题：NMT检测抗癌药对活体斑马鱼泌酸及神经丘生理功能影响评价其环境毒性期刊：Aquatic Toxicology影响因子：4.346研究使用平台：NMT斑马鱼科创新平台标题：Vincristine exposure impairs skin keratinocytes, ionocytes, and lateral-line hair cells in developing zebrafish embryos作者：台湾师范大学林豊益、Giun-Yi Hung检测离子/分子指标Ca2+、H+（pH）检测样品H+（pH）：斑马鱼胚胎皮肤离子细胞Ca2+：斑马鱼胚胎L1神经丘（侧线毛细胞）中文摘要（谷歌机翻）     抗癌药物对环境的污染已得到广泛报道。这些药物不易生物降解，在世界各地的地表水和地下水中都发现了它们的母体化合物和/或代谢物。抗癌药物的不良反应经常发生在癌症患者身上，并已积累了大量的临床知识。然而，这些药物对水生生物的影响尚未得到彻底研究。本研究旨在探讨急性暴露于一种常见的抗癌药物—长春新碱（VCR）对斑马鱼胚胎发育和皮肤功能的影响。VCR暴露96 h后（0、1、10、15、25 mg/L），观察到明显的致畸作用，包括生长迟缓，心包水肿，脊柱、尾巴和卵黄囊畸形（VCR≥15 mg/L），心率下降，眼部畸形（VCR≥10 mg/L）。斑马鱼胚胎的半数致死浓度值为20.6 mg/L，当VCR≥10 mg/L时，全身离子含量和皮肤离子细胞的酸分泌减少，这些发现与皮肤离子细胞（富含H+-ATPase的细胞和富含Na+-K+-ATPase的细胞）的减少有关。另外，皮肤角质细胞的微脊结构也明显受损。当VCR≥10 mg/L时，侧线毛细胞数量减少，当VCR低至1 mg/L时，功能受损。这一斑马鱼胚胎体内研究结果表明，急性接触VCR可导致发育缺陷、皮肤功能损害，甚至鱼类死亡。离子/分子流实验处理斑马鱼在0、1、10、15或25 mg/L的长春新碱（vincristine，VCR）中孵育96 h离子/分子流实验结果将H+流速微传感器放置在斑马鱼胚胎皮肤离子细胞表面以检测[H+]梯度变化（图1D）。测得的[H+]梯度变化代表胚胎皮肤分泌酸的情况。用不同浓度的VCR（0、1、10、15和25 mg/L）孵育受精后96 h（96 hfp）的斑马鱼，[H+]梯度在用10、15和25 mg/L VCR孵育的胚胎中逐渐降低（图1E）。图1. 长春新碱对96 hfp斑马鱼胚胎酸分泌的影响通过非损伤微测技术（NMT）检测胚胎L1神经丘的Ca2+内流速率（图2A）。图2B显示，与对照组相比，1 mg/L组的Ca2+内流速率减少了>20%（P 2+内流速率随着VCR浓度的增加呈剂量依赖性递减趋势，10 mg/L组的Ca2+内流速率减少了>60%（P2+内流速率几乎检测不到（P图2. 长春新碱对斑马鱼毛细胞Ca2+内流的影响其他实验结果在用VCR处理斑马鱼0~96 h期间的半致死浓度（LC50）约为20.6 mg/L。在VCR暴露96 h后，≥10 mg/L时，斑马鱼胚胎的心率（每分钟）以浓度依赖的方式显著降低。随着VCR浓度的升高，发现其有明显的致畸作用，表现为进行性生长迟缓、眼部尺寸缩小、S形脊柱弯曲、尾端扭曲、卵黄囊水肿、心包腔增大。15和25 mg/L VCR孵育后斑马鱼胚胎体内Ca2+和K+含量显著降低；10、15、25 mg/L VCR孵育后Na+含量显著降低。10、15、25 mg/L VCR处理的胚胎HR（H+-ATPase rich）细胞数明显减少。15和25 mg/L VCR处理的胚胎NaR（Na+/K+-ATPase-rich）细胞数量明显减少。用扫描电镜观察胚胎皮肤角质细胞的形态。对照组角质细胞为多角形上皮细胞，膜上有“指纹”（微嵴）结构。10 mg/L组角质细胞的微嵴变得不完整，在15和25 mg/L VCR处理时被严重破坏或已消失。用扫描电镜观察不同浓度VCR孵育L1神经丘毛束形态。10、15和25 mg/L VCR处理的胚胎毛束形态呈渐进性变粗。10、15、25 mg/L组L1神经丘顶端面积有所下降。随着VCR浓度增加L1神经丘毛细胞数量逐渐减少至几乎完全消失。结论总之，VCR表现出致畸性，并可以诱导斑马鱼胚胎皮肤离子细胞功能损伤。为了证明VCR诱导的急性胚胎毒性，本研究引入了一种非经典的测量体轴畸形的方法，通过说明BL1、BL2以及BL1/BL2的比例，以更好地量化C型或S型的体轴曲率。在低至1 mg/L的VCR条件下，NMT可检测到体内侧线毛细胞的功能性损伤。当VCR≥10 mg/L时，对皮肤离子细胞和角质细胞的损伤可导致离子稳态失调、心包水肿和胚胎发育障碍。所有这些功能和形态变化都是在LC50水平以下发生的。使用扫描电镜能够可视化表皮VCR相关损伤的过程，并可能在皮肤损伤后重新上皮化。此外，NMT是检测上皮细胞包括侧线毛细胞和皮肤离子细胞功能改变的有力工具。这种斑马鱼动物模型可以在未来的生态毒理学研究中应用，以早期预测神经毒性药物污染物对鱼类的亚致死效应。测试液0.5 mM NaCl, 0.2 mM CaSO4, 0.2 mM MgSO4, 0.16 mM KH2PO4, 0.16 mM K2HPO4, 0.1 mg/L tricaine, pH 7.0仪器采购信息据中关村NMT产业联盟了解，台湾师范大学生命科学系林豊益教授于2019年采购了旭月公司的非损伤微测系统。关键词：酸分泌；胚胎；鱼；离子细胞；神经丘；皮肤

NMT作为生命科学底层核心技术，是建立活体创新科研平台的必备技术。2005年~2020年，NMT已扎根中国15年。2020年，中国NMT销往瑞士苏黎世大学，正式打开欧洲市场。基本信息主题：NMT发现AtPiezo介导植物根冠Ca2+流响应机械力期刊：International Journal of Molecular Sciences影响因子：4.556研究使用平台：NMT机械刺激信号研究创新平台标题：AtPiezo Plays an Important Role in Root Cap Mechanotransduction作者：加州大学伯克利分校栾升，兰州大学何凯、Xianming Fang检测离子/分子指标Ca2+检测样品拟南芥根冠（距根尖0 μm根表上的的点）中文摘要（谷歌机翻）植物在生长发育过程中会遇到各种各样的机械刺激。目前认为，机械敏感离子通道在植物对机械力的初始感知中起着至关重要的作用。近十年来，动物机械敏感离子通道Piezo的研究取得了重大进展。事实证明，在动物的各种生理过程中，机械力的感知是不可或缺的。然而，目前对其同源物在植物中的功能还知之甚少。本研究通过对AtPiezo基因在模式植物拟南芥中的功能研究，发现AtPiezo在植物根冠对机械力的感知中起作用，Ca2+的流动参与了这一过程。这些发现有助于我们从植物的角度理解AtPiezo的功能，并为植物根冠响应机械刺激的机制提供新的见解。离子/分子流实验处理5日龄拟南芥幼苗离子/分子流实验结果在动物体内，Piezo蛋白作为非选择性阳离子内流离子通道发挥作用。特别是Piezo蛋白主要介导Ca2+的流速。研究使用非损伤微测技术（NMT）来检测根冠中Ca2+的流速（图1A）。在液体测试环境中，研究发现WT根冠处的净Ca2+内流速率明显高于atpiezo突变体的内流速率（图1B, C）。这些结果表明AtPiezo可能影响根冠中Ca2+的流动。图1. AtPiezo影响植物根冠Ca2+流速。（A）采用NMT测量Ca2+速率的位置示意图。（B）在培养基上生长5天的Col-0、piezo-1和piezo-c1幼苗的净Ca2+速率。（C）根冠尖端Ca2+流速的实时变化情况其他实验结果本研究在筛选的37种代表性的植物中都发现了Piezo基因，并且Piezo蛋白的C端结构域是保守的。AtPiezo在拟南芥根和幼叶中高度表达。在幼苗的根中，AtPiezo在根维管系统和根尖中特异性表达。根尖的横截面显示AtPiezo主要在根冠中表达。RT-PCR的结果与GUS染色结果一致。AtPiezo可能影响植物根系对培养基表面力的响应。当拟南芥在含有0.8%琼脂的培养基中生长时，atpiezo突变体中螺旋根和侧根的数量都比WT多。研究推测atpiezo突变体的根冠对机械力的敏感度较低，导致根冠形态发生改变，可能会影响根的生长方向，决定根的结构。结论本研究认为AtPiezo在根系对机械力的响应中起重要作用。AtPiezo作为一种潜在的阳离子通道，可能在不同的机械刺激下影响Ca2+的转运。Ca2+调控根中多个下游生物事件，如根尖的生长发育和根冠形态。AtPiezo基因的缺失导致植物对根系机械力的响应中断。进一步确定AtPiezo的功能，本研究克隆了AtPiezo基因的CDS序列，长度为7455 bp。经过多次尝试，在一株特殊的细菌菌株EPI400中成功构建了植物表达载体。但AtPiezo基因的表达载体不能在农杆菌中存在。因此，本研究尚未获得AtPiezo基因的转基因株系。AtPiezo不仅在根冠中高表达，而且在维管组织、保卫细胞和花粉中也有表达。进一步的研究将集中于AtPiezo在这些组织中作用的研究。本文目前对AtPiezo的研究揭示了植物与动物之间Piezo作用的异同。它使我们更好地了解植物对机械力的响应过程。测试液0.1 mM KCl, 0.1 mM CaCl2, 0.3 mM MES, 0.2 mM Na2SO4, pH 6.0仪器采购信息据中关村NMT产业联盟了解，兰州大学草科院、生科院分别于2016年、2019年采购了美国扬格公司的非损伤微测系统。公司动态：兰州大学“单一来源”采购扬格非损伤微测系统关键词：拟南芥；机械刺激；机械敏感离子通道；AtPiezo；根冠；Ca2+

12月1日，中国侨联“第八届新侨创新创业成果交流活动”在人民大会堂隆重举行。中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所王耀生研究员荣获“中国侨界贡献奖”二等奖。王耀生是环发所研究员、博士生导师，是我院“青年英才计划”海外引进人才和“农科英才”。他担任中国侨联青年委员会第四届委员会常委、中国侨联特聘专家委员会青年委员会委员、第十次全国归侨侨眷代表大会代表、中央和国家机关侨联第一届委员会委员、农业农村部侨联副秘书长、北京市科技特派员，2018年曾荣获“全国归侨侨眷先进个人”。他长期围绕作物水分和养分信号的感知、智能化诊断、精准农业等方面，从事农业资源与环境领域的科研工作，解决面向变量作业的水分和养分的科学施用和智慧决策问题。他主持国家自然科学基金和国家重点研发计划课题等项目；发表科技论文60多篇，其中以第一或通讯作者发表SCI论文20余篇、专著2部，同时担任SCI期刊《Archives of Agronomy and Soil Science》副主编。 据悉，“中国侨界贡献奖”由中国侨联于2003年设立，每两年评比一次，至今已举办八届。该奖项设立旨在表彰回国创新创业作出重要贡献的归侨，对于激励侨界人才立足本职、建功立业、报效国家发挥了积极作用。本届“中国侨界贡献奖”共表彰获奖者125名，其中一等奖59名，二等奖66名。

NMT作为生命科学底层核心技术，是建立活体创新科研平台的必备技术。2005年~2020年，NMT已扎根中国15年。2020年，中国NMT销往瑞士苏黎世大学，正式打开欧洲市场。基本信息主题：NMT发现E3泛素连接酶基因TaPUB15增强了水稻在盐胁迫下排钠保钾的能力期刊：Food and Energy Security影响因子：5.242研究使用平台：NMT植物耐盐创新平台标题：TaPUB15, a U-Box E3 ubiquitin ligase gene from wheat, enhances salt tolerance in rice作者：中国农业科学院作物研究所景蕊莲、毛新国、李巧茹检测离子/分子指标Na+、K+检测样品2周龄水稻幼苗（转基因、WT）根分生区（距根尖100 μm根表上的点）中文摘要（谷歌机翻）植物U-box（PUB）E3泛素连接酶在对环境胁迫和激素信号的响应中起着至关重要的作用，但在小麦（Triticum aestivum L.）中对其了解甚少。我们鉴定了一个U-box E3泛素连接酶基因TaPUB15，它在小麦栽培品种中是保守的。TaPUB15在多种组织中表达，且根部的表达量远高于其他组织。盐、脱落酸、4℃和聚乙二醇（PEG）诱导TaPUB15的转录。TaPUB15-D的过表达使转基因水稻的耐盐性得到改善，同时转基因水稻的根也增多。离子通量测定表明，转基因水稻植株的耐盐性得到改善，在盐度胁迫下保持较低的Na+/K+比值。基因表达测定表明，相对于野生型，转基因水稻中一些盐胁相关基因显著上调。转基因水稻的这些结果也在转基因拟南芥中得到了验证。我们的数据表明，TaPUB15在提高作物植物的耐盐性方面起着至关重要的作用，是未来促进耐盐小麦育种的宝贵基因资源。离子/分子流实验处理100 mM NaCl处理1 h离子/分子流实验结果为了更好地了解Na+和K+的动态变化，使用非损伤微测技术（NMT）来监测转基因和WT水稻根尖的Na+和K+流速。100 mM NaCl处理1 h后，所有测试的幼苗均显示出Na+外排。Na+在转基因水稻中的外排速率远高于WT（图1a）。同时，转基因水稻幼苗显示出K+内流，野生稻幼苗显示出K+外排（图1b）。因此，TaPUB15-D在水稻中的过表达明显增加了在盐胁迫下保K+和排Na+的能力。较低的Na+/K+比值确保转基因植株在高盐度条件下具有更好的耐盐性。图1. 转基因水稻在盐胁迫下Na+和K+的流速变化情况其他实验结果3个TaPUB15同源基因均高度保守。TaPUB15-D定位在细胞核和细胞质中。TaPUB15在幼苗根系表达量最高，其次是幼苗叶片、抽穗期根系和萌发期和幼苗期的根基部。在抽穗的节、茎和旗叶中表达量最低。在250 mM NaCl、50 μM ABA和4°C低温处理下，TaPUB15被强烈激活，但在16.1% PEG处理下TaPUB15被激活程度较低。TaPUB15-D过表达导致转基因水稻的根更长、更多。TaPUB15-D在水稻中的过表达增强了其耐盐性。转基因株系中OsP5CS1的转录水平与WT相比增加了近4倍。钾转运基因OsHKT1;1的表达被盐胁迫显著诱导。TaPUB15-D的过表达减少了Na+的积累，使水稻转基因株系在盐碱条件下保持相对较低的Na+/K+比值。TaPUB15-D的过表达增强了转基因拟南芥的耐盐性。结论作为世界上广泛种植的谷类作物，小麦是人类的主食，在全球粮食安全中起着至关重要的作用，但高盐，干旱和其他非生物胁迫严重限制了小麦的高产和稳产。为了应对非生物胁迫，植物物种已经进化出多种响应机制。本研究发现了一个U-box E3泛素连接酶基因TaPUB15，它可以改变转基因水稻的根系结构，使其根系更深、更多，提高水稻和拟南芥的耐盐性。因此，TaPUB15是一种有价值的基因资源，可以用于提高小麦的耐盐性，也可能用于其他作物。测试液0.1 mM NaCl, 0.1 mM KCl, pH 5.7仪器采购信息据中关村NMT产业联盟了解：中国农业科学院茶叶研究所于2015年采购了旭月（北京）科技有限公司的非损伤微测系统。中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所分别于2018年、2020年采购了旭月（北京）科技有限公司的非损伤微测系统。NMT能为农业环境研究贡献什么?|旭月中标农科院环发所关键词：离子稳态，根系构型，盐胁迫, TaPUB15, U-Box E3

为表彰在推动非损伤微测技术（nmt）服务中国科学界创新进程中做出杰出贡献的人物，2020年底，联盟开展了“非损伤微测技术终身贡献奖”评选颁授。决定授予匡廷云、杨福愉、林克椿、高荣孚、叶鑫生“非损伤微测技术终身贡献奖”。同时，特别授予首都师范大学已故教授赵微平“非损伤微测技术特别贡献奖”。获奖人简介匡廷云植物生理学家，中国科学院院士，中国科学院植物硏究所硏究员。主要从事光合作用的研究，在光合作用、光合膜、叶绿素蛋白复合体结构与功能硏究方面取得了系统的、创造性的成果。先后获得中国国家自然科学奖二等奖、中国科学院科技进步奖、中国植物生理与植物分子生物学学会终身贡献奖、国际光合作用及氢能研究可持续发展大会杰出成就奖。匡廷云院士是nmt进入中国的引路人，“非损伤微测技术”命名人之一，对nmt进入植物科学领域，服务中国植物领域创新，做出了关键性贡献。杨福愉生物化学家，中国科学院院士，中国科学院生物物理研究所研究员、生物大分子国家重点实验室名誉主任，主要从事生物膜的研究工作，并以膜脂-蛋白质相互作用为主线，特别关注细胞内膜系统（线粒体、溶酶体等）对重要细胞生命活动的调控机制。杨福愉院士注重联系国计民生进行基础研究。在农业方面，用“匀浆互补法”代替“线性体互补法”来预测谷子等农作物的杂种优势获理想效果；在医学方面，他通过参加云南楚雄克山病综合考察，提出“克山病是一种心肌线粒体病”的观点，这不仅对克山病发病机理的研究，而且对克山病的防治都有重要意义。杨福愉院士是nmt进入中国的引路人，“非损伤微测技术”命名人之一，他对推动中国首个nmt测试中心的成立，做出了关键性贡献。林克椿生物物理学家、教育家、中国医学生物物理学创始人之一，北京大学医学部教授，主要研究方向是膜生物物理。1981年，首次独立发现了螺旋状脂质体，获卫生部科技进步乙级奖；1984年指导博士生研究了矽肺机理，开创了我国分子毒理学领域的研究，再次获卫生部科技进步乙级奖。参与创建了中国生物物理学会，并担任该学会副理事长10年。1984年至1990年两次被选为国际生物物理合会理事。林克椿教授是nmt进入中国的引路人，“非损伤微测技术”命名人之一，对nmt进入生物医学领域，服务中国生物医学创新，做出了关键性贡献。高荣孚植物生理学家，北京林业大学教授，原国务院参事，主要从事植物生理生态研究。高荣孚教授是北京林学院（现北京林业大学）绿化系植物生理教研室的主要建设者之一，该教研室成为后来成立的生物学院的主要教研室。他在我国开创了用国产元件组装的仪器、用空气动力学方法研究森林光合作用，并在此基础上主持完成了稳态气孔计的研制。他研制的光合有效光量仪，填补了我国在这方面的空白。后来，又完成了叶绿素荧光仪、光声光谱仪的研制，不仅解决了科研的急需，同时也使北京林业大学成为国内唯一能用光声光谱仪从事光合作用研究的单位，并使光声光合放氧动力学领域的研究进入国际前沿的行列。高荣孚教授还参与了我国第一批树木生理研究生、第一位林学博士士生的培养。高荣孚教授对nmt进入林业科学领域，服务中国林木抗逆生理创新，做出了关键性贡献。叶鑫生原国家自然科学基金委生命科学部副主任，主要从事干细胞和发育生物学等相关领域的研究。叶鑫生教授具有丰富的基金评审经验，为引导我国科技领域财政支出的创新效益最大化，做出了巨大贡献。叶鑫生教授对nmt进入生物医学领域，服务中国生物医学创新，做出了关键性贡献。赵微平我国植物生理学、植物分子生物学研究领域的先驱，首都师范大学教授，生命科学学院（原北京师范学院生物系）奠基人和领导人之一。曾担任中国植物生理学会理事和科普工作委员会副主任、北京植物生理学会副理事长、北京作物学会常务理事；北京市政治协商会议第六、七届常委和委员；北京市政府一至七届小麦生产科学技术顾问。曾荣获全国科学大会先进个人、北京市劳模。赵微平教授是现代非损伤微测技术发明人许越的科学引路人之一，也是推动nmt在中国商业化发展的“军师”之一。

基本信息主题：银铜纳米颗粒抑制斑马鱼胚胎侧线毛细胞钙吸收期刊：Aquatic Toxicology影响因子：4.346研究使用平台：NMT斑马鱼创新科研平台标题：Toxic effects of silver and copper nanoparticles on lateral-line hair cells of zebrafish embryos作者：台湾师范大学林豊益、Hsiu-Ju Yen检测离子/分子指标Ca2+检测样品斑马鱼胚胎侧线毛细胞中文摘要（谷歌机翻）纳米粒子（NPs）对鱼类早期的潜在毒性仍不清楚。在这项研究中，我们调查了银（AgNPs）和铜纳米颗粒（CuNPs）对斑马鱼胚胎侧线毛细胞的毒性作用。在受精后0~96 h（hpf），将不同浓度的AgNPs和CuNPs孵育斑马鱼胚胎。发现AgNPs和CuNPs都以剂量依赖的方式在斑马鱼胚胎中引起毒性作用。AgNP和CuNP的96小时50％致死浓度（LC50）值分别为6.1 ppm（56.5 μM）和2.61 ppm（41.1 μM）。AgNPs [≥1 ppm（9.3 μM）]和CuNPs [≥0.01 ppm（0.16 μM）]严重损害了FM1-43标记的毛细胞数量和发束的微观结构。用非损伤微测技术（NMT）测量在毛细胞的发束处的Ca2+流入，以评估毛细胞的功能。发现AgNPs [≥0.1 ppm（0.9 μM）]和CuNPs [≥0.01 ppm（0.16 μM）]均能显着减少Ca2+的流入。在暴露于AgNPs和CuNPs 4小时（96~100 hpf）的孵化胚胎中也发现了类似的毒性作用。这项研究表明，斑马鱼的侧线毛细胞对AgNPs和CuNPs敏感，而这些污染物在水生环境中可能对鱼类的生存构成威胁。离子/分子流实验处理方法斑马鱼胚胎在受精后（hpf）0~100 h期间，分别用AgNPs（0、0.9、9.3、27.8 μM）和CuNPs（0、0.16、1.6、15.8 μM）进行处理离子/分子流实验结果在AgNP或CuNP暴露96 h的胚胎中发现毛细胞的功能损伤。用NMT技术检测斑马鱼胚胎L1神经丘毛束Ca2+流速（图1A），0.1、1、3 ppm（0.9、9.3、27.8 μM）AgNP处理组Ca2+内流速率分别显著降低26%、46%和91%（图1B）。0.01 ppm（0.16 μM）CuNP处理组Ca2+内流速率减少38%，0.1和1 ppm（1.6和15.8 μM）CuNP处理组几乎检测不到Ca2+内流（图1C）。图1.Hpf 0~96 h纳米颗粒（NP）暴露对毛细胞功能的影响在96~100 hpf期间，在短期AgNP或CuNP暴露下可以观察到斑马鱼胚胎毛细胞的功能变化。根据NMT的结果，0.01、0.1和1 ppm（0.16、1.6和15.8 μM）AgNP组L1神经丘毛束Ca2+内流分别减少30%、73%和100%（图2A）。0.1和0.3 ppm（1.6和4.7 μM）CuNP组Ca2+内流减少31%和50%，而0.5 ppm（7.9 μM）CuNP组几乎检测不到Ca2+内流（图2B）。图2. 纳米颗粒（NP）暴露4 h对毛细胞功能的影响其他实验结果AgNPs和CuNPs浓度越高，斑马鱼胚胎成活率越低。AgNPs会增加斑马鱼胚胎的孵化率，≥0.1 ppm（1.6 μM）的CuNPs暴露可能会导致胚胎孵化受到严重干扰。AgNPs和CuNPs处理会使斑马鱼体长缩短。用FM1-43标记斑马鱼胚胎毛细胞，结果显示在AgNPs和CuNPs暴露96 h后，斑马鱼L1神经丘中的毛细胞数量显著减少。SEM结果表明，1、3ppm AgNP处理后斑马鱼L1神经丘表面动纤毛的正常形态被破坏，成融合或缠结状。在CuNP组中也出现了类似的形态学变化。96 hpf后暴露4 h后，在0.5和1 ppm AgNP组中，L1神经丘细胞中荧光FM1-43标记的毛细胞数量显著减少，1.5 ppm AgNP组中未发现毛细胞。0.1和0.3 ppm CuNP组L1神经丘中FM1-43阳性毛细胞减少，而0.5 ppm CuNP组胚胎中未检测到FM1-43阳性毛细胞。测试液0.5 mM NaCl, 0.2 mM CaSO4, 0.2 mM MgSO4, 0.16 mM KH2PO4, 0.16 mM K2HPO4,300 μM MOPS, 0.1 mg/L tricaine, pH 7.0仪器采购信息据中关村NMT产业联盟了解，台湾师范大学生命科学系林豊益教授于2019年采购了旭月公司的非损伤微测系统。文章原文：https://doi.org/10.1016/j.aquatox.2019.105273关键词：纳米颗粒；鱼；鳃；皮肤；侧线；毛细胞；毒性

NMT作为生命科学底层核心技术，是建立活体创新科研平台的必备技术。2005年~2020年，NMT已扎根中国15年。2020年，中国NMT销往瑞士苏黎世大学，正式打开欧洲市场。基本信息主题：NMT发现圆形硅藻实时镉吸附能力强于梭形、三叉形硅藻期刊：Ecotoxicology and Environmental Safety影响因子：4.872研究使用平台：NMT重金属创新平台标题：How marine diatoms cope with metal challenge: Insights from the morphotype-dependent metal tolerance in Phaeodactylum tricornutum作者：深圳大学潘科、马捷检测离子/分子指标Cd2+检测样品海洋硅藻细胞中文摘要（谷歌机翻）海洋硅藻对金属的耐受性因其对随机环境的长期适应而因形态类型、品系和物种而异。这种高度可变特性的机制仍然是生态毒理学关注的问题。在这项研究中，我们使用了一些尖端技术，包括非损伤微测技术（NMT）、原子力显微镜和X射线光电子能谱技术来研究三种形态类型的三角褐指藻对镉（Cd）的积累和耐受性。亚细胞镉分布，金属转运蛋白表达，谷胱甘肽和植物螯合素活性也进行了分析，以表征形态依赖的镉稳态和解毒。我们发现卵形形态比其他形态积累了更多的Cd，但也比其他形态更耐Cd。Cd与卵形细胞表面结合力较强的原因是其球形较小，细胞表面较粗糙，表面电位较低。此外，卵形对镉离子的渗透性较差，并且含有较高的植物螯合素和谷胱甘肽水平，这解释了其较高的金属耐受性。我们的研究为硅藻适应不断变化的环境提供了新的解释，这可能有助于其进化的成功。离子/分子流实验处理方法8.9 μM CdCl2 处理10 min离子/分子流实验结果3种形态的硅藻细胞表面实时净Cd2+流速如图1所示。加入CdCl2（8.9 μM）后，检测到Cd2+内流。而卵圆形细胞Cd2+净内流速率（-0.91~-1.79 pmol cm-2s-1）显著高于梭形细胞（-0.36~-1.07 pmol cm-2s-1）和三叉形细胞（-0.2~-0.97 pmol cm-2s-1），表明卵圆形细胞对Cd的吸附能力强于其他形态的细胞。图1.卵圆形（O）、梭形（F）和三叉形（T）海洋硅藻细胞表面的Cd2+流速其他实验结果毒性试验结果表明，卵圆形海洋硅藻细胞比其他两种形态对镉的耐受性更强。在卵圆形海洋硅藻细胞中，只有10%的Cd分布在细胞质和细胞器中，而在梭形细胞中则有34%。卵圆形细胞的粗糙度、DMT模量明显高于梭形和三叉形细胞。三种细胞形态之间的附着力并无显著差异。镉处理处理后，卵圆形海洋硅藻细胞表面电势更低。卵圆形海洋硅藻细胞的细胞壁成分与其他形态细胞的细胞壁之间最明显的差异是硅形态的差异。镉处理后，所有靶向基因在硅藻细胞中的表达均上调。镉处理会增加所有形态海洋硅藻细胞的谷胱甘肽（glutathione，GSH）和植物螯合肽（phytochelatin，PC）水平。结论本研究表明，卵圆形海洋硅藻比梭形和三叉形海洋硅藻具有更强的镉结合能力和金属耐受性。因为卵圆形海洋硅藻较小的球状形态和较粗糙、带负电的细胞表面，Cd与其有的较大表面结合。不同形状的海洋硅藻细胞壁化学成分的差异决定了其表面电位依赖于细胞形态差异。与梭形和三叉形海洋硅藻相比，卵圆形海洋硅藻的细胞壁对Cd2+的渗透性较差，并且含有较高水平的PC和GSH，说明其具有较强的金属耐受性。P型ATPase、ATPase5-1B、CzcD和VIT蛋白在海洋硅藻Cd稳态中发挥重要作用。测试液 8.9 μM CdCl2, 0.1 mM KCl, 0.5 mM NaCl, 0.3 mM MES, 0.2 mM Na2SO4, 0.1% sucrose, pH 8.0文章原文：https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2020.111715 关键词：非损伤微测技术；镉；硅藻；金属毒性；三角褐指藻

NMT作为生命科学底层核心技术，是建立活体创新科研平台的必备技术。2005年~2020年，NMT已扎根中国15年。2020年，中国NMT销往瑞士苏黎世大学，正式打开欧洲市场。基本信息主题：NMT发现ABA会抑制硝酸根内流负调控植物硝酸盐吸收期刊：Journal of Integrative Plant Biology影响因子：4.885研究使用平台：NMT植物营养创新平台标题：Abscisic acid signaling negatively regulates nitrate uptake via phosphorylation of NRT1.1 by SnRK2s in Arabidopsis作者：西北农林科技大学王存、苏行检测离子/分子指标NO3-检测样品拟南芥根中文摘要（谷歌机翻）氮（N）是植物生长和生产力的限制性养分。植物激素脱落酸(ABA)被认为在波动的氮环境中对硝酸盐的吸收起着重要作用。然而，ABA参与N缺乏反应的分子机制在很大程度上是未知的。在这项研究中，我们证明ABA信号传导元件，特别是三个亚类IIISUCROSE NON-FERMENTING1(SNF1)-RELATED PROTEINKINASE 2S（SnRK2）蛋白，在拟南芥N缺乏条件下的根部觅食和对硝酸盐的摄取中起着作用。Snrk2.2snrk2.3snrk2.6三倍突变体在硝酸盐缺乏的情况下，与野生型植株相比，长出了更长的主根，并有更高的硝酸盐流入和积累速率。SnRK2.2/2.3/2.6蛋白在体外和体内与硝酸盐转导受体NITRATE TRANSPORTER1.1（NRT1.1）相互作用并使其磷酸化。SnRK2s对NRT1.1的磷酸化导致硝酸盐摄取量显著减少，并损害了根的生长。此外，我们还发现NRT1.1Ser585是一个以前未知的功能位点：磷酸化的NRT1.1S585D在低亲和力和高亲和力运输活动中都受到损害。综上所述，我们的研究结果为我们提供了关于植物在N缺乏的情况下如何通过ABA信号传递微调生长的新见解。离子/分子流实验处理4日龄拟南芥幼苗0.01 mM NO3-培养4 d离子/分子流实验结果为了研究snrk2.2snrk2.3snrk2.6突变体的长根是否是由于氮吸收增加所致，研究通过检测根表面的NO3-流速来分析NO3-的内流情况。首先，将在1/2 MS培养基上4日龄幼苗转移到有0.01 mM NO3-的无N培养基上。处理4 d后，采用非损伤微测技术（NMT）对幼苗根表面的硝酸盐流速进行分析。使用NRT1.1缺失突变体chl1-5作为研究的实验对照，该突变体的硝酸盐吸收被抑制。在缺氮条件下，snrk2.2snrk2.3snrk2.6突变体的硝酸盐内流速率明显高于野生型，而chl1-5突变体的硝酸盐内流速率要低得多（图1C, D）。为了研究ABA在缺氮条件下是否影响硝酸盐内流，研究使用10 μM ABA处理的WT，chl1-5和snrk2.2snrk2.3snrk2.6幼苗进行了硝酸盐流速分析。ABA抑制了野生型和chl1-5突变体中硝酸盐的内流，而在snrk2.2snrk2.3snrk2.6突变体中没有发现类似情况（图1C, D）。这些结果表明，在缺氮条件下，ABA通过SnRK2.2/2.3/2.6负调控硝酸盐的吸收。图1. 硝酸盐在拟南芥根尖表面的内流情况此外，NRT1.1S585D /chl1-5株系的硝酸盐内流速率与chl1-5突变体相似，显著低于WT、NRT1.1/chl1-5和NRT1.1S585A /chl1-5植株（图2D，E）。图2. 硝酸盐在拟南芥根尖表面的内流情况其他实验结果ABA信号在拟南芥对缺氮的响应中起负调节作用。SnRK2.2/2.3/2.6在拟南芥响应缺氮时发挥冗余功能（function redundantly）。在缺氮条件下，ABA通过SnRK2.2/2.3/2.6负调控硝酸盐的吸收。SnRK2s在体内外均与NRT1.1相互作用。SnRK2.6/OST1磷酸化NRT1.1的NT和CT（28-amino-acid-long N-terminal和27-amino-acid-long C-terminal）胞浆部分，Ser8和Ser585是体外关键的磷酸化位点。SnRK2.6/OST1抑制NRT1.1的低亲和力和高亲和力硝酸盐吸收活性。SnRK2.6/OST1磷酸化抑制了NRT1.1的硝酸盐转运活性，Ser585可能是一个功能位点。SnRK2s以ABA依赖的方式磷酸化NRT1.1。chl1-5突变体和NRT1.1S585D/chl1-5株系对ABA较为不敏感。SnRK2介导的磷酸化可能影响NRT1.1的转运活性，而不是其定位或蛋白质稳定性。结论研究认为SnRK2.2/2.3/2.6通过磷酸化负调控NRT1.1的活性，从而改变NRT1.1的硝酸盐转运活性和缺氮条件下的根系觅食（root foraging）。当环境中的硝酸盐足够时，NRT1.1会显示出强大的硝酸盐转运活性，以满足氮的需求。然而，在氮有限的情况下，CBL1/9-CIPK23复合物主要在Thr101处的磷酸化NRT1.1，促进NRT1.1从低亲和力向高亲和力硝酸盐转运体过渡，从而增强氮的吸收。随后，SnRK2s主要在Ser585处磷酸化NRT1.1，从而降低其硝酸盐转运活性（图3）。这种机制避免了过量的硝酸盐吸收，以平衡N胁迫响应对生长响应的影响。图3. ABA信号在硝酸盐缺乏调控中的作用的作用模型测试液0.1 mM KNO3, 0.1mM CaCl2, 0.3 mM MES, pH 6.0仪器采购信息据中关村NMT产业联盟了解，西北农林科技大学旱区作物逆境生物学国家重点实验室于2019年采购了美国扬格公司的非损伤微测系统，采购方式为单一来源。西北农林科技大学丨非损伤应用培训文章原文：https://doi.org/10.1111/jipb.13057关键词：缺氮；脱落酸；SnRK2.2/2.3/2.6；NRT1.1

NMT作为生命科学底层核心技术，是建立活体创新科研平台的必备技术。2005年~2020年，NMT已扎根中国15年。2020年，中国NMT销往瑞士苏黎世大学，正式打开欧洲市场。感谢中科院南海所黄小平研究员团队供稿基本信息主题：NMT发现空气暴露减少了海草质子吸收致无机碳利用降低期刊：Frontiers in Plant Science影响因子：4.402研究使用平台：NMT光合研究创新平台标题：Efficient Heat Dissipation and Cyclic Electron Flow Confer Daily Air Exposure Tolerance in the Intertidal Seagrass Halophila beccarii Asch作者：中国科学院南海海洋研究所黄小平研究员团队检测离子/分子指标H+检测样品贝克喜盐草叶肉细胞中文摘要由于潮汐的影响，潮间带海草经历周期性空气暴露及复水过程，但目前关于海草光系统（PS）II和PSI中的光保护机制以及暴露于空气后碳利用方式的变化知之甚少。本研究使用双通道叶绿素荧光测量系统和非损伤微测技术（NMT），探讨了华南海域海草优势种贝克喜盐草（Halophila beccarii）暴露于空气中的光保护机制。结果表明，空气暴露增强了PSII和PSI中的非光化学猝灭（NPQ），其中NPQ和Y（ND）（代表在给定状态下被氧化的整个P700的比例）的最大上调分别为23％和57％，从而耗散过剩光能。此外，由PSI驱动的环式电子流上调，CEF和PSI中的最大电子传递速率分别增加50％和22％，以补偿受阻的线性电子传递，而pmfLEF（质子动力势）显著下降。同时，随着暴露时间的增长，叶肉细胞中的H+内流速度稳步下降，最大降低了6倍，这表明海草暴露在空气中通过减少质子泵和HCO3-的协同途径改变了碳利用方式。这些发现表明有效的热能耗散和上调的环式电子流使得潮间带贝克喜盐草能够耐受周期性空气暴露，该结果为潮间带海草的光保护机制提供了新的认识。此外，本研究还有助于解释潮间带贝克喜盐草的广泛分布特征。离子/分子流实验处理方法贝克喜盐草每日分别在空气下暴露1 h（ST）、2 h（MT）、4 h（LT），无空气暴露为对照（CT）。离子/分子流实验结果不同空气暴露处理下贝克喜盐草叶肉细胞的净H+流速变化如图1所示。CT、ST、MT和LT下的H+流速分别为31.00±1.24、25.40±0.70、21.19±0.85和5.18±1.56 pmol cm-2s-1。空气暴露显著降低了H+流速。图1.不同空气暴露处理下贝克喜盐草叶肉细胞的净H+流速其他实验结果空气暴露增强了PSII和PSI的非光化学猝灭（NPQ）。PSI（CEF）驱动的循环电子传递效率增加。因为线性电子流引起的质子易位，导致质子动力显著降低。结论本研究结果表明，潮间带海草贝克喜盐草的两个主要光保护机制需要长期适应每日的空气暴露。PSII和PSI中有效的NPQ导致空气暴露时过剩光能发生强烈的热耗散。由PSI驱动的CEF（cyclic electron flow）通过上调来补偿被抑制的线性电子传递，尽管水-水循环在日常空气暴露中的耐受作用值得进一步研究。对玉米黄质和紫黄质进行更细致的定量可以进一步确定光合色素在光保护过程中的作用。此外，叶肉细胞的H+流速降低，导致无机碳吸收降低。在今后的研究中，基于转录组学、蛋白质组学和代谢组学的现代方法将有望对潮间带海草干燥耐受的分子机制进行进一步的探究。测试液100 mM NaCl, pH 6.0文章原文：https://doi.org/10.3389/fpls.2020.571627 关键词：空气暴露；潮间带海草；光保护机制；非光化学猝灭；循环电子流

预存多赠5% 还有生活大礼！给自己预定一个创新的机会NMT作为生命科学底层核心技术，是建立活体创新科研平台的必备技术。2005年~2020年，NMT已扎根中国15年。2020年，中国NMT销往瑞士苏黎世大学，正式打开欧洲市场。基本信息主题：NMT发现富氢水可以提升Zn抑制植物实时Cd吸收的效果期刊：Journal of Hazardous Materials影响因子：9.038研究使用平台：NMT重金属创新平台标题：IRT1 and ZIP2 were involved in exogenous hydrogen-rich water-reduced cadmium accumulation in Brassica chinensis and Arabidopsis thaliana作者：南京农业大学崔瑾、吴雪检测离子/分子指标Cd2+检测样品① 小白菜根伸长区（距根尖600 μm根表上的点）和成熟区（距根尖1600 μm根表上的点）② 拟南芥根伸长区（距根尖200 μm根表上的点）和成熟区（距根尖600 μm根表上的点）中文摘要（谷歌机翻）通过Cd（镉）浓度，Cd2+荧光染色，NMT（非损伤微测技术）对Cd吸收进行分析，结果表明，HRW（hydrogen-rich water，富氢水）在降低小白菜幼苗根部对Cd的吸收方面具有显著的积极作用。BcIRT1（铁调节转运蛋白1）和BcZIP2（锌调节转运蛋白2）是小白菜中主要的Cd转运蛋白，但它们在HRW减少Cd吸收过程中的作用仍然未知。本研究验证了IRT1和ZIP2在白菜和拟南芥中HRW减少Cd吸收中的功能。在拟南芥中的异源和同源表达表明，HRW显著降低了野生型（Col-0）和转基因拟南芥IRT1和ZIP2中的Cd含量，但irt1和zip2突变体除外。NMT检测表明，HRW不仅降低了Cd2+在WT和转基因株系根部的内流，而且增强了Zn和Cd之间的竞争。综合来看，HRW诱导的植物Cd积累减少可能是通过抑制BcIRT1和BcZIP2的表达，影响BcIRT1和BcZIP2对离子吸收的偏好性导致的。离子/分子流实验处理方法预处理① 2日龄小白菜幼苗在0、50% HRW中处理1 d② 15-17日龄拟南芥幼苗在0、50% HRW中处理1 d实时处理6.25 μM/L FeSO4 或7.5 μM/L ZnSO4实时处理10日龄拟南芥幼苗离子/分子流实验结果HRW预处理使小白菜根伸长区和成熟区Cd2+流速分别降低了21.01%和31.97%（图1）。图1. 50 μM Cd处理下HRW预处理对小白菜根部伸长区（A, C, E）和成熟区（B, D, F）Cd2+流速的影响研究发现，除irt1-和zip2-突变体外，HRW预处理显著降低了拟南芥根伸长区Cd2+内流（图2）。HRW使WT和IRT1-和ZIP2-转基因拟南芥（图2G, H）的Cd2+平均内流速率从30.34 %显著降低到34.91 %。图2. 50 μM Cd处理下HRW预处理对转基因拟南芥根伸长区Cd2+流速的影响为了阐明Cd与Fe或Zn的相互关系，使用NMT技术对实时Fe2+或Zn2+处理下拟南芥根（距根尖200 μm）Cd2+流速进行了检测。无论有无HRW预处理，Fe2+的加入都急剧减少了Cd2+的内流，这可能是由于它们在根系吸收离子过程中的相互竞争所致（图3A）。在ZIP2型株系中，Zn2+显著减少了Cd2+的内流（图3B）。此外，进一步分析了由于添加铁或锌引起的Cd2+流速的降低率。结果表明，HRW预处理不会影响Cd2+和Fe2+之间的竞争关系（图3C）。但添加Zn2+时，37 %的HRW预处理显著降低了Cd2+流速（图3D）。这表明HRW处理后，更多的Zn2+被转运蛋白吸收，从而降低了对Cd2+的吸收。图3. 实时Fe2+或Zn2+处理对有无HRW预处理的拟南芥根系Cd2+流速的影响其他实验结果HRW缓解了50 μM Cd胁迫对白菜生长的抑制作用。HRW抑制了白菜对Cd的吸收能力，最终导致Cd积累量降低。HRW抑制BcIRT1和BcZIP2的转录水平。HRW缓解了Cd对转基因拟南芥的毒性。HRW降低了转基因拟南芥的Cd积累。HRW降低转基因植物铁的浓度、提高锌的浓度。结论本研究为阐明HRW降低白菜Cd积累的分子机制提供了新的见解。HRW能够降低参与Cd吸收的BcIRT1和BcZIP2的转录水平。此外，HRW还可影响Cd暴露下白菜和拟南芥中Fe和Zn的积累，改变Zn和Cd之间的竞争力。虽然HRW直接通过何种途径调控BcIRT1和BcZIP2尚不清楚，但本研究证实了BcIRT1和BcZIP2在HRW抑制Cd积累中的作用，这对阐明HRW在植物胁迫应答中的生理功能具有指导意义。测试液50 μM CdCl2, 0.1 mM KCl, 0.3 mM MES, pH 6.0文章原文：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.124599关键词：镉；HRW；BcIRT1；BcZIP2；离子吸收

预存多赠5% 还有生活大礼！给自己预定一个创新的机会NMT作为生命科学底层核心技术，是建立活体创新科研平台的必备技术。2005年~2020年，NMT已扎根中国15年。2020年，中国NMT销往瑞士苏黎世大学，正式打开欧洲市场。基本信息主题：NMT发现内源氢提升质子泵及Na-H逆向转运体活性促植物耐盐期刊：Plant Cell & Environment影响因子：6.362研究使用平台：NMT植物耐盐创新平台标题：Molecular hydrogen-induced salinity tolerance requires melatonin signalling inArabidopsis thaliana作者：南京农业大学沈文飚、苏久厂检测离子/分子指标Na+、K+、H+检测样品拟南芥根（距根尖400 μm根表上的点）中文摘要（谷歌机翻）褪黑素（MT）在盐分胁迫耐受性中发挥积极作用。但是，调节MT的上游信号组件知之甚少。在这里，我们报告内源性MT在拟南芥的盐度响应中作用于分子氢（H2）的下游。来自莱茵衣藻的富氢水的添加和hydroase1基因（CrHYD1）的表达增加了内源性H2和MT水平，并提高了耐盐性。没有血清素N-乙酰基转移酶基因（SNAT）时，未观察到这些结果。H2增加了野生型和CrHYD1品系中SNAT转录物的水平，其中Na+/K+比率较低，而离子运输相关基因转录物的水平较高。在atsnat/CrHYD1-4杂交种中未观察到这些变化。在CrHYD1植物中观察到的MT依赖性Na+外排增加，至少部分是由于跨质膜的Na+/H+逆向转运增强所致。在atsnat/CrHYD1-4杂交种中，内源性H2诱导的MT依赖离子和氧化还原稳态的调节受到损害。综上所述，这些结果表明，MT诱导的盐度耐受性是由H2信号级联诱导的，该信号级联响应盐度调节离子和氧化还原稳态。离子/分子流实验处理方法5日龄拟南芥幼苗，① 135 mM NaCl处理2 d② 135 mM NaCl实时处理③ 500 μM原钒酸盐（PM H+-ATPase抑制剂）处理30 min④ 100 μM阿米洛利（Na+/H+逆向转运蛋白抑制剂）处理30 min离子/分子流实验结果在对照条件下，WT、CrHYD1-3、CrHYD1-4、atsnat/CrHYD1-4和atsnat幼苗之间的净Na+、H+和K+流速差异不显著（图1A-C）。在NaCl胁迫下，CrHYD1-3和CrHYD1-4植株根系Na+外排速率和H+内流速率均高于WT（图1A, B）。同时，atsnat/CrHYD1-4杂交种与WT的Na+外排速率和H+内流速率变化差异不显著。相反，atsnat根中的Na+外排速率和H+内流速率低于atsnat/CrHYD1-4杂交种和WT。研究还观察到CrHYD1-3和CrHYD1-4植株的根表现出比WT更低的净K+外排速率（图1C），而atsnat/CrHYD1-4根中的K+外排速率与WT相同。与WT和atsnat/CrHYD1-4相比，在atsnat根中也观察到更高的净K+外排速率（图1C）。接下来，研究监测了盐胁迫对拟南芥根系实时K+流速的影响。如图1D所示，与WT相比，CrHYD1-3和CrHYD1-4的实时K+流速对NaCl实时处理的敏感性较低。但是，atsnat/CrHYD1-4的实时K+外排速率与WT相似。相反，与atsnat/CrHYD1-4和WT植物相比，atsnat突变体具有更高的实时K+外排速率。另外，NaCl实时处理期间根系中K+流速的平均值也显示出类似的趋势（图1E）。综上，褪黑素（Melatonin，MT）可能在盐胁迫下对内源性H2诱导的离子转运起积极的调节作用。图1. 幼苗根系稳态和实时离子流速的变化情况在NaCl胁迫下，检测了质膜转运体抑制剂对WT，CrHYD1-3，CrHYD1-4，assnat/CrHYD1-4和atsnat幼苗根中Na+、H+或K+流速的影响。当NaCl处理的根用原钒酸盐或阿米洛利处理时，尤其是阿米洛利对Na+外排的抑制更为明显（图2A）。类似地，H+内流被原钒酸盐或阿米洛利阻断，尤其是原钒酸盐（图2B）。这些结果表明MT介导的Na+外排，部分通过Na+/H+逆向转运蛋白穿过质膜，对内源性H2诱导的耐盐性起重要作用。同样，上述结果也表明，在拟南芥内源性H2诱导的盐耐受性中，液泡Na+区隔化的能力增加，并通过MT诱导的定位于液泡膜的Na+/H+逆向转运体表达得到证实。一些研究报道表明，盐诱导的K+流速由PM H+-ATPase介导。此外，Na+/H+逆向转运体也可能介导盐胁迫下的K+运输。在本研究中，原钒酸盐和阿米洛利不同程度地增加了NaCl胁迫下拟南芥的K+外排速率（图2C）。图2. NaCl胁迫下原钒酸盐和阿米洛利对Na+、H+和K+净流速的影响其他实验结果MT在内源性H2介导的拟南芥耐盐性中起下游信号分子的作用。MT在内源性H2诱导的离子稳态中发挥作用，对耐盐性具有积极作用。MT介导的抗氧化防御是拟南芥内源H2诱导的耐盐性所必需的。结论这项研究的结果表明，在涉及内源性H2和MT的网络中，这些参与者调节离子和氧化还原稳态，最终增强耐盐性（图3）。该研究表明，内源性H2引发的SNAT依赖性MT的产生，至少有一部分是耐盐性所必需的。内源性H2是如何调控MT的合成的，目前仍未完全了解。响应盐胁迫，H2和MT均可用于胁迫诱导的信号传导途径，其他共享的转导成分可能在替代途径上发挥积极的调节作用。所以，应探讨内源H2提高植物耐盐性的其他下游信号。针对这一问题，还需要进一步研究。图3. 拟南芥幼苗耐盐模型的建立：内源H2和MT之间的相互作用测试液0.1 mM CaCl2, 0.1 mM KCl, 0.1 mM NaCl, 0.3 mM MES, pH 6.5文章原文：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.13926 关键词：拟南芥；内源H2；褪黑素；耐盐性

预存多赠5% 还有生活大礼！给自己预定一个创新的机会NMT作为生命科学底层核心技术，是建立活体创新科研平台的必备技术。2005年~2020年，NMT已扎根中国15年。2020年，中国NMT销往瑞士苏黎世大学，正式打开欧洲市场。基本信息主题：NMT发现耐寒番茄在低温胁迫下保钾能力更强期刊：Plants-Basel影响因子：2.762研究使用平台：NMT植物温度胁迫创新平台标题：Gene Expression and K+ Uptake of Two Tomato Cultivars in Response to Sub-Optimal Temperature作者：东北农业大学吴凤芝、高欢检测离子/分子指标K+检测样品番茄根，距根尖400 μm根表上的点中文摘要（谷歌机翻）次优温度会对番茄（Solanum lycopersicum）的生长产生不利影响，而K+在植物的耐寒性中起着重要作用。然而，番茄对次优温度的基因表达和K+吸收的反应仍不十分清楚。为了解决这些问题，将一个耐寒番茄栽培品种东农722（T722）和一个寒敏感栽培品种东农708（S708）分别暴露于次优（15/10℃）和正常温度（25/18℃）下，研究其生长、K+吸收特性和全局基因表达的差异。结果表明，与S708相比，T722表现出较低的植株生长速度、全株K+量和K+净吸收率的降低，T722在亚优温度条件下还具有较高的过氧化物酶活性和较低的K+外排速率。RNA-seq分析表明，在S708和T722的根中分别发现了响应于次优温度的差异表达基因（DEGs）共1476个和2188个。功能分类显示，大部分DEG参与了“植物激素信号转导”、“苯丙醇生物合成”、“硫代谢”和 “细胞色素P450”。仅在T722中显著上调的基因涉及“苯丙醇生物合成”和“植物激素信号转导”途径。此外，研究还发现，次优温度抑制了两个栽培品种中编码K+转运体SIHAK5基因的表达，但仅在S708中降低了编码K+通道AKT1基因的表达。总的来说，本研究结果揭示了番茄根部的低温相应基因，为进一步研究亚低温下番茄K+吸收的机制提供了基础。离子/分子流实验处理方法低温耐受型番茄（T722）和低温敏感型番茄（S708）在对照（25/18℃）或次优温度（15/10℃）下处理5 h和5 d。离子/分子流实验结果处理5 h后，在正常温度（CK）和次优温度（T）下，T722根中K+内流，而在S708根中K+外排（图1a）。在处理5 d时，正常温度条件下，两个品种都出现了K+内流。然而，在次优温度条件下，两个品种的K+外排速率显著增加，并且在S708中观察到更明显的增加（图1a）。图1. 在正常温度和次优温度条件下S708和T722根尖中K+的平均流速变化处理后5 h，在正常和次优温度条件下，10 min的检测期内两个品种的K+均表现出稳定且持续的流速（图2b）。在处理5 d时，正常和次优温度条件下S708中K+的净流速趋势与T722中的相似。在次优温度条件下，10 min检测期间，S708的K+流速从T722 pmol cm-2s-1增加到308 pmol cm-2s-1，T722从65.57 pmol cm-2s-1增加到92.62 pmol cm-2s-1（图2b）。图2. 在正常温度和次优温度条件下S708和T722根尖中K+的净流速变化其他实验结果次优温度处理5 d后显著降低了S708的株高、植物生长率、根表面积和总根长。次优温度处理会增加MDA含量和POD活性，降低全株K+含量。次优温度显著降低了两个番茄品种的K+净吸收率和转运率。T722中上调或下调的差异基因数量远高于S708。在次优温度条件下，两个品种中编码水通道蛋白的两个基因均被抑制。结论研究发现两个番茄品种对次优温度的响应是不同的。与低温敏感型番茄品种S708相比，低温耐受型番茄T722在次优温度条件下，植株生长速率、全株K+含量和净K+吸收速率下降幅度较小，POD活性较高，K+外排速率较低。RNA-seq分析表明，T722在处理5 d时的DEGs总数高于S708。GO和KEGG富集分析显示，次优温度条件下，S708和T722之间参与ROS稳态和激素代谢相关的基因存在差异表达。在次优温度下，T722中这些基因的上调可能在调节植物根系生长和耐寒性方面发挥重要作用。此外，研究还发现次优温度抑制了K+通道AKT1编码基因的表达，而AKT1仅在S708中与K+吸收有关，可能是K+含量比T722少的原因之一。结果揭示了番茄根系低温响应基因，为进一步研究番茄在次优温度下吸收K+的机制奠定了基础。测试液0.1 mM KCl, 0.1 mM CaCl2, 0.3 mM MES, pH 6.0文章原文：https://www.mdpi.com/2223-7747/9/1/65关键词：次优温度；番茄；转录组；钾；吸收

预存多赠5% 还有生活大礼！给自己预定一个创新的机会NMT作为生命科学底层核心技术，是建立活体创新科研平台的必备技术。2005年~2020年，NMT已扎根中国15年。2020年，中国NMT销往瑞士苏黎世大学，正式打开欧洲市场。基本信息主题：PeANN1可作为植物修复候选基因缓解镉胁迫期刊：Journal of Hazardous Materials影响因子：9.038研究使用平台：NMT重金属创新平台标题：Populus euphratica annexin1 facilitates cadmium enrichment in transgenic Arabidopsis作者：北京林业大学陈少良、张一南检测离子/分子指标Cd2+、Ca2+检测样品拟南芥（WT,Atann1, PeANN1-OE1, PeANN1-OE2）根分生区（距根尖200 μm根表上的点）中文摘要植物修复技术为重金属（heavy metal, HM）污染土壤和水体的修复提供了巨大的潜力。筛选和确定与HM吸收和运输有关的候选基因是通过基因工程改善植物修复的先决条件。本研究以镉（Cd）敏感型胡杨为材料，鉴定了一个促进Cd富集的膜联蛋白编码基因。用CdCl2（50-100 μM）处理12 h后, 胡杨细胞下调了annexin1 （PeANN1）的转录水平。PeANN1与拟南芥Annexin1（AtANN1）同源，并且主要定位于质膜（PM）和细胞溶质。与野生型和Atann1突变体相比，PeANN1在拟南芥中过表达导致长期Cd胁迫（10 d, 50 μM）后植物的存活率和根长下降更为明显，这是由于根部Cd积累较多造成的。PeANN1转基因植株的根在镉激（30 min，50 μM）和短期胁迫（12 h，50 μM）下表现出增强的Cd2+内流传导。值得注意的是，PeANN1促进的Cd2+内流被钙渗透通道（CaPC）抑制剂（GdCl3）显著抑制，但被1 mM H2O2促进，表明Cd2+通过PM中的自由基激活的CaPCs进入根细胞。因此，PeANN1可以作为通过基因工程改善植物修复的候选基因。离子/分子流实验处理方法7日龄拟南芥幼苗，① 分别在0、50 μМ CdCl2的MS液体培养基中12 h② 用50 μМ CdCl2实时处理③ 分别在0、50 μМ CdCl2的MS液体培养基中12 h，然后用1.0 mM H2O2实时处理④ 分别在0、50 μМ CdCl2的MS液体培养基中12 h，之后在50 μM CdCl2存在下，用500 μM GdCl3对CdCl2处理的植物再进行30 min的预处理离子/分子流实验结果稳态Cd2+流速结果表明，短期（ST）CdCl2（50 μМ, 12 h）处理会导致所有测试根中明显的Cd2+内流（图1）。PeANN1转基因株系根的Cd2+流速率显著高于WT和Atann1（图1）。在存在Cd2+的情况下，典型的钙通道抑制剂GdCl3明显抑制了所有测试株系中Cd2+的内流（图1）。药理学结果表明，Cd2+的内流在一定程度上是由PM中的CaPCs介导的。图1.CdCl2和GdCl3对WT、Atann1突变体和PeANN1转基因系中Cd2+稳态流速的影响在过表达PeANN1的拟南芥中还检测了CdCl2引起的Cd2+实时流速。在所有测试株系中，镉实时胁迫（50 μМ CdCl2）会引起短暂的Cd2+内流（图2A）。PeANN1-OE1（133.7 pmol cm-2s-1）和PeANN1-OE2（126.9 pmol cm-2s-1）的Cd2+内流峰值显著高于WT（83.6 pmol cm-2s-1）和Atann1（54.4 pmol cm-2s-1, 图2B）。图2. CdCl2对拟南芥根中Cd2+实时流速的影响实时流速结果表明，在H2O2处理（1.0 mM）后，所有根中Cd2+和Ca2+的内流速率明显增加，但随着H2O2的处理时间延长，Cd2+和Ca2+的内流速率逐渐降低（图3A, B）。然而，PeANN1-OE1和PeANN1-OE2根中Cd2+和Ca2+的内流速率的峰值明显高于WT和Atann1根的内流速率（图3C, D）。这些结果表明，H2O2能促进PeANN1转基因植株根中Cd2+和Ca2+的传导。图3. H2O2对WT、Atann1突变体和PeANN1转基因系中Cd2+或Ca2+实时流速的影响其他实验结果实时定量PCR分析显示，CdCl2处理显著降低了胡杨愈伤组织中PeANN1转录水平。PeANN1的cDNA全长序列为951bp，编码一个有316个氨基酸的假定蛋白。系统发育分析表明，PeANN1与Gossypium barbaense和Lavatera thuringiaca的附件蛋白高度同源。PeANN1-GFP主要位于细胞质区域，与质膜（PM）标记FM4-64和内质网（ER）标记ER-CFP共定位，表明PeANN1可能在ER中产生，并通过分泌途径进入PM。在无镉条件下，PeANN1-OE1和PeANN1-OE2的植株生长与WT和Atann1的植株生长没有太大差异。然而，WT和PeANN1-转基因株系的存活率和根长在CdCl2处理10 d后有所下降。与WT相比，PeANN1-转基因株系对CdCl2的抑制更为明显。突变体Atann1在长期CdCl2胁迫后，根系生长减少较少，存活率没有下降。CdCl2胁迫后，细胞Cd2+浓度显著增加。PeANN1-转基因株系表现出比WT根更高的荧光强度。Atann1突变体则保持了较低的Cd2+荧光强度。结论过表达PeANN1可以增强转基因拟南芥对Cd2+的富集。本研究建立了一个示意图模型，说明了PeANN1促进了Cd在转基因植物中的富集。如图4所示，据推测，PeANN1通过以下方式促进Cd的富集：（i）调节钙渗透通道的运输，（ii）插入膜中破坏膜双层的稳定性或作为ROS激活的钙渗透通道。通道电导率以及对钙和镉的选择性需要通过使用平面脂双层和膜片钳的电生理学检测来进一步了解。尽管镉的电导特性需要进一步研究，但根据本研究的实验结果，建议转化PeANN1基因以改善植物的修复作用。图4.镉胁迫下PeANN1-促进转基因拟南芥Cd2+富集的示意图模型测试液Cd2+：0.05 mM CdCl2, 0.1 mM KCl, 0.05 mM CaCl2, pH 5.7Ca2+：0.1 mM NaCl, 0.1 mM KCl, 0.2 mM CaCl2, pH 5.7文章原文：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0304389420320537关键词：膜联蛋白；拟南芥；钙渗透通道；Cd2+流速；胡杨

预存多赠5% 还有生活大礼！给自己预定一个创新的机会NMT作为生命科学底层核心技术，是建立活体创新科研平台的必备技术。2005年~2020年，NMT已扎根中国15年。2020年，中国NMT销往瑞士苏黎世大学，正式打开欧洲市场。基本信息主题：纳米铜毒理评价新体系——活体斑马鱼皮肤细胞排氢排铵速率期刊：Chemosphere影响因子：5.778研究使用平台：NMT斑马鱼创新科研平台标题：Exposure to copper nanoparticles impairs ion uptake, and acid and ammonia excretion by ionocytes in zebrafish embryos作者：台湾师范大学林豊益、Chih-Ying Lee检测离子/分子指标H+、NH4+检测样品斑马鱼胚胎皮肤离子细胞摘要铜纳米颗粒（CuNPs）对鱼类早期阶段的潜在毒性尚不清楚，关于其对离子细胞及相关功能的影响也知之甚少。本研究使用斑马鱼胚胎作为模型来研究CuNPs对两种亚型离子细胞的毒性作用。斑马鱼胚胎暴露在0.1、1和3 mg L-1 CuNPs中96 h。暴露后，≥0.1 mg L-1时全身Na+和Ca2+含量显著降低，而≥1 mg L-1时K+含量降低。当≥1 mg L-1时，皮肤分泌的H+和NH4+明显减少。当CuNPs≥0.1 mg L-1时，用若丹明-123标记的活离子细胞数量显著减少。用免疫组织化学法标记富含H+-ATPase（HR）和富含Na+/K+-ATPase（NaR）的离子细胞亚型在≥1 mg L-1时呈下降趋势。通过扫描电子显微镜发现离子细胞的顶端开口的收缩。功能损伤还反映在基因表达的变化上，包括离子转运蛋白/通道和Ca2+调节激素。该研究表明，CuNPs暴露可损害斑马鱼胚胎中两种亚型的离子细胞及其相关功能，包括Na+/Ca2+吸收和H+/NH4+分泌。离子/分子流实验处理方法纳米铜颗粒（CuNPs）处理斑马鱼胚胎96 h离子/分子流实验结果使用非损伤微测技术（NMT）检测斑马鱼胚胎皮肤离子细胞对H+和NH4+的分泌。林豊益《NMT在斑马鱼离子细胞的应用：从生理到环境毒理》如图1A所示，H+和NH4+分泌水平通过计算卵黄囊和背景溶液之间（距离10 mm）的浓度梯度（Δ[H+]和Δ[NH4+]）来测量。先前的研究表明卵黄囊皮肤中有丰富的离子细胞，其测量值可以反映离子细胞的功能。胚胎暴露于CuNPs 96 h后，1和3 mg L-1CuNPs组的H+和NH4+分泌水平被显著抑制（图1B, C）。H+分泌减少了29%（1 mg L-1）和30%（3 mg L-1）。NH4+分泌减少了47%（1 mg L-1）和61%（3 mg L-1）。图1. 斑马鱼胚胎暴露于CuNPs 96 h后的H+和NH4+分泌其他实验结果CuNPs处理会使斑马鱼胚胎Na+、K+、Ca2+含量下降，但0.1 mg L-1的CuNPs处理没有改变K+含量。CuNPs处理后斑马鱼皮肤离子细胞密度显著下降。免疫组织化学方法观察HR和NaR细胞亚型的密度发现，CuNPs处理会导致HR和NaR细胞密度下降。用扫描电镜分析了细胞顶端表面的超微结构，对照组HR细胞顶膜呈碎屑状，CuNPs处理组却发现了小凹坑。通过对细胞顶端表面的面积分析后发现，1和3 mg L-1CuNPs处理使细胞顶端表面的尺寸明显减小。结论本研究表明，CuNPs处理对鱼类的早期阶段具有潜在的风险。CuNPs可损伤离子细胞中离子通道/转运蛋白的功能，破坏离子细胞的顶端结构，甚至导致离子细胞死亡，进一步导致离子严重流失、代谢酸/氨积累，最终导致鱼类死亡。测试液AFW, 300 mM3-(n-morpholino) propanesulfonic acid (MOPS) buffer, 0.1 mg L-1 ethyl3-aminobenzoate methanesulfonate(tricaine)文章原文：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0045653520322463关键词：离子调节；酸碱调节；氨分泌；鱼；幼鱼