非损伤微测技术应用于沙柳致病蛋白抑制植物耐盐能力...
非损伤微测技术应用于沙柳致病蛋白抑制植物耐盐能力研究
致病相关（PR）蛋白参与植物防御，其具有多种功能适应性，有助于抵抗各种病原体、提高环境胁迫耐受性。沙柳是一种生长迅速的柳树品种，可以耐受许多不利环境。
中国林科院亚热带林业研究所卓仁英研究员课题组在Environmental and Experimental Botany上发表了一篇文章，题目为“Pathogenesis-related protein PR10 from Salix matsudana Koidz exhibits resistance to salt stress in transgenic Arabidopsis thaliana”，主要探究PR蛋白在植物耐盐机制中起到的作用。
前期的比较蛋白质组学分析表明：沙柳PR蛋白（SmPR10）较为丰富，经过100 mM NaCl处理后表达上调。本实验以沙柳为材料，克隆并鉴定了SmPR10基因，以验证其在耐盐性中的作用。SmPR10的氨基酸序列与紫苏柳和毛白杨的PR蛋白的序列同源性分别为98%和93%。SmPR10定位在拟南芥原生质体的胞质中，根的转录及蛋白水平较高，且100mM NaCl处理后表达上调。免疫定位分析发现，韧皮部纤维细胞和根木质部中特异性的检测到SmPR10。而且，SmPR10的异质过表达提高了转基因拟南芥的耐盐性，具体表现在根长度、根数量、Na+流速、以及叶绿素含量、MDA含量、电导率等生理参数及SOD和POD酶活性水平。
拟南芥根部Na+流检测图
对照组、盐胁迫组拟南芥根部Na+流结果。正值表示外排
其中，Na+流速利用基于非损伤微测技术（Non-invasive Micro-test Technology, NMT）的NMT活体生理检测仪 Physiolyzer®进行检测，发现正常条件下，转基因组与野生对照组的Na+外排相似。但是，100mM NaCl处理后，转基因组的Na+外排明显增加。这说明：相比于野生型，SmPR10过表达幼苗根部的Na+外排能力更高，从而更加耐盐。
1、工业原料昆虫相关产品生产的基础研究
紫胶、白蜡、五倍子研究是资源昆虫所的优势。在提升五倍子质量、产量研究过程中，五倍子同母体间营养物质、信号的交换运输，可以通过非损伤对母体-虫瘿连接部进行检测。类似的研究，在愈伤组织上已经开展。
此外，蚕丝形成的主要器官丝腺，也有研究者已经利用非损伤开展离子转运相关研究。
2、森林病虫害研究
1）虫害
“离子流信号是植物感受外界刺激的原初信号”。北京林业大学沈应柏教授在接受中关村非损伤微测技术产业联盟（简称“NMT联盟”）采访时表示，在植物抗虫防御研究中，植物为什么能够识别出昆虫取食？这与离子流信号的传递密切相关。
在应对外界刺激时，植物也会做出多种调整，其中很重要的一点就是调节气孔的开闭。沈应柏教授利用非损伤，对气孔调节机制进行了深入研究，并在Plant Journal（2015, 83(4): 638-649.）上发表了研究成果。
2）病害
Ca2+振荡是病原菌与植物形成稳定互作的标志。
病原菌侵染后叶肉组织的Ca2+流振荡现象
J Membrane Biol, 1998, 161(1): 45-54.
90年代末，研究者们就开始利用NMT研究植物病原体侵染过程的微观信号传递。目前的研究成果显示，病原体侵染植物的过程，与Ca2+、K+、Cl-等诸多离子流信号相关。
Plos Pathog：农科院宁约瑟中农王毅|NMT验证稻瘟病菌利用K通道抑制先天免疫
植物病原防御第一步：Ca2+相关质膜阴离子通道打开
Ca2+外流作为细胞防御过程中的标志性反应
3、森林培育之良种生产
耐盐碱、耐瘠薄、生长周期短、产量高。非损伤在林木育种领域的应用，相比于其它领域尤为突出。北京林业大学陈少良教授是国内最先应用NMT进行林木抗逆研究的研究者，其2009年发表的通篇使用NMT离子流数据的文章（Plant Physiol, 2009, 149: 1141-1153.），引用次数已达177次。目前，Na+、K+、H+流，已成为陈少良教授实验室研究的基石。
其后，来自林科院苏晓华研究员、西北农林科技大学（现中国林科院）的罗志斌教授、东北林业大学（现浙江农林大学）柳参奎教授、林科院亚林所卓仁英研究院，在林木盐碱胁迫、氮营养、重金属胁迫等领域，发表了诸多研究成果。
Front Plant Sci：林科院亚林所卓仁英NMT验证Cu/Zn SOD促进植物富集镉
J Exp Bot：西北农林罗志斌组杨树适应氮受限环境的代谢机制
Plant Biotechnol J：PutVHA-c促根系排Na提升植物耐盐能力
