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植物营养研究丨NMT解决方案

一、视频资源

NMT专家北大应用报告之植物营养研究(44分21秒)

植物营养领域的学者为什么热衷于利用非损伤微测系统检测H+

植物根系无法测得NO3-吸收的原因有哪些?

如何利用非损伤微测系统(NMT)进行Fe2+营养研究?

如何通过检测H+流研究植物Fe营养?

 

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二、参考文献

 

1)C2019-031,张亚丽,南京农业大学农业部作物遗传与种质创新国家重点实验室,PLANT PHYSIOL,NO3-
A Transcription Factor, OsMADS57, Regulates Long-distance Nitrate Transport and Root Elongation

 

2)C2019-004,陈少良,北京林业大学,New Phytol,杨树,根(距离根尖300-400μm),NO3-
Amelioration of nitrate uptake under salt stress by ectomycorrhiza with and without a Hartig net

 

3)C2018-020,张振华,湖南农业大学,Plant Physiol,拟南芥,NH4+、NO3-
NRT1.1-related NH4+ toxicity is associated with balance between NH4+ uptake and assimilation

 

4)C2019-032,张振华,湖南农业大学,plant sci,Cd2+、NO3-
Balance between nitrogen use efficiency and cadmium tolerance in Brassica napus and Arabidopsis thaliana

 

5)C2019-029,李衍素、于贤昌,中国农业科学院蔬菜与花卉研究所,BMC Plant Biol,根毛区NO3-、NH4+
24-Epibrassinolide promotes NO3- and NH4+ ion flux rate and NRT1 gene expression in cucumber under suboptimal root zone temperature

 

6)C2018-045,杨兴洪,山东农业大学,Front Plant Sci,番茄,根部伸长区,H+
Genetic Engineering of the Biosynthesis of Glycine Betaine Modulates Phosphate Homeostasis by Regulating Phosphate Acquisition in Tomato

 

7)C2018-040,施卫明、李光杰,中科院南京土壤所,Tree Physiol,红柳、棉花,根部(距离根尖5mm,20mm),NO3-
Characterization and comparison of nitrate fluxes in Tamarix ramosissima and cotton roots under simulated drought conditions

 

8)C2018-029,张佳宝,中国科学院土壤研究所土壤与可持续农业国家重点实验室,Front Plant Sci ,小麦,K+、O2
Potential Root Foraging Strategy of Wheat (Triticum aestivum L.) for Potassium Heterogeneity

 

9)C2017-032,王毅,中国农业大学,Plant Cell,爪蟾卵母细胞,K+/H+
NRT1.5/NPF7.3 Functions as a Proton-Coupled H+/K+Antiporter for K+ Loading into the Xylem in Arabidopsis

 

10)C2017-010,许卫锋/张建华,福建农林大学/香港中文大学,J EXP BOT,根,H+
Arabidopsis plasma membrane H+-ATPase genes AHA2 and AHA7 have distinct and overlapping roles in the modulation of root tip H+ efflux in response to low-phosphorus stress

 

11)C2016-004,张振华,湖南农业大学,Plant Physiology,液泡,NO3-
Nitrogen Use Efficiency Is Mediated by Vacuolar Nitrate Sequestration Capacity in Roots of Brassica napus

 

12)C2015-036,童依平,中科院遗传发育所,Plant Physiology,根,NO3-
The Nitrate-Inducible NAC Transcription Factor TaNAC2-5A Controls Nitrate Response and Increases Wheat Yield

 

13)C2015-007,童依平,中科院遗传与发育生物学研究所,Plant Physiology,根,NO3-
A wheat CCAAT box-binding transcription factor increases the grain yield of wheat with less fertilizer input

 

14)C2014-022,余玲,南京农业大学,Plant Physiology,根,K+
The Role of a Potassium Transporter OsHAK5 in Potassium Acquisition and Transport from Roots to Shoots in Rice at Low Potassium Supply Levels

 

15)C2013-020,罗志斌,西北农林科技大学,J EXP BOT,根,NH4+/NO3-/H+
Nitrogen metabolism of two contrasting poplar species during acclimation to limiting nitrogen availability

 

16)C2013-008,夏新莉/尹伟伦,北京林业大学,PLANT CELL ENVIRON ,根,NO3-
The nitrate transporter NRT2.1 functions in the ethylene response to nitrate deficiency in Arabidopsis

 

17)C2012-021,徐国华,南京农业大学,Plant Physiology,根,NO3-
Knockdown of a rice stelar nitrate transporter alters long-distance translocation but not root influx

 

18)C2012-006,施卫明/张建华,中科院南京土壤研究所,PLANT CELL ENVIRON ,根,H+
TFT6 and TFT7, two different members of tomato 14-3-3 gene family, play distinct roles in plant adaption to low phosphorus stress

 

19)C2010-006,施卫明,中科院南京土壤研究所,PLANT CELL ENVIRON ,根,NH4+
Root growth inhibition by NH4+ in Arabidopsis is mediated by the root tip and is linked to NH4+ efflux and GMPase activity

 

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三、常测哪些指标

 

NO3-、NH4+、K+、Ca2+、H+

 

 

四、检测这些离子流、分子流,有什么生物学意义

 

1)NO3-生理功能概述

 

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2)科研案例
        运用15N示踪及非损伤微测技术,研究了不同供磷水平对平邑甜茶幼苗NO3--N吸收及利用特性的影响,当生长介质磷浓度在3.0~6.0  mmol×L-1时,平邑甜茶对NO3-有吸收作用,并在3.0mmol/L磷浓度时其吸收速率最高。而在0~2mmol/L及8.0~16.0mmol/L磷浓度处理下,平邑甜茶对NO3-有外排作用,结合酶活、生物量等指标的测定,结果得出:磷浓度在3.0~4.0mmol/L时最有利于平邑甜茶幼苗的生长及氮素的吸收利用。(彭玲,朱占玲,陈倩,季萌萌,陈汝,葛顺峰,姜远茂.供磷水平对平邑甜茶幼苗NO3-吸收、利用特性的影响.中国生态农业学报,2017,25(08):1147-1153.)

 

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五、可以检测哪些样品

 

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1、动物样品

1)细胞

神经细胞、肿瘤细胞、巨噬细胞、淋巴细胞等

2)组织器官

肿瘤、皮肤、胃粘膜、胰岛、脑(海马体等)、胚胎(大鼠、鱼)、斑马鱼皮肤/鳃、耳蜗、心脏(香螺)、卵(鱼、鸡蛋、爪蟾)、骨骼、角膜、脊椎(豚鼠)、肌肉组织(肌纤维、心肌)

3)其它动物样品

珊瑚、螨虫、昆虫(果蝇幼虫的肠、蟑螂血脑屏障、按蚊、长红锥蝽)、蝌蚪、水蛭、蓝蟹(微感毛)、变形虫、水丝蚓

 

2、植物样品

1)营养器官

根:根、根毛、根瘤

茎:边材、心材、微管形成层、木质部

叶:表皮细胞、叶肉细胞、盐腺细胞、保卫细胞

2)生殖器官

花:花瓣、花瓣表皮细胞、花粉

种子:整体、胚

果实:果壳、果皮、果肉(苹果、柑橘)、籽粒、棉花纤维、棉桃

3)细胞:植物悬浮细胞、液泡

4)愈伤组织

 

3、微生物样品

酵母细胞、菌丝、菌落、微藻、细菌(大肠杆菌)

 

4、其它生物样品

周丛生物

 

5、非生物样品

金属、混凝土、泥沙、纳米材料、生物医药材料

 

 

六、样品需要做哪些前处理

 

非损伤微测技术最大的特点就是活体、无损检测,因此动植物材料在

检测前,不需要任何的液氮速冻、染色、研磨处理等。

 

1、动物单细胞

因NMT是活体检测,故从培养箱中拿出来后,置于培养皿中,直接检测即可

 

2、动物组织

因NMT是活体检测,无需提前处理。如检测部位天然暴露在外,如斑马鱼皮肤离子细胞、侧线毛细胞,直接检测即可。如检测部位位于体内,需在检测时暴露出检测部位(可采用麻醉的方式),后检测即可。

 

3、植物根茎叶等组织器官

天然暴露在外的组织器官,例如根、茎、叶的表面,无需任何处理,直接检测即可。水培、土培、砂培、平板培养均可。

 

4、植物原生质体/液泡

因NMT是基于微传感器/探针的非损伤检测,检测时不接触样品,故原生质体、液泡需要从组织或者细胞中,提取出来后检测。

 

5、植物叶片的表皮细胞、叶肉细胞、盐腺细胞、保卫细胞无需提前处理。因这些细胞处于组织内部,故检测时采用撕取等方式,暴露出相应细胞即可。

 

6、植物花粉管

离体萌发:在培养皿中萌发一段时间后即可直接检测;在体萌发:将柱头置于培养皿中,待萌发一段时间后即可直接检测。

 

7、植物果实

无需提前处理。如待测部位位于果实内部,需在检测前暴露出相应部门即可。

 

8、植物悬浮细胞

无需提前处理。检测时,置于培养皿中检测即可。

 

 

七、有哪些检测方式?

 

1、实时处理 /瞬时处理后检测

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        即瞬时处理,是指在检测过程中,在正常测试液中瞬间加入所需的干旱胁迫溶液(PEG或甘露醇等溶液)的处理方法,目的是为了观察瞬间干旱胁迫下,样品短时间内的离子/分子的变化趋势,即短时效应。

 

2、预处理/提前处理好后检测

是指在干旱胁迫一段较长的时间后(数十分钟/数小时/数天),观察植物离子/分子进出的情况,即长时效应。

 

 

八、检测环境是空气还是溶液

 

检测时,只要求待测部位浸于溶液中(无需整体都浸在溶液里)。

 

 

九、样品是如何检测的

 

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十、可以送样检测吗

        可以送样检测。目前非损伤微测技术测试服务由中关村NMT产业联盟统筹管理,由遍布全国的22家NMT创新平台服务中心,提供检测服务。

 

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十一、哪里能获取非损伤微测系统操作培训服务

请直接联系旭月公司获取设备操作培训服务。

 

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十二、如何购买实验耗材(自行检测)

 

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