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NMT在稻油輪作養分高效利用機理上的應用
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NISC文獻編號：C2016-004
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2016年年初，湖南農業大學南方糧油作物協同創新中心張振華團隊在Plant Physiology（2016, 170(3): 1684-98）上發文闡述了稻油輪作養分高效利用機理。研究使用旭月非損傷微測技術（Non-invasive Micro-test Technology，NMT），檢測了油菜根部液泡與胞質間NO3-的流動速率。
銨態氮(NH4+)和硝態氮(NO3-)是作物氮素吸收利用的主要形態，旱作作物NO3-的累積與利用是氮素營養研究的主要組成部分。因此，理解作物NO3-的轉運和利用，關系到作物體內NO3-含量和氮素利用效率（nitrogen utilizationefficiency，NUE）高低的問題。
液泡NO3-不能被作物直接利用，只有分配到液泡外細胞質中的NO3-才能被作物迅速代謝和利用；同時有更大比例的NO3-分配到地上部分，使得作物可以充分的利用太陽光能進行NO3-代謝和能量轉換，從而提高了作物的NUE。
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圖注：NO3-短途分配對長途轉運的調控機理。紅色箭頭表示具體的調控途徑。NO3-短途分配表示NO3-在液泡和細胞質間的分配，NO3-的長途轉運表示NO3-在作物地上、地下部分的轉運
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張振華團隊研究發現，稻油輪作條件下，氮高效型油菜品種之所以具有更高的NUE是因為氮高效型油菜品種根系中液泡NO3-儲存能力降低，因而促進NO3-了從地下部向地上部的轉運。
具體表現為：氮高效作物根系中液泡膜質子泵和氯離子通道蛋白（CLCa）的活性降低，從而有更低比例的NO3-累積到液泡中，有更高比例的NO3-分配到細胞質中，繼而誘導根部NRT1.5的表達，同時抑制NRT1.8的表達，最終導致更大比例的NO3-裝載到木質部汁液中運輸到油菜的地上部分。這是稻油輪作條件下氮高效型油菜品種基因型擁有更高NUE的重要原因之一。
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圖注：高（H）、低（L）NUE油菜根部液泡表面的NO3-流速
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本研究使用NMT檢測高NUE與低NUE油菜根部液泡的NO3-流速發現，低NUE液泡吸收的速率是高NUE液泡的3倍，這為高NUE油菜根部液泡積累更少的NO3-提供了直接證據。
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注：SIET、MIFE、SVET、SPET等技術名稱，已經統一為Non-invasive Micro-test Technology，中文名“非損傷微測技術”，簡稱NMT。
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