?
14 植物逆境—NMT優(yōu)勢研究領域
?
優(yōu)勢原因
?
自然界中，植物分布及其廣泛，生長環(huán)境十分復雜。許多特殊環(huán)境對植物生存與生長存在不利影響，這些環(huán)境成為逆境，主要包括干旱、寒冷、高溫、澇害、鹽堿、病蟲害和化學污染物等。
多數(shù)植物能夠通過自身生理機能的調(diào)節(jié)對抗逆境。植物的生理調(diào)節(jié)過程往往伴隨著H+、Ca2+、K+、Na+、Cl-、O2等離子、分子流入或流出植物體的過程，離子/分子流的研究能夠從全新角度闡述植物抗逆機制，獲得常規(guī)方法難以獲得的全新發(fā)現(xiàn)。
非損傷微測系統(tǒng)直接在根、細胞等活體植物樣品上原位獲得離子/分子流速，不僅能夠研究逆境對植物的生理生化影響和損傷機理、描述植物對逆境的生理響應，以及逆境信號的轉(zhuǎn)導過程，而且能夠通過離子/分子流，快速、準確地篩選具備優(yōu)良性狀的生物品種。
目前，逆境脅迫是非損傷微測技術(shù)最擅長，也是研究成果最為豐碩的研究領域。最具代表性的成果當屬2015年，中國科學院植物研究所種康研究員發(fā)表在Cell上的水稻低溫脅迫文章。
研究者使用非損傷微測技術(shù)，檢測了水稻根部在低溫脅迫、鹽脅迫下，Ca2+流信號的特征。
旭月公司推出的NMT逆境研究工作站，專門針對植物逆境研究研發(fā)，標配可測K+、Na+，Ca2+、H+、Cl-等分子、離子指標均可升級。
?
?
水稻感知冷害的分子機制（NISC文獻編號C2015-005）
研究人員發(fā)現(xiàn)數(shù)量性狀基因座（QTL）COLD1基因及其人工馴化選擇的SNP對于粳稻的抗寒性非常重要。過表達COLD1基因能夠顯著增強水稻的耐寒能力，而功能缺失突變體COLD1-1或反義基因株系卻對低溫非常敏感。
本文通過研究發(fā)現(xiàn)，冷脅迫時COLD1與G蛋白α亞基相互作用激活Ca2+通道，觸發(fā)下游耐寒的防御反應，而后加速G蛋白GTP酶活性，最終揭示了通過馴化得到的COLD1等位基因和特異SNP賦予水稻耐寒性的新機制。
文中利用NMT檢測了不同水稻品種在低溫及鹽脅迫下Ca2+的流速，為水稻冷脅迫下Ca2+通道的激活提供了直接的依據(jù)。
這是種康課題組運用NMT技術(shù)發(fā)表的第二篇文章，更是國內(nèi)學者利用NMT首次在世界頂尖雜志上發(fā)表的研究成果，對于耐寒水稻品種的培育具有非常重要的指導意義。
?
圖注:不同品種、基因型水稻在低溫脅迫下，根部Ca2+的流速。正值表示外排
?
