植物逆境—旭月NMT的优势研究领域 | 52个你不知道的NMT

自然界中，植物分布及其广泛，生长环境十分复杂。许多特殊环境对植物生存与生长存在不利影响，这些环境成为逆境，主要包括干旱、寒冷、高温、涝害、盐碱、病虫害和化学污染物等。

多数植物能够通过自身生理机能的调节对抗逆境。植物的生理调节过程往往伴随着H+、Ca2+、K+、Na+、Cl-、O2等离子、分子流入或流出植物体的过程，离子/分子流的研究能够从全新角度阐述植物抗逆机制，获得常规方法难以获得的全新发现。

非损伤微测系统直接在根、细胞等活体植物样品上原位获得离子/分子流速，不仅能够研究逆境对植物的生理生化影响和损伤机理、描述植物对逆境的生理响应，以及逆境信号的转导过程，而且能够通过离子/分子流，快速、准确地筛选具备优良性状的生物品种。

目前，逆境胁迫是非损伤微测技术最擅长，也是研究成果最为丰硕的研究领域。最具代表性的成果当属2015年，中国科学院植物研究所种康研究员发表在Cell上的水稻低温胁迫文章。

研究者使用非损伤微测技术，检测了水稻根部在低温胁迫、盐胁迫下，Ca2+流信号的特征。

旭月公司推出的NMT逆境研究工作站，专门针对植物逆境研究研发，标配可测K+、Na+，Ca2+、H+、Cl-等分子、离子指标均可升级。

研究人员发现数量性状基因座（QTL）COLD1基因及其人工驯化选择的SNP对于粳稻的抗寒性非常重要。过表达COLD1基因能够显著增强水稻的耐寒能力，而功能缺失突变体COLD1-1或反义基因株系却对低温非常敏感。

本文通过研究发现，冷胁迫时COLD1与G蛋白α亚基相互作用激活Ca2+通道，触发下游耐寒的防御反应，而后加速G蛋白GTP酶活性，最终揭示了通过驯化得到的COLD1等位基因和特异SNP赋予水稻耐寒性的新机制。

文中利用NMT检测了不同水稻品种在低温及盐胁迫下Ca2+的流速，为水稻冷胁迫下Ca2+通道的激活提供了直接的依据。

这是种康课题组运用NMT技术发表的第二篇文章，更是国内学者利用NMT首次在世界顶尖杂志上发表的研究成果，对于耐寒水稻品种的培育具有非常重要的指导意义。

图注:不同品种、基因型水稻在低温胁迫下，根部Ca2+的流速。正值表示外排