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[生物综合]

PP刊登旭月IAA新成果旭月IAA流速技术值得信赖|旭月活体研究通讯215期

xuyue_2017 发表于 2018-9-28 10:32  
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本帖最后由 xuyue_2017 于 2018-9-28 10:33 编辑

2018年7月,Plant Physiology刊出了佛山科学技术学院喻敏教授与澳大利亚塔斯马尼亚大学Shabala教授的铝毒最新研究成果Boron Alleviates Aluminum Toxicity by Promoting Root Alkalization in Transition Zone via Polar Auxin Transport。
研究利用了非损伤微测技术(Non-invasive Micro-test Technology, NMT),检测了豌豆根部IAA流速及根表pH。IAA流速数据全部利用扬格NMT Physiolyzer®(NMT活体生理检测仪)完成,根表pH数据利用扬格NMT Physiolyzer®以及MIFE®(非损伤微测技术的一种)共同完成。


除了两家通讯单位外,华中农业大学资环学院石磊教授、中科院南京土壤所沈仁芳研究员、南京农业大学资环学院朱毅勇教授课题组,以及德国波恩大学František Baluška教授,均参与了此项研究。
硼能够缓解高等植物的铝毒,但机制尚不够明确。本研究利用非损伤微测技术、溴甲酚绿pH检测等技术,证明了铝毒抑制根表pH梯度时,硼提升了根表pH梯度,促进过渡区碱化,伸长区酸化。硼明显降低了过渡区的铝积累,从而缓解了铝导致的根部伸长受阻。利用基于非损伤微测技术的NMT Physiolyzer®,检测IAA流速发现,在IAA极性运输最活跃的过渡区,硼部分缓解了因为铝而受到抑制的IAA极性运输过程。
该研究成果解释了硼缓解铝毒的新机制,为在酸性土壤施用硼肥,降低植物铝积累和减轻植物铝的毒性作用,保障酸性土壤地区农业生产和农产品质量安全等,提供了有力的科学技术支撑,且具有重要的应用前景。

-/+B时,Al胁迫不同时间后,根表各区域的pH值。

研究利用非损伤微测技术,检测根表pH发现,铝胁迫下,硼可以使过渡区在一定时间内维持相对较高的pH。
无论是否施加铝胁迫,硼处理后根部的伸长率明显高于对照组。H+-ATPase抑制剂处理后,硼处理组与对照组相比,伸长率的差异消失。同样,IAA极性运输抑制剂NPA处理后,硼处理组与对照组相比,原本高于对照组的伸长率的差异(铝胁迫下)。并且,因为硼所致使的过渡区根表相对较高的pH,因NPA的抑制作用,也消失了。这表明,硼缓解铝毒,不仅与H+-ATPase有相关性,而且与IAA极性运输存在某种关联。
-/+B及-/+Al胁迫后,根表各区域IAA流速。正值代表外排。

IAA流速数据结果显示,过渡区根表IAA外排最大,提示IAA向顶性运输是从静止中心经过渡区到达伸长区。这一结果与根表pH梯度的数据是相吻合的,即IAA外排大的位置,根表pH相对较高(过渡区),反之则较低(伸长区)。过渡区较大的IAA外排也一定程度上反映了此区域细胞胞质内的IAA含量较低,从而调控质膜H+-ATPase促进根表碱化。

-/+B及-/+Al胁迫后,各处理、各基因型样品根表pH值。

最终结果显示,硼促进了被极性运输生长素外排转运体PIN2驱动的生长素极性运输,并且引起下游信号对质膜H+-ATPase的调节,使得根表pH升高。这一过程对降低铝在根尖的积累至关重要。


佛山科技学院喻敏教授,从2011年开始利用旭月非损伤微测系统,开展离子流、分子流实验,并于2018年采购了扬格非损伤微测系统。扬格NMT Physiolyzer®除可以检测离子流外,还可以检测MIFE®等设备无法检测的IAA、H2O2、O2等分子的流速。

技术答疑
还记得2018你那8月16日第212期旭月活体研究通讯的内容吗?那一期我们就IAA流速检测的常见技术问题,进行了解答。随着喻敏教授这篇Plant Physiology文章的发表,提供了我们一个更佳的IAA流速问题咨询途径。旭月公司保证IAA流速检测技术的可靠性,是技术的专家,但是涉及IAA流速的科研问题,喻敏教授这些研究者才是专家!
在此,我们再次将这些问题,以及旭月研究院从技术角度的答复贴出来,供各位参考。

我测到的IAA流速结果同国外文献相比,同样的根部区域,IAA流动方向是相反,且数量级上有较大差异,为什么?

旭月答复
1、旭月IAA传感器灵敏度更高
旭月的IAA传感器,是商业化的IAA传感器,是经过严格的研发过程才最终面世的。比国外实验室里用的IAA传感器,灵敏度高1-2个数量级。

2、实验体系的不同可能引起差异
1)国外文献中的IAA传感器,必须在测试液中加入IAA,才能测到信号。旭月经商业化研发的IAA传感器,可检测内源IAA,无需在测试液中加入IAA,这种体系更接近于样品的真实生长环境。如果想要进一步同文献中的实验进行对比,可以来旭月尝试测试液中加IAA的实验;
2)不同的样品、不同的培养方式等等,也可能会引起上述差异。

3、IAA流速背后是巨大的科研机会
目前,IAA流速在国际范围内,也都是比较新颖的数据结果,这方面研究依然处于探索阶段,科研机会巨大。
经过艰苦的研发,旭月在技术上已经来到世界前沿,但国内运用NMT进行IAA研究的学者们,也必须在学术层面跟上领先者的步伐,同时要有信心迎接面临的挑战,才有可能抓住这个机遇。

4、旭月公司可提供专业化的协助
旭月拥有世界先进的IAA流速传感器技术,可提供极具说服力的IAA信号源/样品信号对比实验服务。我们非常愿意以商业合作的模式,帮助研究者在IAA研究上需求突破。同样,合作的前提是您必须对旭月、对国人的技术有信心。


非损伤微测技术国际交流
伍兹霍尔海洋生物学实验室(MBL)

受“中关村旭月非损伤微测技术产业联盟”(简称“中关村NMT联盟”)委派,联盟理事单位——旭月公司前往美国,进行项目合作、学术技术交流。上周,在美国扬格公司NMT研究分析师Elora Simkins女士的带领下,走访了位于麻省科德角伍兹霍尔的海洋生物学实验室(Marine Biological Laboratory, MBL
许越(现代NMT联合创始人)与Jaffe教授切磋NMT技术

MBL是57位诺贝尔奖得主工作学习过的地方。1990年,非损伤微测技术的主要发明人,神经研究专家Lionel F. Jaffe教授(1927-2011),在此将自己提出的钙离子流检测的原初概念成功付诸实践,并于1991年,在MBL的“周五晚间报告”活动中,作了题为“Calcium Oscillations, Waves, and Gradients”的报告,标志着非损伤微测技术的正式诞生。

MBL Candle House

MBL的“明星”莫过于枪乌贼,透明的身体、粗大的神经纤维,吸引了众多的神经研究者来此研究。
枪乌贼(来自于网络)

MBL“高龄”志愿者导游、MBL前主任H. Burr Steinbach的女儿Mary Ulbrich女士,激情满满,带领参观了海洋资源中心,讲了伍兹霍尔、科德角当地的有趣故事,还不忘展示自己的宝贝——剑鱼鼻骨“宝剑”。


MBL志愿者导游Mary Ulbrich女士生动讲解

MBLWHOI(海洋生物学实验室&伍兹霍尔海洋研究所)图书馆技术服务协调员Matthew Person,展示了这里历史悠久的图书馆。还特别展示了众多馆藏宝贝,“现代遗传学之父”托马斯·亨特·摩根的诺贝尔奖章及获奖公文、达尔文赠给MBL研究者的《进化论》......


MBLWHOI图书馆的藏品

MBLWHOI图书馆技术服务协调员Matthew Person作讲解

同时,感谢MBL发展与通讯协调员Carolyn L. Johnson女士(玫红色上衣)的协调联络工作!
MBL所在的麻省科德角,濒临大西洋,是美国著名度假圣地。每年夏天,除了络绎不绝的游客,来MBL、伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)做阶段性研究的学者也非常之多。MBL研究时使用的海水,直接从一条马路之隔的大西洋中,抽取的新鲜海水。因为奇特的地形构造MBL海岸的海水非常干净,为研究提供了可靠的材料保证。

《寂静的春天》作者蕾切尔·卡森在MBL留下过学习与研究的足迹

受联盟会员单位中的科研院校之托,此次走访的首要任务,是在生命科学领域,为会员单位的人才引进计划,物色潜在人选。如果您的单位对国际人才,尤其是华人人才引进,以及国际科研合作感兴趣,欢迎联系我们。


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