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  • 鹽脅迫研究NMT標準化方案

    鹽脅迫研究NMT標準化方案

     

    一、視頻資源

    二、參考文獻

    C2019-006,周揚、江行玉,海南大學,BMC Plant Biology ,擬南芥,根部分生區(距離根尖120μm),Na+、H+
    Co-expression of SpSOS1 and SpAHA1 in transgenic Arabidopsis plants improves salinity tolerance

    C2019-022,謝潮添,集美大學,Algal research,紫菜,K+、Na+、H+

    K+ and Na+ transport contribute to K+/Na+ homeostasis in Pyropia haitanensis under hypersaline stress


    C2019-026,王瑋、王文強,山東農業大學、棗莊學院,J of integr plant biol,小麥,根部分生區,Na+、K+、H+

    The involvement of wheat (Triticum aestivum L.) U-box E3 ubiquitin ligase TaPUB1 in salt stress tolerance

     

    C2017-038,何正權、邱文敏 ,三峽大學、中國林業科學研究院亞熱帶林業研究所,Environ Exp Bot,擬南芥,根,Na+、H+

    Overexpression of cysteine protease gene from Salix matsudana enhances salt tolerance in transgenic Arabidopsis

     

    C2018-026,張國平,浙江大學農學系,浙江省作物種質資源重點實驗室,Plant Cell Physiol ,大麥,根部成熟區,K+、Ca2+、H+

    A Sodium Transporter HvHKT1;1 Confers Salt Tolerance in Barley via Regulating Tissue and Cell Ion Homeostasis

     

    C2019-002,孫健、李宗蕓,江蘇師范大學,J Exp Bot ,甘薯,根,K+、H+、Ca2+、Na+

    Root-zone-specific sensitivity of K+-and Ca2+-permeable channels to H2O2 determines ion homeostasis in salinized diploid and hexaploid Ipomoea trifida

     

    C2019-004,陳少良,北京林業大學,New Phytol,楊樹,根(距離根尖300-400μm),NO3-

    Amelioration of nitrate uptake under salt stress by ectomycorrhiza with and without a Hartig net

     

    C2019-016,郭巖、楊永青,中國農業大學,Nature Commun,擬南芥,根部分生區,Na+、H+

    Calcium-activated 14-3-3 proteins as a molecular switch in salt stress tolerance

     

    C2019-020,李召虎,中國農業大學,New phytol,棉花、擬南芥,根,Ca2+、K+、Na+

    Phosphatase GhDsPTP3a interacts with annexin protein GhANN8b to reversely regulate salt tolerance in cotton (Gossypium spp.)

     

    C2019-033,楊潤強,南京農業大學,Food and Chem Toxicol,大麥,Ca2+

    Ca2+ involved in GABA signal transduction for phenolics accumulation in germinated hulless barley under NaCl stress

     

    C2019-037,別之龍,華中農業大學,J Exp Bot,距離根尖1mm,黃瓜幼苗, K+

    Tissue-specific respiratory burst oxidase homologue -dependent H2O2 signaling to the plasma membrane H+-ATPase confers potassium uptake and salinity tolerance in Cucurbitaceae

     

    C2018-009,別之龍/黃遠,華中農業大學,J EXP BOT,葉脈/葉片/根,Na+/K+

    Salt tolerance mechanisms in pumpkin species (Cucurbita)

     

    C2017-026,別之龍,華中農業大學,J EXP BOT,根/下胚軸,Na+/H+

    Root respiratory burst oxidase homologue-dependent H2O2 production confers salt tolerance on a grafted cucumber by controlling Na+ exclusion and stomatal closure

     

    C2016-003,張明才,中國農業大學,J EXP BOT,根,Na+/K+/H+

    Increased abscisic acid levels in transgenic maize overexpressing AtLOS5 mediated root ion fluxes and leaf water status under salt stress

     

    C2016-002,柳參奎,東北林業大學,PLANT BIOTECHNOL J,根,Na+

    Conserved V-ATPase c subunit plays a role in plant growth by influencing V-ATPase-dependent endosomal trafficking

     

    C2015-032,鄭海雷,廈門大學,Scientific Reports,根,Na+/K+

    Hydrogen sulfide enhances salt tolerance through nitric oxide mediated maintenance of ion homeostasis in barley seedling roots

     

    C2015-030,張洪霞,中科院上海植物生理生態研究所,PLANT BIOTECHNOL J,根,Na+

    Overexpression of the PtSOS2 gene improves tolerance to salt stress in transgenic poplar plants

     

    C2015-005,種康,中科院植物所,Cell,根,Ca2+

    COLD1 Confers Chilling Tolerance in Rice

     

    F2015-008,PLANT CELL ENVIRON ,黃藻,H+/K+ Na+

    Mechanisms underlying turgor regulation in the estuarine alga Vaucheria erythrospora (Xanthophyceae) exposed to hyperosmotic shock

     

    F2014-006,PLANT CELL ENVIRON ,根木質部,K+

    Kinetics of xylem loading, membrane potential maintenance,and sensitivity of K+-permeable channels to reactive oxygen species: physiological traits that differentiate salinity tolerance between pea and barley

     

    C2013-021,余迪求,中科院西雙版納熱帶植物園,Plant Journal,根,K+

    Arabidopsis transcription factor WRKY8 functions antagonistically with its interacting partner VQ9 to modulate salinity stress tolerance

     

    C2012-020,魏建華,北京市農林科學院,PLANT CELL ENVIRON ,根,K+/H+

    HbCIPK2, a novel CBL-interacting protein kinase from halophyte Hordeum brevisubulatum, confers salt and osmotic stress tolerance

     

    C2012-010,陳少良,北京林業大學,Plant Physiology,根尖,Na+/K+/H+/Ca2+

    Paxillus involutus strains MAJ and NAU mediate K+/Na+ homeostasis in ectomycorrhizal Populus × canescens under NaCl stress

     

    C2010-004,陳少良,北京林業大學,PLANT CELL ENVIRON ,愈傷組織細胞,Na+/K+/H+/Ca2+

    H2O2 and cytosolic Ca2+ signals triggered by the PM H+-coupled transport system mediate K+/Na+ homeostasis in NaCl-stressed Populus euphratica cells

     

    C2010-002,郭巖,北京生命科學研究所,Plant Cell,根,H+

    The Arabidopsis chaperone J3 regulates the plasma membrane H+-ATPase through interaction with the PKS5 kinase

     

    C2009-004,陳少良,北京林業大學,Plant Physiology,根,Na+/Cl-/H+

    NaCl-induced alternations of cellular and tissue ion fluxes in roots of salt-resistant and salt-sensitive poplar species

    三、常測哪些指標

    1、直接相關
    Na+、K+、Ca2+、H+、Cl-

    2、間接相關

    Mg2+、NO3-、NH4+、Cd2+

    四、檢測這些離子流、分子流,有什么生物學意義

    • 1)K+生理功能概述

      2)科研案例

      a.案例1

             與野生型擬南芥相比,wrky8-1突變體在鹽脅迫下K+外排更明顯,而vq9突變體的K+外排速率更低,為WRKY8與VQ9基因參與調控植物在鹽脅迫下的 Na+/K+離子動態平衡提供了直接有效的證據。

      Hu Y et al. Arabidopsis transcription factor WRKY8 functions antagonistically with its interacting partner VQ9 to modulate salinity stress tolerance. Plant J. 2013;74(5):730-745.

       

      ganhanxiepo1

       

      b.案例2

             以中國春、洲元9369和長武134等3種耐鹽性不同小麥品種為材料, 采用非損傷微測技術檢測鹽脅迫2 d后的根系K+離子流變化。結果表明鹽脅迫下, 小麥根際的K+大量外流, 鹽敏感品種中國春K+流速顯著高于耐鹽品種長武134。另外,通過對植株體內的Na+、K+含量進行測定,共同發現鹽脅迫下造成小麥組織器官中Na+/K+比上升的主要原因是根系K+大量外流和Na+的過量積累, 耐鹽性不同的小麥品種間差異顯著, 并認為根系對K+的保有能力可能是作物耐鹽性評價的一個重要指標。

      王曉冬,王成,馬智宏,侯瑞鋒,高權,陳泉.短期NaCl脅迫對不同小麥品種幼苗K+吸收和Na+、K+積累的影響.生態學報,2011,31(10):2822-2830.

       

      ganhanxiepo2

    • 1)Na2+生理功能概述

      2)科研案例

      a.案例1

             研究利用非損傷微測系統(NMT),檢測了PtVP1.1高表達白楊與野生型經0/150 mM NaCl處理后,根部分生區、伸長區、成熟區的Na+、H+流速。結果顯示,正常生長環境下,兩組樣品根部Na+流速無差異,對照組H+吸收速率更高。鹽脅迫時,PtVP1.1高表達白楊相比于野生型,其根部具更強的排Na+吸H+能力(Na+外排速率、H+吸收速率均高與野生型)。這一結果為PtVP1.1提升木本植物耐鹽性提供了活體生理證據。

      Yang Y et al. Overexpression of a Populus trichocarpa H+-pyrophosphatase gene PtVP1.1 confers salt tolerance on transgenic poplar. Tree Physiol. 2015;35(6):663-677.

       

      ganhanxiepo3

      b.案例2

             北京林業大學陳少良實驗室NMT測定了抗鹽品種胡楊和鹽敏感型品種群眾楊根、細胞和原生質體的H+、Na+和Cl-流速,比較了短期處理和長期處理后兩個品種間排Na+的能力。長期脅迫導致根原生質體Na+外流增加,H+內流增加。這種NaCl誘導的Na+/H+交換被Amiloride和礬酸鈉抑制,說明脅迫后胡楊Na+的排出是Na+/H+逆向轉運體主動跨膜的結果。

      Sun J et al. NaCl-induced alternations of cellular and tissue ion fluxes in roots of salt-resistant and salt-sensitive poplar species. Plant Physiol. 2009;149(2):1141-1153.

       

      ganhanxiepo4

    • 1)Ca+生理功能概述

      2)科研案例

      a.案例1

             NaCl處理1-2min后觀察到煙草根部伸長區有瞬時的Ca2+外排現象,NaCl處理24h后,觀察到Ca2+內流,低濃度的甜菜堿則會顯著的增加NaCl誘導的Ca2+內流。加上對相關基因表達的測定、Ca2+含量的測定等內容,表明在NaCl誘導的Ca2+滲透流中,甜菜堿起到了輔助因子的作用。

      Li M et al. Glycine betaine-mediated potentiation of HSP gene expression involves calcium signaling pathways in tobacco exposed to NaCl stress. Physiol Plant. 2014;150(1):63-75.

       

      ganhanxiepo5

      b.案例2

             本試驗以油用向日葵鹽敏感品種‘YK18’、中度耐鹽品種‘YK06’和耐鹽品種‘GF01’為試驗材料,利用離子流檢測技術, 動態監測了復合鹽脅迫24 h后植株根系的 K+、Na+、Ca2+等離子的流速流向,結果表明,鹽脅迫下向日葵幼苗根系Ca2+的吸收速率加快,‘GF01’是‘YK18’的2倍。結合種子萌發和離子在萌發幼苗中積累分布情況的實驗結果發現,不同耐鹽性的油用向日葵植株在鹽脅迫下可通過調節Na+、K+和Ca2+的吸收與外排來適應鹽脅迫環境,為鹽堿地耐鹽品種篩選和栽培提供理論依據。

      馬榮,王成,馬慶,侯佩臣,王曉冬.向日葵芽苗期離子對復合鹽脅迫的響應.中國生態農業學報,2017,25(05):720-729.

       

      ganhanxiepo6

    • 1)H+生理功能概述

      2)科研案例

      a.案例1

             研究采用了同一品種的二倍體及四倍體水稻,分別培養在含有0、150 mM NaCl的1/2 MS培養基中。利用非損傷微測技術,檢測了各組樣品根部距離根尖0-5000 μm范圍的H+流速。結果顯示,距離根尖0-1000 μm范圍內,兩組樣品H+流速沒有差異,而且在500-1000 μm之間,H+表現為吸收。從距離根尖1000 μm的位點開始至2000 μm,H+外排趨勢逐漸增大并達到穩定值。二倍體與四倍體根尖H+流速對比顯示,1000-5000 μm區間內,后者H+外排速率顯著高于前者,這也間接反映了四倍體植株的根內pH較二倍體低。研究認為,基因組重復可提升水稻耐鹽能力,而這一現象可能與四倍體水稻加強了H+外排至根表面從而減少Na+的進入根部有關。

      Tu Y, Jiang A, Gan L, et al. Genome duplication improves rice root resistance to salt stress. Rice (N Y). 2014;7(1):15.

       

      ganhanxiepo8

      b.案例2

             當植物缺乏J3時對外部的鹽堿脅迫超敏感,質膜H+-ATPase的活性也下降。使用非損傷微測技術在活體擬南芥的根部進行了原位測量,證實不同的基因所調控的H+外排的差異,說明了蛋白之間的相互作用。本研究發現,分子伴侶蛋白J3可以和PKS5相互作用,并且抑制PKS5激酶活性,進而正向調節質膜H+-ATPase的活性及植物對鹽堿脅迫的反應。

      Yang Y, Qin Y, Xie C, et al. The Arabidopsis chaperone J3 regulates the plasma membrane H+-ATPase through interaction with the PKS5 kinase. Plant Cell. 2010;22(4):1313-1332.

      yanxiepo4 42

    • 1)Cl-生理功能概述

      2)科研案例

      a.案例1

             與單個鹽腺相比,二色補血草的氣孔和表皮細胞分泌的Na+、K+和Cl-很少,NaCl處理對它們的分泌率沒有顯著影響。在本研究中,200 mmol/L NaCl處理可顯著提高鹽腺的Cl-分泌率,且NaCl處理的Cl-分泌率是對照組的35倍。結合Na+通量檢測和ESEM分析等結果,表明鹽腺通過分泌孔分泌離子,并以Na+和Cl-為主。分泌速率的增加有助于抵消葉片中鹽濃度的增加。分泌的選擇性有助于保持葉片細胞內良好的Na+/K+和Cl-/陰離子比值。

      Feng Z , Sun Q , Deng Y , et al. Study on pathway and characteristics of ion secretion of salt glands of Limonium bicolor. Acta Physiologiae Plantarum, 2014, 36(10):2729-2741.

       

      ganhanxiepo9

       

    • 1)Mg2+生理功能概述

      2)科研案例

             影響光合作用,葉綠素的組成成分、酶的活化劑;與糖代謝、氮代謝相關;影響核酸和蛋白質代謝;參與脂肪代謝、促進維生素合成。

      例1:以甘薯的兩個品種(耐鹽品種Xu 22和鹽敏感品種Shi 5)為實驗材料,對其在NaCl脅迫下的K+、Cl-、Mg2+等離子進行通量檢測,結果發現NaCl促進了Xu 22根系對Mg2+的吸收,但使Shi 5根Mg2+的外排增加。結合其他離子通量、離子含量、qPCR驗證等實驗結果,表明,Xu 22不定根期具有較好的K+、Mg2+截留能力、液泡Na+和Cl-固存能力、NH4+/NO3-轉運轉化能力和N同化維持能力是其耐鹽性的主要原因。

      Yicheng Yu et al. NaCl-induced changes of ion homeostasis and nitrogen metabolism in two sweet potato (Ipomoea batatas L.) cultivars exhibit different salt tolerance at adventitious root stage. Environmental and Experimental Botany, 2016. doi: 10.1016/j.envexpbot.2015.12.006

       

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    • 參見《植物營養研究NMT解決方案》NO3-生理功能概述

       

       

    五、可以檢測哪些樣品

    點擊查看具體信息

    點擊查看樣品照片

     

    1、動物樣品

    1)細胞

    神經細胞、腫瘤細胞、巨噬細胞、淋巴細胞等

    2)組織器官

    腫瘤、皮膚、胃粘膜、胰島、腦(海馬體等)、胚胎(大鼠、魚)、斑馬魚皮膚/、耳蝸、心臟(香螺)、卵(魚、雞蛋、爪蟾)、骨骼、角膜、脊椎(豚鼠)、肌肉組織(肌纖維、心?。?/p>

    3)其它動物樣品

    珊瑚、螨蟲、昆蟲(果蠅幼蟲的腸、蟑螂血腦屏障、按蚊、長紅錐蝽)、蝌蚪、水蛭、藍蟹(微感毛)、變形蟲、水絲蚓

    2、植物樣品

    1)營養器官

    根:、根毛、根瘤*

    莖:邊材、心材、微管形成層、木質部

    葉:表皮細胞、葉肉細胞、鹽腺細胞、保衛細胞

    2)生殖器官

    花:花瓣、花瓣表皮細胞、花粉

    種子:整體、胚

    果實:果殼、果皮、果肉(蘋果、柑橘)、籽粒、棉花纖維、棉桃

    3)細胞:植物懸浮細胞、液泡

    4)愈傷組織

    3、微生物樣品

    酵母細胞、菌絲、菌落、微藻、細菌(大腸桿菌)

    4、其它生物樣品

    周叢生物

    5、非生物樣品

    金屬、混凝土、泥沙、納米材料、生物醫藥材料

    六、樣品需要做哪些前處理

    國際領先的非損傷微測技術最大的特點就是活體、無損檢測,因此動植物材料在檢測前,不需要任何的液氮速凍、染色、研磨處理等。

    1、動物單細胞

    因NMT是活體檢測,故從培養箱中拿出來后,置于培養皿中,直接檢測即可。

    2、動物組織

    因NMT是活體檢測,無需提前處理。如檢測部位天然暴露在外,如斑馬魚皮膚離子細胞、側線毛細胞,直接檢測即可。如檢測部位位于體內,需在檢測時暴露出檢測部位(可采用麻醉的方式),后檢測即可。

    3、植物根莖葉等組織器官

    天然暴露在外的組織器官,例如根、莖、葉的表面,無需任何處理,直接檢測即可。水培、土培、砂培、平板培養均可。

    4、植物原生質體/液泡

    因NMT是基于微傳感器/探針的非損傷檢測,檢測時不接觸樣品,故原生質體、液泡需要從組織或者細胞中,提取出來后檢測。

    5、植物葉片的表皮細胞、葉肉細胞、鹽腺細胞、保衛細胞

    無需提前處理。因這些細胞處于組織內部,故檢測時采用撕取等方式,暴露出相應細胞即可。

    6、植物花粉管

    離體萌發:在培養皿中萌發一段時間后即可直接檢測;在體萌發:將柱頭置于培養皿中,待萌發一段時間后即可直接檢測。

    7、植物果實

    無需提前處理。如待測部位位于果實內部,需在檢測前暴露出相應部位即可。

    8、植物懸浮細胞

    無需提前處理。檢測時,置于培養皿中檢測即可。

    七、有哪些檢測方式?

    1、實時處理 /瞬時處理后檢測

    即瞬時處理,是指在檢測過程中,在正常測試液中瞬間加入所需的干旱脅迫溶液(PEG或甘露醇等溶液)的處理方法,目的是為了觀察瞬間干旱脅迫下,樣品短時間內的離子/分子的變化趨勢,即短時效應。

    2、預處理/提前處理好后檢測

    是指在干旱脅迫一段較長的時間后(數十分鐘/數小時/數天),觀察植物離子/分子進出的情況,即長時效應。

    八、檢測環境是空氣還是溶液

    檢測時,只要求待測部位浸于溶液中(無需整體都浸在溶液里)。

    九、樣品是如何檢測的

    十、可以送樣檢測嗎

    可以送樣檢測。目前非損傷微測技術測試服務由中關村NMT產業聯盟統籌管理,由遍布全國的25家NMT創新平臺服務中心,提供檢測服務。點擊獲取測試服務

    Ceshifuwuwangluo

    十一、哪里能獲取非損傷微測系統操作培訓服務

    請直接聯系旭月公司獲取設備操作培訓服務。點擊此處查看培訓服務介紹

    聯系人:巨肖宇

    電話:010-8262 2628按3

    十二、如何購買實驗耗材(自行檢測)

    友情鏈接:

     

    中關村NMT產業聯盟 younger xbi wsi10 lmtx bjgxdxsjycyxxw

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