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15 NMT植物營養研究
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研究優勢
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植物生長過程中,需要從周圍環境大量吸收N、P和K等營養物質,這些營養元素常以NH4+、NO3-、K+、H2PO4- 等離子的形式流入到根內。為保證植物正常吸收營養離子,Ca2+、H+等離子往往要流入或流出根部進行調節。因此,離子流的檢測能夠在微觀尺度上研究植物吸收營養這一動態過程。
目前,營養研究是規模與成果僅次于逆境研究的另一重要領域。三大常量元素中,氮(NH4+、NO3-),鉀(K+)已經實現直接檢測,磷(H2PO4-)研發已經取得了關鍵性突破,短時間內即可實現商業化檢測。
旭月公司針對這一領域,已推出NMT營養研究工作站,標配NH4+、NO3-,可升級Ca2+、H+、Cl-、O2等離子、分子指標。
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應用案例
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植物吸收氮營養過程的微觀機制(NISC文獻編號C2013-010)
氮(N)是蛋白質、核酸、葉綠素的重要成份,也是許多植物的次生代謝產物,在植物生長過程參與著眾多的生理環節,因此氮素是植物生長所需的大量主要營養元素。
像大部分的木本植物一樣,群眾楊也是通過添加氮肥來提高它的產量。眾所周知,銨鹽(NH4+)和**鹽(NO3-)是植物從土壤中吸收氮營養時的兩種形式,群眾楊也不例外。但是群眾楊在吸收氮營養時,NH4+,NO3-的關系以及與伴隨在吸收過程中的H+的依存關系,之前的報道沒有深入研究過。
在這篇文章中,研究組通過非損傷微測技術(NMT),直接檢測了群眾楊根的NH4+,NO3-和H+的流速信息。
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研究了群眾楊根吸收氮營養的空間特性,發現根部不同的區域,吸收氮營養的特性不同。其中銨態氮和硝態氮吸收最大的區域分別為距離根尖10mm和15mm處。
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圖注:群眾楊根部各位點的NH4+流速。正值表示內流
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當環境中兩種狀態的離子都存在時,根在吸收這兩種離子時存在著一定的協同和競爭的關系,而這一過程又受到了質膜H+-ATPase的調控。
通過加入質膜H+-ATPase的抑制劑釩酸鈉之后發現,促進了H+的吸收,抑制了群眾楊對兩種氮源的吸收。
這篇文章通篇僅使用了非損傷微測技術(NMT)一種技術,全面深入的研究了群眾楊在吸收營養過程中的NH4+,NO3- 和H+的關系,并首次證明了這三者在此過程中存在著協同關系,揭示了群眾楊營養吸收的微觀機制。
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