本版块用于分享荣获2023 年度“中关村优秀NMT成果奖”的文献成果。“中关村优秀NMT成果奖”是为了表彰和展示非损伤微测技术最新优秀成果，促进非损伤微测技术继续深耕各科研领域，促进基础科研创新，由中关村NMT产业联盟开展的评奖活动。本评奖活动可参与的人员包含2022~2023年全年，利用非损伤微测技术流速数据发表了文献的通讯作者、第一作者（包括共同通讯作者、并列第一作者）。

叶片早衰限制作物生长而降低作物产量和品质。褪黑素已被证明可以延缓叶片衰老；然而，其潜在的机制仍然不清楚。我们发现褪黑素可以抵消脱落酸（ABA）的作用，保护了光系统II，延缓在光照下附着的成熟叶片的衰老。褪黑素诱导了甜瓜respiratory burst oxidase homolog D（CmRBOHD）的表达，促进H₂O₂积累。褪黑素和H₂O₂都诱导了细胞质中自由Ca²⁺ ([Ca²⁺]_cyt)的积累，而Ca²⁺通道抑制剂抵消了褪黑素和H₂O₂延缓ABA诱导叶片衰老的作用。在拟南芥中过表达甜瓜CmRBOHD会诱导[Ca²⁺]_cyt积累并延缓叶片衰老，而缺失CmRBOHD的同源基因AtRBOHD则会抑制褪黑素诱导的[Ca²⁺]_cyt积累并延缓ABA诱导的拟南芥叶片衰老。此外，褪黑素、H₂O₂和Ca²⁺减弱了ABA诱导的K⁺外排和细胞死亡。CmRBOHD异源过表达和AtRBOHD基因缺失分别抑制和促进ABA诱导的K⁺外排。综上所述，我们的研究揭示了一种新褪黑素延缓衰老的机制，褪黑素诱导RBOHD的表达和H₂O₂的产生，促进[Ca²⁺]_cyt积累，抑制K⁺外流和细胞程序性死亡，进而延缓ABA诱导的叶片衰老。

白骨壤（Avicennia marina）是一种生长在沿海湿地的红树植物，经常受到潮汐盐度的影响。为了了解它的耐盐性，白骨壤的幼苗用 0、200、400 和 600 mM NaCl 处理。我们发现整株植物的干重、光合参数在 200 mM NaCl 时增加，但在 400 mM NaCl 以上时降低。初级光化学 (Fv/Fm) 的最大量子产率在 600 mM NaCl 时显着降低。透射电子显微镜观察表明，高盐度导致淀粉粒尺寸减小、类囊体肿胀和基粒堆叠分离，甚至包膜被破坏。此外，在上表皮的盐腺中，分泌细胞和颈细胞中原生质致密，线粒体丰富，盐腺细胞间的胞间连丝丰富。在所有盐度下，叶片中的 Na⁺含量均高于茎和根，在超过 400 mM NaCl 处理时，根中的Na⁺含量增加，而叶子中的含量保持恒定，这是由于盐腺泌盐所导致。结果，叶片正面盐晶体随着盐度的增加而增加。另一方面，非损伤微测技术测量表明盐处理增加了盐腺 Na⁺和K⁺的外排，减少了H⁺外排，而Na⁺外排在 400 mM NaCl 时达到最大值。进一步的 RT-qPCR 分析表明，Na⁺ /H⁺逆向转运蛋白（SOS1和NHX1）、H⁺ -ATP 酶（AHA1和VHA-c1）、K⁺通道(AKT1、HAK5和GORK ) 被上调，只有 Na⁺内向转运蛋白 (HKT1) 在 400 mM NaCl 处理下在富含盐腺的叶子上表皮中被下调。综上所述，200 mM NaCl以下的盐度有利于白骨壤的生长，400 mM以下的盐度时盐腺可有效排泄Na⁺，提高其耐盐性。

钾(K)被称为果实品质元素。杜梨和山梨是我国常用的砧木，杜梨具有较强的生物和非生物抗性，分布广泛；山梨仅分布在东北地区，具有良好的耐寒性。由于现有砧木的钾利用不足，导致产量和质量较低，在有限钾肥供应条件下提高植物KUE（钾利用效率）是农业生产的直接挑战。因此，了解梨对钾的敏感性、吸收效率和利用的机制尤为重要。文章对钾高效梨砧木（山梨）和钾敏感砧木（杜梨）幼苗进行了不同钾浓度的营养液处理，探究不同钾效率梨砧木基因型对低钾胁迫的钾吸收和转运机制。结果表明，不同基因型砧木的K⁺吸收速率、V_max和K_m具有显著差异，杜梨叶的K⁺含量明显低于山梨，并且山梨可以更有效地回收和利用K⁺，主要通过调节其K⁺ 吸收和内部循环适应低钾胁迫。通过比较两种基因型的转录组发现，在K缺乏条件下，碳代谢的变化可能为K⁺循环提供能量，从而使植物更好地适应低钾环境。

氮对植物的生长发育至关重要。随着氮肥施用量的增加，氮肥利用效率降低，造成资源浪费。在苹果砧木中，提高氮吸收效率以缓解低氮胁迫的潜在分子机制尚不清楚。采用多组学方法研究了平邑甜茶和新疆野苹果两种对氮胁迫反应不同的苹果砧木的氮素吸收机制。在低氮胁迫下，新疆野苹果表现出较高的氮吸收效率。多组学分析显示，两种材料中类黄酮和木质素合成途径相关基因的表达存在显著差异，与相应代谢产物有关。我们发现bHLH130与类黄酮生物合成途径高度负相关。bHLH130可直接结合CHS启动子并抑制其表达。过表达CHS可增加类黄酮积累和氮素吸收。抑制bHLH130增加了类黄酮的生物合成，同时降低木质素的积累，从而提高氮吸收效率。这些发现揭示了bHLH130调控低氮胁迫下苹果砧木类黄酮和木质素生物合成的新调控机制。

磷脂酶Dα (PLDα)产生信号分子磷脂酸(PA)，已被证明在植物适应盐环境中发挥关键作用。然而，磷脂酶Dδ (PLDδ)是否能介导高等植物的盐反应尚不清楚。从耐盐胡杨(Populus euphratica)中分离出PePLDδ，转入拟南芥(Arabidopsis thaliana)中验证转基因植物的耐盐性。NaCl处理(130 mM)降低了野生型(WT)拟南芥、载体对照(VC)和PePLDδ过表达株系的根系生长和全株鲜重，但在转基因植株中观察到的影响不太明显。在盐处理下，转PePLDδ的拟南芥表现出比WT和VC更低的电解质泄漏、丙二醛含量和H₂O₂水平，这是由于抗氧化酶被激活，编码超氧化物歧化酶、抗坏血酸过氧化物酶和过氧化物酶的基因转录本上调。此外，PePLDδ过表达的植物增加了编码质膜Na⁺/H⁺反转运蛋白(AtSOS1)和H⁺‐ATPase (AtAHA2)基因的转录，这使得转基因植物在盐度下进行Na⁺挤压并减少K⁺损失。在过表达PePLDδ的植物中，活性氧(ROS)和K⁺/Na⁺稳态的调节能力与特定PA物种的丰度有关。PePLDδ转基因植物在对照和盐渍条件下保持了典型的更高丰度的PA物种，34:2(16:0-18:2), 34:3(16:0-18:3), 36:4(18:2-18:2), 36:5(18:2-18:3)和36:6(18:3-18:3)。值得注意的是，转基因植物中PA 34:2(16:0-18:2)、34:3(16:0-18:3)、36:4(18:2-18:2)和36:5(18:2-18:3)对NaCl的响应显著增加。综上所述，我们推测PePLDδ衍生的PA通过调节ROS和K⁺/Na⁺稳态来增强拟南芥的耐盐性。

氮-钾平衡在植物生长发育过程中至关重要，然而其分子机制尚不清楚。本研究发现，拟南芥中NO₃^-外排通道SLAH3突变导致对高浓度KNO₃的耐受性增强。出乎意料的是，slah3突变体特异地耐受高浓度K⁺，而增加NO₃^-浓度导致野生型和slah3之间表型差异减小。slah3中NO₃^-外流减少，K⁺外流增强，证明SLAH3介导的NO₃^-转运和SLAH3影响的K⁺流动在调控NO₃^--K⁺平衡的过程中至关重要。进一步研究发现，钾离子外排通道GORK/SKOR与SLAH3相互作用。gork/skor突变体在高K⁺条件下表现出超敏感表型。高K⁺处理后，相对于野生型，突变体slah3的去极化减弱，gork/skor的去极化增强，表明NO₃^-/K⁺外排介导的膜电位调控参与了高K⁺响应。电生理结果表明，SLAH3独立于其通道功能抑制GORK/SKOR的活性。该研究首次提出SLAH3对K⁺外排通道的两层调控机制：（1）SLAH3通过膜电位的变化调控电压依赖性K⁺通道；（2）SLAH3与GORK/SKOR相互作用，抑制其通道活性。揭示NO₃^-通道SLAH3与K⁺通道GORK和SKOR形成功能单元，通过协调氮-钾平衡来调节膜电位。

越来越多的证据表明，硫化氢 (H₂S) 作为一种新型气体信号分子，可以通过诱导气孔关闭来增强植物的抗旱性，与此同时也会提高光合效率，这一矛盾现象背后的机制尚不清楚。本研究从气孔因素和非气孔因素两个方面探讨了H₂S信号响应干旱胁迫的平衡调控机制。结果表明，外源H₂S可以增加光合色素的积累，减轻干旱胁迫对叶片的伤害，同时生理浓度的H₂S在转录水平上调控核酮糖1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶 (BrRuBisCO) 的表达和活性，究其原因可能是通过H₂S对其大亚基BrRBCL进行硫巯基化修饰实现的。最后，利用非损伤微测技术 (NMT) 检测了保卫细胞中Cl⁻、K⁺和H⁺ 的离子流速，结果表明，H₂S信号显著诱导Cl⁻ 和H⁺ 的跨膜外流，抑制K⁺ 内流，从而导致气孔关闭，明确了Cl⁻ 通道是H₂S调控大白菜气孔运动的主要靶标。综上所述，H₂S信号不仅可以激活位于保卫细胞膜上的离子通道蛋白诱导气孔关闭，还可以调控非气孔因子RuBisCO的转录表达和活性，提高叶片的光合效率。因此，干旱胁迫下H₂S信号通路对气孔因素和非气孔因素的调控之间存在一种有益的平衡，需进一步了解，以便在实际应用中提高作物产量。

超富集植物籽粒苋在修复镉（Cd）污染土壤方面具有巨大潜力，对于了解根系吸收Cd机制是有必要的。本研究采用非损伤微测技术（NMT）分析根尖不同区域的Cd²⁺流速，研究了籽粒苋根部Cd吸收的机制。此外，我们评估了不同离子通道阻滞剂和代谢抑制剂对根系Cd积累、实时Cd²⁺流速，以及Cd沿根部的分布的影响。结果表明，Cd²⁺在根尖附近（距根尖100 μm处）的流速更大。代谢抑制剂、离子通道阻滞剂和金属阳离子均对籽粒苋根系Cd的吸收有不同程度的抑制作用。Ca²⁺通道阻滞剂氯化镧（LaCl3）显著降低了根系中Cd²⁺的流速，降低了96%，维拉帕米降低了93%；K通道阻滞剂四乙基铵（TEA）也使根系Cd²⁺净通量降低了68%。因此，我们推断，籽粒苋根部的吸收主要是通过Ca²⁺通道。Cd的吸收机制与质膜P型ATP酶和植物螯合素（PC）的合成也存在联系。综上所述，Cd²⁺通过多种离子通道进入籽粒苋根部，其中最主要的是Ca²⁺通道。本研究为进一步探究镉超富集植物根部的Cd吸收和膜转运机理提供了科学依据。

渗透调节剂在提高植物种子活力以应对非生物胁迫方面起着重要的调节作用。但种子萌发率较低一直是限制羊草繁殖的障碍因素，特别是在盐碱化的土壤中。本研究通过水杨酸浸种处理羊草种子，探讨外源水杨酸是否参与盐碱胁迫下羊草种子萌发的渗透调节。本文报道了水杨酸对促进羊草种子发芽率的诱导作用。数据表明，盐碱胁迫下，外源水杨酸促进了羊草萌发种子中O₂的内流，从而提高了呼吸强度，引发了萌发种子的一系列生理变化。外源水杨酸通过调节Na⁺、K⁺、Ca²⁺等离子以及脯氨酸、可溶性糖等相容代谢产物的积累，平衡渗透势，降低质膜的渗透损伤。外源水杨酸处理增加了盐碱胁迫下羊草种子Na⁺的外排，抑制了K⁺和Ca²⁺的外排，从而降低了盐碱胁迫下羊草种子萌发过程中Na⁺的积累，使更多的K⁺和Ca²⁺保留下来，从而提高了羊草种子萌发过程中抗氧化酶的活性，减轻了损伤，促进了信号因子H₂O₂ 的积累，提高了羊草种子的发芽率。

众所周知，亚精胺（Spd）是保护参与植物生理生化过程的大分子物质。然而，Spd 也可能在盐碱胁迫下对羊草（Leymus chinensis）种子萌发起渗透调节作用。为了进一步研究这一点，将羊草种子用Spd 溶液或蒸馏水浸泡，将浸泡后的种子播种于盐碱土中进行培养试验。有资料表明，Spd 引发使萌发种子可溶性糖含量增加50% 以上，脯氨酸含量增加30% 以上。此外，Spd 引发使萌发种子过氧化氢酶活性增加30%以上，过氧化物酶活性增加25% 以上，有效缓解了盐碱胁迫下萌发种子质膜的氧化损伤。此外，种子的Spd 引发影响盐碱胁迫下萌发种子中多胺（PA）的积累，维持参与生理代谢的大分子物质的活性。此外，Spd 引发处理使萌发种子的过氧化氢（H₂O₂）水平提高到30% 以上，Ca²⁺浓度提高到20% 以上，从而通过有益的激素富集打破了羊草种子的休眠诱导途径。本研究揭示了外源性Spd 引发羊草种子过程中Spd介导的调控途径，该途径可减轻渗透性和氧化性损伤，维持细胞脂膜的完整性。因此，外源Spd 启动提高了PA 氧化酶活性，维持了H₂O₂的积累。研究发现，H₂O₂对Ca²⁺和激素的平衡产生了有益的影响，促进了羊草在应对盐碱胁迫时的活力和萌发。

以研究森林的形成、发展、管理以及资源再生理论与技术的林学，一直在国计民生中扮演着重要角色，特别是在土地贫瘠的西北地区。林学的发展离不开专家学者们的持之以恒的奉献与探索，北京林业大学教授，植物生理学、植物保护学及细胞信号传导专家，博士生导师，国内首批利用非损伤微测技术（NMT）的专家之一，沈应柏教授就是这样一位在林学领域深耕多年的科研工作者。沈应柏教授以非损伤微测技术为依托，多年来一直从事植物对昆虫取食的识别和防御信号转导研究。截至目前，已在《The Plant Journal》等国际著名学术期刊发表研究论文30 余篇。中关村NMT 产业联盟曾于2017 年有幸对沈应柏教授进行采访，从其求学、工作与教学等方面探求这位老一辈林学学者对科学的追求与热爱，对社会的责任与担当。

当前，新一轮科技革命和产业变革深入发展，学科交叉融合不断推进，科学研究方式发生深刻变革，科学技术和经济社会发展加速渗透融合，基础研究转化周期明显缩短，国际科技竞争向基础前沿前移。应对国际科技竞争、实现高水平科技自立自强，推动构建新发展格局、实现高质量发展，迫切需要我们加强基础研究，从源头和底层解决关键技术问题。
科研趋势分析报告旨在为各领域的科研人员提供一个了解NMT发展趋势及最新动态的专栏，通过系统和科学的大数据分析，引领NMT 的未来发展方向，推进NMT 在我国的进一步发展，为科教兴国做出更大的贡献！

习近平总书记在二十大报告中提出，促进世界和平与发展，推动构建人类命运共同体。不但为国家的发展指明了方向，而且对我们科技工作者提出了更高的要求，因为历史和当今越来越多的事实表明，科技的发展与进步对人类命运共同体的构建已经并将继续发挥举足轻重的作用。
与此同时，科技的进步与发展离不开底层关键核心技术。作为一门实践科学的医学，其发展对于底层技术的依赖，相较于其它学科有过之而无不及。
笔者作为一名在科技服务一线工作二十余年，为科学家们，包括西医和中医科研人员提供NMT 技术支持和服务的科技人，深感有义务和责任将这些年的所闻、所见、所思、所想，借此畅想之地与大家分享，不辜负这个伟大时代赋予我们的难得机遇。

科技成果转化，是指将科技成果，从书本转移到现实、从理论应用到实践中去，发挥科技成果的作用，提高劳动者的素质以及技能，进而提高生产效率、并最终促进经济的发展。

科技成果的转化不仅能够促进科技高质量的发展，创造出新产品、新产业和新岗位；还能促进国家达成高强度战略，面向国力竞争和国家战略直接实现科技成果应用和转化。催生高水平科研，通过科技成果转化为大学和科研机构的发展提出更高要求。

氢气作为一种具有抗氧化和抗炎特性的气体,在医学领域受到了广泛关注。近年来,随着医学研究的深入,氢气在许多疾病的治疗中展现出了良好的应用前景。而在新农业领域,氢气作为未来的绿色农药也引起了研究者的极大兴趣。早在1964年,美国生物能源研究者伦威克等就发现了氢气的植物学效应,即用氢气处理冬黑麦种子后萌发速率更快。然而,这一发现在当时并没有引起科学家们的关注与深入研究,直到近年来随着氢分子医学研究开展的深入,氢气植物学效应被重新获得关注和研究。目前,“氢农业时代”正在快步走入寻常百姓家,主要应用包括种子萌发、花期调控、提高抗逆性、提高病虫害抗性、提高农产品品质、减少化肥使用、农作物产品保鲜、渔业生产等。

在这些新兴氢生物的研究领域以及生物医学领域中,虽然氢的促进作用已经证实,但是其在跨膜转运研究以及组织层面上的研究还略有不足,以及在氢气微传感器,氢气模块的研发也是非常困难。幸运的是,近期旭月公司在氢分子模块的研发与商业化工作中获得了成功!2023年6月底,北京大学NMT创新中心,使用旭月公司研发的氢分子模块检测了藻生物膜,在跨膜转运方向研究以及在细胞层面研究上取得了初步成果。

本文介绍了一项创新性的程序——imFluxes-3D^®，该程序将流速数据的三维矢量特性以图形方式完整呈现，不仅展示了数据的大小，还清晰地呈现了三维空间方向信息。相较现有系统生成的图形，imFluxes-3D^®填补了流速数据三维空间方向信息缺失的空白，为科研人员提供了全新的三维流速数据可视化方法。本文将探讨imFluxes-3D^®的原理、优势以及对科学研究的潜在影响。

Zn 作为一种植物生长的必需微量元素，在植物的生长发育过程中发挥着至关重要的作用，但当其在植物体内的累积量达到一定值时，也会表现出毒性效应。传统的含量分析方法存在破坏样品、时空分辨率低等局限性因素。利用非损伤微测技术可以实时、动态检测活体植物Zn2+ 吸收转运过程，对植物重金属积累毒害研究有重大意义。同时非损伤微测技术对于农作物矿质元素高效利用研究也有很大的应用前景。

“国际NMT联盟资质认证体系”是NMT全球科研创新的重要组成部分，目标是规范NMT技术相关的设计、生产、销售以及服务，以确保该技术的高效及可持续发展。内容包括：创新中心资质认证、设备厂商资质认证、标准化中心资质认证、测试服务工程师资质认证、培训工程师资质认证等，并面向全球科技从业人员。取得相应资质后，可满足相应的准入门槛或提供对应服务。

本研究旨在探讨非损伤微测技术（NMT）在植物生理研究中的应用，在国际NMT联盟、中关村旭月非损伤微测技术产业联盟的帮助下，在国际NMT标准化委员会（NISC）的直接指导下，为初次接触该技术的研究者提供标准实验方案。通过针对已发表文献成果中，不同研究方向的不同实验需求，包括盐胁迫、重金属胁迫、植物营养、生殖发育、保卫细胞、质子泵和钙信号等，整理汇总实验标准操作流程（SOP），提升NMT实验的成功率及效率，推动植物生理研究的进展。

非损伤微测技术（NMT）作为生命科学领域的关键核心技术，已帮助中国科研学者在包括Cell、Nature、Science 等在内的各类学术期刊上发表各类文献超过1200 篇，但由于NMT 目前依然属于普及度不高的新技术，初次接触NMT 的研究人员，需要花费较高地时间成本来收集NMT 相关资料，以了解并学习NMT 的使用。
为了能够让研究者们更系统、高效地学习NMT，我们汇总了国内NMT 领军企业旭月公司及超过1000 位的中国科研学者和工程技术人员，在近二十年的时间里总结出的应用经验和体系视频资源，其中包括技术介绍、技术应用报告、技术应用案例、实验流程等。

生命即环境

“没有适宜环境，就没有生命！生命的本质在于与环境相互作用”
- - - 许越，NMT 发明人

2023 年上半年，旭月（北京）科技有限公司售后服务团队抵达江南大学环境与土木工程学院，为该学院师生进行非损伤微测设备操作培训。

2023 年，旭月（北京）科技有限公司的工程师来到福建省南平市武夷山市的武夷学院，进行非损伤微测设备的安装与培训。

2023 年，旭月（北京）科技有限公司的工程师应中国科学院理化技术研究所老师要求，来到中科院理化所进行非损伤微测设备的培训。

2023 年，旭月（北京）科技有限公司的非损伤微测技术工程师，来到福建农林大学进行非损伤微测设备例行维护和现场指导。

一棵参天大树也必须从一粒种子的萌发开始。《旭月东升》从非损伤微测技术的发明人，许越教授的个人经历为视角，与您分享一个科技创业者20 年的心路历程。也是借助《NMT 通讯》这个科普平台向读者讲述NMT 从诞生到发展壮大的鲜活故事。首先我们从本期连载的是《旭月东升》三部曲的第一部分鏖战美国  第六章 从被拒到谢绝。