旭月成功升级研发新款H2O2传感器，科研成果刊载于J Exp Bot期刊

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今年，南京师范大学&西澳大学团队在Journal of Experimental Botany上发表了题为“Root endophyte-mediated alteration in plant H₂O₂ homeostasis regulates symbiosis outcome and reshapes the rhizosphere microbiota”的研究论文。该研究表明，增强的H₂O₂外排导致植物-真菌交界面H₂O₂水平的适度增加是维持植物-真菌共生所必需的。植物H₂O₂稳态的紊乱会影响植物根系的共生能力。

该研究利用旭月公司最新研发的新款H₂O₂传感器，检测了根系和菌丝H₂O₂微空间浓度梯度以及实时转运方向、速率。

1）根、根表菌丝H₂O₂转运速率

菌丝定殖的根尖与未定殖的根系相比表现出显著的H₂O₂外排，且根表H₂O₂浓度升高。此外，共生菌丝尖端与非共生菌丝相比同样表现出显著的H₂O₂外排，菌丝表面H₂O₂水平增加。因此，在植物-真菌交界面存在H₂O₂动态的改变，其中共生伙伴都趋向于将H₂O₂扩散到植物-真菌交界面。

 

图1：拟南芥根尖及菌丝H₂O₂转运速率。流速值的正负号仅代表方向，正值表示从根内排出到根外，负值表示从根外吸收到根内。

为了验证H₂O₂动态的改变是否影响了真菌-拟南芥相互作用，我们在研究中引入了缺失呼吸爆发氧化酶同源物D（rbohD）和缺失过氧化物酶同工酶（cat2-2）的拟南芥突变体（图2）。真菌接种导致cat2-2植株的根表更多的H₂O₂外排，而rbohD植株的根表H₂O₂保持不变。因此，与Col-0相比，cat2-2根系表现出更强的H₂O₂外排（约4.14倍），而rbohD根系在真菌定殖后保留了H₂O₂。这些结果表明，在rbohD和cat2-2-真菌相互作用中植物-真菌交界面的H₂O₂动态受到干扰。

图2：野生型和突变体拟南芥根尖及菌丝H₂O₂转运速率。流速值的正负号仅代表方向，正值表示从根内排出到根外，负值表示从根外吸收到根内。

2）根、根表菌丝微空间H₂O₂浓度梯度

为了监测植物根表和菌丝表面H₂O₂浓度水平，研究使用非损伤微测技术（NMT）检测了根系-真菌交界面H₂O₂浓度梯度（图3）。结果表明，与Col-0植物相比，rbohD根系（0-400 μm）表现出较低的H₂O₂浓度梯度，而cat2-2则在植物-真菌交界面表现出较高的H₂O₂浓度梯度。真菌接种导致Col-0和cat2-2根表的H₂O₂浓度梯度增加，而rbohD根表面的H₂O₂浓度梯度没有显著差异。此外，定殖在Col-0根表面的菌丝在菌丝际表现出较高的H₂O₂浓度梯度，而定殖在rbohD和cat2-2根表面的菌丝则没有这种现象。这些结果表明，根系和菌丝均在植物-真菌交界面感知到H₂O₂水平的调节。

图3：野生型和突变体拟南芥根尖及菌丝表面H₂O₂浓度梯度。

此次升级研发，提升了H₂O₂传感器稳定性及其抗干扰能力，使得植物、微生物等活体样品内部H₂O₂转运信号检测、样品表面微空间浓度检测更为稳定，数据平行性得到显著提升。目前旭月公司已经与国内多家高校、科研院所建立研发、生产供应合作，欢迎更多电化学相关领域的研究机构、企业联系合作。

旭月公司拥有非损伤微测技术及其设备、附属耗材各类专利数十项，形成了完备的专利体系，实现了100%自主知识产权。当前，除了基础研究外，旭月公司已经在农业生产、医疗检测等领域布局产品研发，目前已成功研发了数项产品。旭月公司将继续践行“科技报国”理念，助力中国科学家赶超世界先进科技水平。