致病相關（PR）蛋白參與植物防御，其具有多種功能適應性，有助于抵抗各種病原體、提高環境脅迫耐受性。沙柳是一種生長迅速的柳樹品種，可以耐受許多不利環境。

中國林科院亞熱帶林業研究所卓仁英研究員課題組在Environmental and Experimental Botany上發表了一篇文章，題目為“Pathogenesis-related protein PR10 from Salix matsudana Koidz exhibits resistance to salt stress in transgenic Arabidopsis thaliana”，主要探究PR蛋白在植物耐鹽機制中起到的作用。

前期的比較蛋白質組學分析表明：沙柳PR蛋白（SmPR10）較為豐富，經過100 mM NaCl處理后表達上調。本實驗以沙柳為材料，克隆并鑒定了SmPR10基因，以驗證其在耐鹽性中的作用。SmPR10的氨基酸序列與紫蘇柳和毛白楊的PR蛋白的序列同源性分別為98%和93%。SmPR10定位在擬南芥原生質體的胞質中，根的轉錄及蛋白水平較高，且100mM NaCl處理后表達上調。免疫定位分析發現，韌皮部纖維細胞和根木質部中特異性的檢測到SmPR10。而且，SmPR10的異質過表達提高了轉基因擬南芥的耐鹽性，具體表現在根長度、根數量、Na⁺流速、以及葉綠素含量、MDA含量、電導率等生理參數及SOD和POD酶活性水平。

擬南芥根部Na⁺流檢測圖

對照組、鹽脅迫組擬南芥根部Na⁺流結果。正值表示外排

其中，Na⁺流速利用基于非損傷微測技術（Non-invasive Micro-test Technology, NMT）的NMT活體生理檢測儀 Physiolyzer^®進行檢測，發現正常條件下，轉基因組與野生對照組的Na⁺外排相似。但是，100mM NaCl處理后，轉基因組的Na⁺外排明顯增加。這說明：相比于野生型，SmPR10過表達幼苗根部的Na⁺外排能力更高，從而更加耐鹽。

1、工業原料昆蟲相關產品生產的基礎研究

紫膠、白蠟、五倍子研究是資源昆蟲所的優勢。在提升五倍子質量、產量研究過程中，五倍子同母體間營養物質、信號的交換運輸，可以通過非損傷對母體-蟲癭連接部進行檢測。類似的研究，在愈傷組織上已經開展。

此外，蠶絲形成的主要器官絲腺，也有研究者已經利用非損傷開展離子轉運相關研究。

2、森林病蟲害研究

1）蟲害

“離子流信號是植物感受外界刺激的原初信號”。北京林業大學沈應柏教授在接受中關村非損傷微測技術產業聯盟（簡稱“NMT聯盟”）采訪時表示，在植物抗蟲防御研究中，植物為什么能夠識別出昆蟲取食？這與離子流信號的傳遞密切相關。

在應對外界刺激時，植物也會做出多種調整，其中很重要的一點就是調節氣孔的開閉。沈應柏教授利用非損傷，對氣孔調節機制進行了深入研究，并在Plant Journal（2015, 83(4): 638-649.）上發表了研究成果。

2）病害

Ca²⁺振蕩是病原菌與植物形成穩定互作的標志。

病原菌侵染后葉肉組織的Ca²⁺流振蕩現象

J Membrane Biol, 1998, 161(1): 45-54.

90年代末，研究者們就開始利用NMT研究植物病原體侵染過程的微觀信號傳遞。目前的研究成果顯示，病原體侵染植物的過程，與Ca²⁺、K⁺、Cl^-等諸多離子流信號相關。

• Plos Pathog：農科院寧約瑟中農王毅|NMT驗證稻瘟病菌利用K通道抑制先天免疫

• 植物病原防御第一步：Ca²⁺相關質膜陰離子通道打開

• Ca²⁺外流作為細胞防御過程中的標志性反應

3、森林培育之良種生產

耐鹽堿、耐瘠薄、生長周期短、產量高。非損傷在林木育種領域的應用，相比于其它領域尤為突出。北京林業大學陳少良教授是國內最先應用NMT進行林木抗逆研究的研究者，其2009年發表的通篇使用NMT離子流數據的文章（Plant Physiol, 2009, 149: 1141-1153.），引用次數已達177次。目前，Na⁺、K⁺、H⁺流，已成為陳少良教授實驗室研究的基石。

其后，來自林科院蘇曉華研究員、西北農林科技大學（現中國林科院）的羅志斌教授、東北林業大學（現浙江農林大學）柳參奎教授、林科院亞林所卓仁英研究院，在林木鹽堿脅迫、氮營養、重金屬脅迫等領域，發表了諸多研究成果。

• Front Plant Sci：林科院亞林所卓仁英NMT驗證Cu/Zn SOD促進植物富集鎘

• J Exp Bot：西北農林羅志斌組楊樹適應氮受限環境的代謝機制

• Plant Biotechnol J：PutVHA-c促根系排Na提升植物耐鹽能力