植物-微生物互作对生态系统功能和根际过程至关重要。为理解植物与根际微生物之间的通讯通路，必须测量植物和根际中发生的多种过程。本综述首先概述植物如何与周围微生物群落相互作用并受其影响，随后总结用于阐明植物-微生物互作和病原检测的光学生物传感技术。目前，用于检测土壤植物参数或微生物群落的多数生物传感器以基因编码的光学和电化学传感器为主，...
本文综述核酸适配体作为植物生物学中新兴适配体传感器（aptasensor）平台的进展。作者指出，植物激素的细胞和组织特异性定量长期依赖耗时的质谱方法，遗传编码生物传感器虽可实现细胞内空间与部分时间动态监测，但对细胞外/细胞间分布信息仍有限。文章系统介绍DNA适配体的SELEX选择策略、序列分析、亲和力与特异性评价方法，并总结已针对A...
近年来，植物生物学家为在活体内定量分子与分子事件，开始以遗传编码荧光生物传感器（GEFBs）补充传统报告系统。这类传感器可直接感知分析物，使测量达到单细胞水平并随时间动态追踪。此类数据对数学建模者具有重要价值，因为更准确的测量可指导模型构建与参数化。合成生物学进展加快了传感器开发速度，同时表达光谱兼容的多种传感器现已允许对信号网络中...
生物传感器是理解植物免疫不可或缺的工具，因为其时空维度对于应对复杂植物免疫信号至关重要。植物中遗传编码生物传感器的多样性正在扩展，覆盖新的分析物，并不断提高敏感性和稳健性，但在某些方面仍有限，例如用于跟踪生物胁迫反应、在同一底盘中使用多个生物传感器以及将其应用于作物。本综述聚焦于涵盖这些方面的可用生物传感器。我们表明，利用现有遗传编...
植物激素在植物生长、发育、生理过程及环境适应中发挥关键作用，其信号网络高度复杂且相互交织。因此，不仅需要了解激素的产生部位、运输方式以及感知机制，还需要以理想上的非侵入方式定量监测其在组织与细胞中的分布和动态变化。本文系统总结了当前可用于定量和可视化植物激素分布与动态的多种工具，包括转录报告系统、基于蛋白降解的传感器、荧光素酶报告系...
赤霉素是一类调控植物全生命周期生长与发育的植物激素。其上游调控和下游响应在不同细胞、组织、发育阶段、环境条件和物种间存在差异。赤霉素的时空分布由生物合成、降解和转运等多种活动共同决定，这些活动均可被靶向以影响赤霉素在空间和时间上的水平。近年来，赤霉素分布研究受益于能够导入赤霉素的转运蛋白的发现，以及具有高分辨率时空检测能力的新方法。...
基于荧光蛋白的生物传感器为理解植物生物学核心——细胞网络的动态特性——提供了前所未有的定量视角。此类生物报告分子能够可视化细胞调控因子（如Ca2+和H+）以及植物激素的空间与时间动力学，并可在活植物细胞中实时监测膜转运活性。这些工具的发展速度很快，使其越来越灵敏且易于使用；快速扩展的生物传感器工具箱为获得关于广泛植物调控过程的新认识...
直接与被测分子相互作用的遗传编码生物传感器最早于20多年前以钙离子荧光指示融合蛋白形式出现。此后，该技术已发展为多种生物传感器，并被用于提高对植物生理与发育中关键分子时空动态的理解。本综述重点讨论遗传编码钙指示剂，这是目前最多样且最成熟的生物传感器类别，并概述利用钙、pH、活性氧、氧化还原状态、初级代谢物、植物激素和营养元素生物传感...
植物激素是一类天然存在、低丰度且高生物活性的有机信号分子，调控植物生长发育与胁迫响应。由于其在不同器官、组织、细胞类型及亚细胞区室中的分布具有高度时空动态性，完整解析植物激素分布仍具挑战。过去十年，质谱技术尤其是气相色谱/液相色谱-串联质谱（GC/LC-MS/MS）和高分辨质谱的发展，使植物激素及其代谢物在组织、细胞乃至亚细胞水平的...
植物发育与组织和细胞的代谢状态高度互作，当前研究重点在于阐明代谢网络与基因调控网络之间的关联及机制。能够在活体内以高时空分辨率检测小分子的遗传编码传感器，有望成为定量和可视化植物代谢物通量动态的理想工具。本文综述了当前用于测量激素、钙离子和糖等信号分子，以及通过能量等价物和 pH 监测代谢状态的方法。作者区分了直接可逆结合底物的传感...