MITE转座子在不同甘蓝型油菜品种中的多态性研究

微型反向重复转座因子(MITE)在真核生物基因组中普遍存在,其活动能够在物种内形成丰富的多态性,在基因组进化和基因调控中均发挥重要作用。该研究利用286对不同MITE家族侧翼序列筛选的特异引物,对101个中国油菜、27个加拿大油菜和29个合成油菜品系(共157个品系)的基因组DNA进行多态性研究,以明确MITE家族的插入/缺失多态性以及在不同油菜品种之间插入的遗传多样性,进而探讨他们之间的亲缘关系。结果显示：(1)286对引物中筛选出60对条带清晰重复性高的多态性引物,多态性比例21.0%;其中Stowaway like家族和Tourist like家族特异引物的多态性比例分别为24.6%和20.0%。(2)PCR扩增结果显示,60对多态性引物对中国、加拿大、合成油菜品系的基因组DNA分别扩增出4 029、1 044、1 087条清晰可辨的条带。(3)UPGMA聚类显示,中国油菜品种间遗传相似系数在0.59~0.95,加拿大油菜品种间遗传相似系数在0.73~0.95;合成油菜品种间遗传相似系数值在0.64~0.93。研究表明,MITE在基因组中大量随机插入,形成种内丰富的多态性,利用MITE家族引物检测不同地区的油菜种质资源的多态性,可为油菜的育种找到许多尚未被开发的遗传变异。     

甘蓝型油菜BnDGAT1基因表达的特异性分析

该研究从甘蓝型油菜中克隆获得了二酰甘油酰基转移酶基因（DGAT）,命名为BnDGAT1,并对该基因编码的氨基酸序列、蛋白结构域和系统进化树进行分析。结果表明:该基因编码的氨基酸序列包含二酰甘油酰基转移酶等多个功能结构域,并具有8个疏水跨膜结构区。系统进化分析表明,BnDGAT1与芥菜、拟南芥、旱金莲中DGAT1系统进化关系相对较近。利用定量PCR对BnDGAT1基因的RNA转录表达分析表明,在不同组织和角果的不同发育阶段,BnDGAT1基因的表达具有组织特异性,且在角果不同发育阶段,其RNA转录水平随着角果发育的成熟表达明显下调。     

甘蓝型油菜PGK基因的克隆与表达分析

为研究甘蓝型油菜磷酸甘油酸激酶(PGK)基因表达特性,在对拟南芥PGK基因家族生物信息学分析的基础上,通过电子克隆方法获得3个甘蓝型油菜PGK基因(BnPGK1、BnPGK2、BnPGK3)。分别设计特异引物,以甘蓝型油菜雄性不育系09A和保持系09B的cDNA为模板克隆BnPGK基因全长序列。根据获得的cDNA序列设计实时荧光定量特异引物,采用实时荧光定量PCR技术,研究油菜雄性不育系与保持系PGK基因表达差异。结果显示:BnPGK基因在甘蓝型油菜雄性不育系09A和保持系09B的根、茎、叶、花蕾中均有表达,属组成性表达。除茎中的BnPGK3外,BnPGK其它基因在根、茎、叶中的表达均表现为09A高于09B,而在花蕾中均为09B高于09A,BnPGK1和BnPGK3在09B中的表达量是09A中的2倍以上。     

油菜花粉发育相关基因RALFbn的克隆与表达分析

根据美国NCBI数据库中快速碱化因子(RALF)类基因序列的已知信息,克隆了油菜的快速碱化因子基因RALFbn,对其核酸序列及预测蛋白进行了生物信息学分析,并在油菜多种组织内观测其表达情况.结果表明:(1)经克隆获得油菜RALFbn基因的cDNA序列全长为510 bp,无内含子,编码79个氨基酸.(2)生物信息学分析发现,油菜RALFbn蛋白具有RALF类蛋白保守的“YIXY”区和4个保守的半胱氨酸残基,并且含有N豆蔻酰化位点、酪氨酸激酶Ⅱ磷酸化位点、蛋白激酶C磷酸化位点、和酪氨酸激酶磷酸化位点等多个生物活性位点,说明该蛋白在油菜中潜在的生理调节能力较为活跃.(3) RT-PCR检测RALFbn基因在油菜生殖器官中的表达结果发现,RALFbn主要在油菜雄蕊中表达,而在雌蕊、花瓣和萼片中没有表达.提示RALFbn基因极可能与油菜雄蕊中花粉的发育相关.     

甘蓝型油菜BnFLA基因的克隆及表达分析

利用同源克隆法从甘蓝型油菜中获得了1个类成束阿拉伯半乳聚糖蛋白基因(FLA),命名为BnFLA。BnFLA基因开放阅读框长为1 200bp,编码399个氨基酸,分子量为42 885.9Da,等电点为6.37。预测的BnFLA蛋白包含N-端信号肽、2个AGP-like结构域、2个fasciclin-like结构域和C-端GPI-anchor序列。系统进化分析表明BnFLA氨基酸序列与BrFLA17和AtFLA2进化关系较近,一致性分别为98%和87%。qRT-PCR分析表明,BnFLA基因在油菜各组织均有表达,并以下胚轴中表达量最高,其次为子叶,茎秆中表达最少;BnFLA基因的表达受到GA3、BR、IAA、ABA和NaCl的诱导,但受6-BA、蔗糖、低温和PEG抑制。研究认为,油菜中BnFLA基因可能参与激素信号转导途径和非生物胁迫应答。     

甘蓝型油菜苗期生长阶段对NaCl胁迫的生理响应

以甘蓝型油菜自交系2205(强耐盐型)、487(中耐盐型)和1423(敏盐型)为材料,采用土培+水培方法于五叶期研究了0(无盐胁迫,CK)、60 mmol·L-1(低盐)、120 mmol·L-1(中低盐)、180 mmol·L-1(中盐)、240mmol·L-1(高盐)NaCl胁迫后的叶片MDA、可溶性糖、甜菜碱和叶绿素含量的变化特征,为油菜耐盐性评价提供理论依据。结果显示:(1)叶片MDA含量在低盐和中低盐胁迫下降低且显著低于CK,在中盐和高盐胁迫下显著升高,并以品系2205含量最低且升幅最小,品系1423最高且升幅最大。(2)叶片可溶性糖含量在低盐和中低盐胁迫下减少(但2205在中低盐胁迫下显著高于CK),在中盐和高盐胁迫下升高且显著高于CK,并以品系2205含量最高增幅最大且显著高于品系487和1423,品系1423含量最低且增幅最小。(3)叶片甜菜碱含量随NaCl浓度升高增加,品系2205和487在中低以上盐浓度胁迫下显著升高,品系1423仅在高盐胁迫下显著升高,并以品系2205含量最高且增幅最大,1423含量最低且增幅最小。(4)叶片叶绿素含量在低盐和中低盐胁迫下显著增加,且以2205叶片叶绿素含量最高且增幅最大,但在中盐和高盐胁迫下显著减少,并以品系1423含量最低且降幅最高。研究表明,120mmol·L-1以下NaCl胁迫对油菜苗期生长可能有促进作用,180mmol·L-1以上NaCl胁迫则有明显抑制作用,且NaCl浓度越高油菜受伤害越重;油菜苗期生长阶段,NaCl胁迫浓度在120~180mmol·L-1时各生理指标发生显著变化,可能是鉴定耐盐性强弱的适宜浓度;综合分析认为,品系2205具有强的耐盐性,品系1423耐盐性最差,这与之前萌芽期和幼苗期鉴定结果一致。     

春性甘蓝型油菜BnFY34基因的克隆及序列分析

春性甘蓝型油菜杂交种由于发育期较长,极大地限制了该油菜在高寒地区的推广。为了从春性特早熟甘蓝型油菜中筛选出苗期和蕾期差异表达的基因,该研究以春性特早熟甘蓝型油菜为材料,利用cDNA-AFLP技术筛选出1个春性特早熟甘蓝型油菜苗期特异表达的基因片段,并采用RACE技术成功分离克隆了该基因,命名为BnFY34。通过对该基因的测序和生物信息学分析,发现该基因序列大小为455 bp,包含完整的开放阅读框(ORF),编码一个由71个氨基酸残基组成的蛋白,推测的蛋白质分子量为8.04 kD,理论等电点为10.25,其三级结构中含有3个α螺旋,不含β折叠。同时,将BnFY34基因与甘蓝型油菜基因组序列进行比对,结果显示BnFY34基因位于C4染色体上,由3个外显子和2个内含子组成。另外,通过对该基因与其他植物同源基因的亲缘关系进行了分析,结果表明BnFY34基因与芸薹属植物属于同一亚族,并且与甘蓝型油菜中已报到的未诠释基因XM_013837282.1的相似度达100%,其功能有待进一步研究。该研究结果对春油菜产量和品质的早熟转基因育种具有重要意义。     

人工合成甘蓝型油菜早期世代及其亲本对盐胁迫的生理响应

以白菜‘矮抗青’(基因组AA)和‘中花芥蓝’(基因组CC)及其人工合成异源四倍体甘蓝型油菜(AACC)的早期世代(F1~F4)为实验材料,采用水培方法分别比较它们在100、200mmol/L NaCl处理下的生理指标差异。结果表明:(1)在盐胁迫条件下,‘中花芥蓝’植株的生物量、脯氨酸和叶绿素含量、抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性均最低,而相对电导率、MDA含量则最高。在100mmol/L NaCl处理下,F2代植株的生物量、叶绿素含量、SOD活性最大,MDA含量最低;在200mmol/L NaCl处理下,F4代的生物量、叶绿素含量、POD活性最大,MDA含量最低。研究发现,亲本‘矮抗青’的耐盐特性高于亲本‘中花芥蓝’,它们的杂种后代(异源四倍体)遗传了AA基因组的耐盐特性,从而比二倍体亲本具有更强的抵御盐胁迫的能力。     

甘蓝型油菜BnTCP7基因的克隆和表达分析

该研究克隆获得了甘蓝型油菜预测转录因子TCP7-like同源编码基因,命名为BnTCP7,与甘蓝型油菜TCP7-like NC_027757基因的核苷酸序列相似性为95.68%。BnTCP7基因开放阅读框全长为648bp,编码215个氨基酸。BnTCP7氨基酸序列与十字花科(Brassicaceae)中其他19条TCP7或者TCP7-like氨基酸序列比对发现,BnTCP7与芸薹属和萝卜属等TCP7同源蛋白具有很强的相似性和保守性,尤其在靠近N端的TCP保守结构域,具有典型的螺旋-环-螺旋结构,且BnTCP7属于TCP家族Ⅰ类,为亲水性不稳定蛋白。通过BnTCP7和拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtTCP7(NC_003076)蛋白的二级和三级结构在线预测比对分析,进一步证实BnTCP7具有TCP家族典型结构。进化树分析表明,BnTCP7蛋白与甘蓝型油菜TCP7-like NC_027757蛋白聚在同一分支,两者亲缘关系最近。利用转录组数据对不同时期不同器官BnTCP7基因表达模式分析发现,其表达量呈现一定差异性,其中营养器官中的表达量高于生殖器官。非生物胁迫及激素处理对甘蓝型油菜幼苗植株中BnTCP7基因的表达影响分析发现,BnTCP7基因不仅响应了冷、热、损伤等非生物胁迫,而且参与了ABA和GA3激素的信号转导,表明BnTCP7基因在植物维持正常生长发育和逆境胁迫中可能发挥重要作用。     

基于BSA-seq法的油菜野芥胞质雄性不育恢复基因的分析

细胞质雄性不育是利用杂种优势创制油菜杂交种的重要途径之一。而恢复系的选育及恢复基因的研究有利于提高细胞质雄性不育系的应用价值。该研究以甘蓝型油菜细胞质雄性不育系1193A和恢复系15-R1为亲本,以F_2群体构建了2个极端性状混池,采用BSA-seq技术方法,对恢复基因进行定位分析。结果表明:(1)不育系1193A与恢复系15-R1之间共获得非同义突变的SNPs共33 883个,混池间共有7 996个非同义编码突变。(2)InDel检测与注释结果表明,亲本间引起移码突变的有2 918个,混池间引起移码突变的有840个。(3)综合SNP和InDel的关联分析结果,将恢复基因定位于C09染色体上的0～880000区域,总长度为880 kb。(4)对候选区域的SNP和InDel注释发现,亲本间存在非同义突变的SNP共40个,混池间存在非同义突变的SNP共65个,亲本间存在移码突变的InDel共7个,混池间存在移码突变的InDel共11个;对候选区间内的编码基因进行注释,结果共注释到162个基因,其中存在非同义突变基因11个,移码突变基因5个,这些基因可能与育性恢复有关。     

Self-cloning in the cyanobacterium Anacystis nidulans R2: Fate of a cloned gene after reintroduction

Functional analysis of cloned genes often makes use of complementation after introducing these genes into cells of a mutant strain. Problems with this self-cloning step in the cyanobacterium Anacystis nidulans R2 have been encountered, which were mainly due to recombinational instability of gene and vector after transformation. Therefore, conditions determining the exchange of material between chromosome, insert and plasmids were studied to achieve the necessary stability. The fate of plasmid pME1, containing a wild-type methionine gene from A. nidulans R2, was investigated after its introduction into a Tn901-induced methionine mutant strain as recipient, so that the mutant chromosomal gene could be distinguished from the plasmid-borne wild-type copy. Two different recipients were constructed, one containing and one lacking the resident plasmid pCH1, which is a derivative of the indigenous small plasmid pUH24. When using the pCH1-free strain and with combined selection for both wild-type gene and vector, the original configuration of the genes in chromosome and vector was retained in the majority of the transformed cells, while the remaining transformants were reciprocal recombinants; under conditions of single selection mainly nonreciprocal recombination or loss of the vector was observed. When the recipient strain contained pCH1 additional recombinational events took place. The results show that under appropriate conditions a chromosomal gene cloned on a plasmid vector can be stably maintained in a majority of the transformants, thus making self-cloning experiments feasible in A. nidulans R2. On the other hand, the introduction of foreign DNA into the chromosome can be achieved by deliberately exploiting recombination between chromosome and plasmid.     

无机氮供应对甘蓝型油菜组培苗盐耐受能力的影响

该研究以甘蓝型油菜组培苗为材料,使用硝酸钠来提供唯一氮源和盐胁迫条件,测定甘蓝型油菜组培苗的生物量、叶绿素含量和叶片稳定碳同位素值,通过稳定碳同位素值评估甘蓝型油菜组培苗的自养能力,并基于自养能力研究甘蓝型油菜组培苗的无机氮供应与盐耐受能力的关系。结果表明：（1）供应40 mmol·L^-1硝态氮能消除轻度盐胁迫的不利影响,供应80 mmol·L^-1硝态氮能有效缓减中度盐胁迫的不利影响,但在重度盐胁迫条件下,即使供应过量的无机氮,甘蓝型油菜组培苗的生长仍然受到显著的抑制。（2）甘蓝型油菜组培苗的叶绿素含量随盐胁迫程度的增加而逐渐降低。（3）甘蓝型油菜组培苗的自养能力在轻度盐胁迫时达到最大,但盐胁迫程度的加剧会显著降低甘蓝型油菜组培苗的自养能力。由此可知,当植物的无机氮需求得到满足后,自养能力的强弱将决定植物的盐耐受能力,而过量的无机氮供应不能提高重度盐胁迫条件下植物的自养能力。     

甘蓝型油菜BnaCIPK15基因的表达分析与功能鉴定

CBL-CIPK是高等植物中广泛存在的一类解析Ca~(2+)信号的蛋白。该研究在前期工作基础上,对甘蓝型油菜(Brassica napus L.)的BnaCIPK15基因进行了亚细胞定位、双分子荧光互补(BiFC)、酵母双杂交和qRT-PCR检测等一系列分析,以探究BnaCIPK15蛋白在ABA激素响应中的作用。结果显示:(1)亚细胞定位发现,BnaCIPK15蛋白定位于细胞质和细胞核中; BiFC分析发现,BnaCIPK15蛋白与BnaCBL1/3/4/9蛋白之间的互作较强,与BnaCBL10仅有微弱互作。(2)qRT-PCR检测发现,BnaCIPK15基因受ABA和冷胁迫的诱导极显著上调表达,而对百草枯(Paraquat)、活性氧(H_2O_2)和热胁迫的诱导较弱,表明BnaCIPK15基因很可能参与ABA和冷胁迫的调控过程。(3)酵母滴定实验结果显示,BnaCIPK15蛋白与脱落酸(ABA)信号通路中的BnaHAB1蛋白(属于蛋白磷酸酶PP2C家族)存在明显的互作,而与BnaABFs/AREB3/ABI5转录因子无明显互作;BiFC验证显示,BnaCIPK15与BnaHAB1蛋白之间存在互作信号,而BnaCIPK15与BnaHAB2组合没有观察到信号,证明BnaCIPK15与BnaHAB1磷酸酶具有特异互作特征,推测BnaCIPK15可能参与调控ABA信号转导。研究认为,甘蓝型油菜中可能存在基于BnaCIPK15-BnaHAB1的互作模块,并参与ABA的信号转导和网络调控。     

Genetic transformation of oilseed rape (Brassica napus) by the Ri T-DNA of Agrobacterium rhizogenes and analysis of inheritance of the transformed phenotype

Summary Genetically transformed repeseed (Brassica napus) roots were obtained by in vitro inoculation of excised stem segments with Agrobacterium rhizogenes. Axenic root organ clones were established and they exhibited a phenotype characteristic of transformed roots: rapid growth, reduced apical dominance and root plagiotropism. Stem regeneration was induced by exposing root fragments to 2,4-dichloroacetic acid (2,4-D) in liquid medium, followed by transfer to solid regeneration medium. The resulting plants exhibited the transformed phenotype observed in other species where similar experiments have been performed. Direct evidence for genetic transformation was obtained from opine assays and molecular hybridization. Sexual transmission of the transformed phenotype was Mendelian, and a probable case of T-DNA insertion into two independent loci within the same plant was detected. The estimated optimal time necessary to obtain transformed oilseed rape plants using this approach is 2 months.     

Somatic transfer of cytoplasmic traits in Brassica napus L. by haploid protoplast fusion

Summary Fusions between protoplasts from haploid cytoplasmic atrazine resistant (CATR) and haploid cytoplasmic male sterile (CMS) Brassica napus plants were used to produce a diploid CMS/CATR cybrid. The hybrid nature of the cytoplasm was confirmed by comparing the EcoRI restriction fragment patterns of chloroplast and mitochondrial DNA from the cybrid with the parental patterns. The advantages of using haploid protoplasts for fusion experiments as well as the utilization of the CMS/CATR cybrid for hybrid seed production are discussed.     

甘蓝型油菜BnCYP79B1基因的克隆与表达

硫苷是十字花科植物的一种次生代谢产物,其合成途径受细胞色素P450的CYP79家族蛋白的调控,该实验采用同源克隆技术在甘蓝型油菜中克隆到了CYP79B1基因,命名为BnCYP79B1(GenBank登录号为JX535391.1)。BnCYP79B1基因cDNA全长1 625bp,编码一个含有541个氨基酸、理论等电点为8.88。序列对比结果显示,BnCYP79B1与花椰菜CYP79B1在DNA序列上的相似性为98.83%,推测蛋白氨基酸序列的相似性为99.26%。通过不同时期不同部位BnCYP79B1基因表达量的分析,发现BnCYP79B1基因在高秆高硫苷品系的根中表达量较高,而对矮秆高硫苷品系则是叶中表达量较高。在BnCYP79B1表达总量上,高秆品系较矮秆品系高,高硫苷品系较低硫苷品系高。     

甘蓝型油菜羧基转移酶α亚基全长cDNA的克隆及在大肠杆菌中表达

通过分析拟南芥与大豆的羧基转移酶α亚基的cDNA序列,运用RT-PCR、RACE和基因组步行(Genome walking)三种技术进行组合克隆,首次从油菜开花后20～29天的幼胚中,克隆到质体定位的羧基转移酶α亚基的全长cDNA.同源性分析表明,其开放阅读框(ORF)编码的氨基酸序列与拟南芥、大豆的羧基转移酶α亚基的同源性分别为85%、59%.将此cDNA去除叶绿体转运肽编码序列的成熟肽编码序列,克隆到表达载体pHBM625上,蛋白质印迹分析,它在大肠杆菌中成功表达.     

甘蓝型油菜抗茎倒材料的筛选与候选基因挖掘

该研究采用茎秆抗折力指标评价了200份甘蓝型油菜种质资源抗茎倒伏能力,据此筛选出极端抗茎倒材料和不抗茎倒材料各1份,随后测定了2份材料成熟期茎秆的理化组分含量,并对2份极端抗茎倒差异材料蕾苔期、盛花期茎秆进行转录组测序分析,为甘蓝型油菜抗茎倒伏的遗传改良奠定基础。结果表明:(1)200份甘蓝型油菜种质资源的茎秆抗折力和茎粗均为正态分布,均属于数量遗传性状,并依据茎秆抗折力和农艺性状筛选出生育期相近,株型相似,茎秆粗度差异不显著,但茎秆抗折力差异显著的极端不抗茎倒材料GY172和抗茎倒材料GY199。(2)GY199的韧皮部比GY172更加致密,而GY172成熟期茎秆中的半纤维素、木质素、中性洗涤纤维及总可溶性糖含量均显著高于GY199,而其纤维素含量极显著低于GY199,即成熟期茎秆纤维素含量与这2个材料的茎秆抗折力呈正相关。(3)蕾苔期、盛花期茎秆转录组测序发现,碳代谢、碳固定、磷酸戊糖途径、氨基酸的生物合成、糖酵解/糖异生等途径的14个基因(BnaA10G0056100ZS、BnaC08G0455100ZS、BnaA08G0262400ZS、BnaC08G0239700ZS、BnaA07G0362300ZS、BnaC02G0081300ZS、BnaC04G0273000ZS等)以及纤维素合成相关的9个基因(BnaA05G0152200ZS、BnaA01G0411100ZS、BnaA03G0018900ZS、BnaA03G0037800ZS等)在抗茎倒材料GY199中显著上调表达,这些基因可能参与调控了茎秆强度性状,可作为油菜抗茎倒候选基因。     

外源甲醇对油菜种子萌发和幼苗生长的影响

以中国南、北2个主要栽培品种‘玉油二号’和‘秦油二号’油菜种子为供试材料,采用溶液培养方法研究了0~2 000mmol·L-1甲醇溶液处理下,油菜种子萌发、幼苗生长特征及其相关生理生化指标的变化。结果表明:(1)10~1 000mmol·L-1甲醇处理的油菜种子萌发指标(发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数)和幼苗生长指标(幼芽及幼根长度、鲜重、根冠比)均比对照显著增加,而甲醇溶液浓度为2 000mmol·L-1时油菜种子萌发和幼苗生长受到显著抑制;两个油菜品种种子萌发和幼苗生长在甲醇溶液处理下均表现为相同的变化趋势,但也存在品种的差异,‘秦油二号’生长受影响程度低于‘玉油二号’。(2)随着甲醇溶液浓度的增加,油菜种子萌发指标和幼苗生长指标表现出先增加后降低的趋势,并在甲醇溶液浓度为100mmol·L-1时均达到最大值,继续高于此浓度后促进作用即减弱以至消失,甚至产生抑制作用。(3)随着甲醇处理溶液浓度的增加,油菜幼苗叶片的叶绿素含量呈先增后降的趋势,而同期叶片的MDA和过氧化氢含量却呈先降后升的相反趋势,且均在相同的100mmol·L-1浓度下分别达到最大或者最低值。研究认为,适宜浓度的甲醇溶液能够促进油菜种子萌发和幼苗生长。     

Time and substrate dependent exudation of carboxylates by Lupinus albus L. and Brassica napus L.

Root exudates influence significantly physical, chemical and biological characteristics of rhizosphere soil. Their qualitative and quantitative composition is affected by environmental factors such as pH, soil type, oxygen status, light intensity, soil temperature, plant growth, nutrient availability and microorganisms. The aim of the present study was to assess the influence of growth substrate and plant age on the release of carboxylates from Lupinus albus L. and Brassica napus L.Both plant species were studied in continuously percolated microcosms filled with either sand, soil or sand + soil (1:1) mixture. Soil solution was collected every week at 7, 14, 21, 28 and 35 days after planting (DAP). Carboxylate concentrations were determined by reversed-phase liquid chromatography - electrospray ionization - time of flight mass spectrometry (LC-ESI-TOFMS).Oxalate, citrate, succinate, malate and maleate were detected in soil solutions of both plant species. Their concentrations were correlated with the physiological status of the plant and the growth substrate. Oxalate was the predominant carboxylate detected within the soil solution of B. napus plants while oxalate and citrate were the predominant ones found in the soil solutions of L. albus plants.The sampling determination of carboxylates released by plant roots with continuous percolation systems seems to be promising as it is a non-destructive method and allows sampling and determination of soluble low molecular weight organic compounds derived from root exudation as well as the concentration of soluble nutrients, which both might reflect the nutritional status of plants.