近期，深圳北理莫斯科大学人工智能研究院何田依依副教授联合新加坡国立大学Eunyoung Chae与Chengkuo Lee教授在国际顶级期刊《Nature Communications》发表题为"Epidermal electronic-tattoo for plant immune response monitoring"的论文 （DOI: 10.1038/s41467-025-58584-x）。何田依依副教授为唯一第一作者。
植物病害对全球农业构成严峻挑战，据联合国粮农组织（FAO）统计，其导致的年经济损失高达2200亿美元，严重威胁粮食安全。植物免疫作为抵御病害的核心机制，其实时动态监测对精准农业干预和基础机制研究具有双重价值。然而，现有监测技术面临双重困境：在分子层面，虽然转录组学、蛋白质组学和代谢组学等技术已解析了大量免疫信号通路，但这些方法依赖破坏性采样，无法捕捉免疫响应的时空动态特征；在表型层面，传统监测手段受限于时空分辨率不足、侵入性操作和物种适用性窄等问题，难以实现原位无损监测。
针对植物免疫反应的无损、连续、高时空分辨率监测需求，何田依依副教授团队突破性地开发了一种适用于多类型植物的超薄（<100 nm）、无基底、高导电率电子皮肤传感器，通过电阻抗谱（EIS）技术实现了植物免疫响应的无创实时监测。该电子皮肤凭借优异的生物相容性和超薄柔性特性，可完美贴合叶片表面，实现稳定可靠的生物阻抗信号采集。其超薄、透气、透光的设计确保了与植物生理的高度兼容性，并通过多项实验验证，在长达一个月的贴合过程中未影响植物正常生长和光合作用，实现了活体植物连续24小时以上的高精度EIS监测，突破了现有监测手段的时空分辨率限制。在转基因拟南芥活体实验中，该传感系统成功实现了连续24小时以上的免疫动态监测，并在免疫诱导后3小时内即检测到NLR受体介导的急性免疫响应，显著早于可视症状的出现。通过RNA测序和离子渗漏实验证实，EIS数据与免疫激活的分子及生理变化高度吻合。这项技术突破了传统检测方法的局限，为植物免疫机制研究提供了全新的实时监测工具，在精准农业和植物健康管理领域具有重要应用前景。 该项工作也为柔性电子在复杂生物体系中的应用拓展了新范式，推动了植物电子学这一新兴交叉学科的发展。
文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-58584-x
