專(zhuān)利名稱(chēng)：一種動(dòng)態(tài)檢測(cè)組培苗蒸騰速率和水分利用率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種動(dòng)態(tài)檢測(cè)組培苗蒸騰速率和水分利用率的方法，屬于植物生物技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
植物經(jīng)常處于吸水和失水的動(dòng)態(tài)平衡之中。植物一方面從生長(zhǎng)基質(zhì)中吸收水分， 另ー方面又向大氣中蒸發(fā)水分。陸生植物在一生中耗水量很大。據(jù)估算，ー株玉米一生需耗水200 kg以上。其中只有極少數(shù)(約占1.5% 洲)水分是用于體內(nèi)物質(zhì)代謝，絕大多數(shù)都散失到體外。其散失的方式，除了少量的水分以液體狀態(tài)通過(guò)吐水的方式散失外，大部分水分則以氣態(tài)、即以蒸騰作用的方式散失。所謂蒸騰作用是指植物體內(nèi)的水分以氣態(tài)散失到大氣中去的過(guò)程。與一般的蒸發(fā)不同，蒸騰作用是ー個(gè)生理過(guò)程，受到植物體結(jié)構(gòu)和氣孔行為的調(diào)節(jié)。蒸騰作用消耗水分，這對(duì)陸生植物來(lái)說(shuō)是不可避免的，它既會(huì)引起水分虧缺，破壞植物的水分平衡，甚至引起禍害，但同吋，它又對(duì)植物的生命活動(dòng)具有重要的意義。蒸騰作用的正常進(jìn)行有利于(X)2的同化；蒸騰作用產(chǎn)生的蒸騰拉カ是植物被動(dòng)吸水與轉(zhuǎn)運(yùn)水分的主要?jiǎng)恿ΑＶ参镌诎l(fā)生蒸騰作用吋，基質(zhì)中的礦質(zhì)鹽類(lèi)和根系合成的物質(zhì)可隨著水分的吸收和集流而被運(yùn)輸和分布到植物體各部分去。蒸騰作用還能降低植物體的溫度。植物組織培養(yǎng)是指在控制的環(huán)境條件下，在人工配制的培養(yǎng)基中，將離體的植物細(xì)胞、組織或器官進(jìn)行培養(yǎng)發(fā)育再生成完整植株的技術(shù)。在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中，組培苗的生長(zhǎng)方式有三種一種是小植株靠光合作用進(jìn)行自養(yǎng)生長(zhǎng)；二是小植株靠培養(yǎng)基中的糖進(jìn)行異養(yǎng)生長(zhǎng)；三是小植株既靠培養(yǎng)基中的糖又靠人工光照，同時(shí)進(jìn)行異養(yǎng)和自養(yǎng)的兼養(yǎng)生長(zhǎng)?，F(xiàn)在常規(guī)的組織培養(yǎng)快繁技術(shù)大多數(shù)是以第三種方式進(jìn)行。組培苗的光合能力的大小影響著植株的生長(zhǎng)、發(fā)育和分化。而小植株在進(jìn)行光合作用的過(guò)程中，也必須和周?chē)h(huán)境發(fā)生氣體交換；在氣體交換的同吋，又會(huì)引起植物大量丟失水分。因此組培苗的蒸騰作用的大小也與組培苗的自養(yǎng)能力有關(guān)，測(cè)定組培苗的蒸騰速率和水分利用率，不僅為探討組培苗的生長(zhǎng)規(guī)律提供了重要的理論價(jià)值，同時(shí)還可以為培養(yǎng)基的選擇、激素的配比、培養(yǎng)環(huán)境的控制、組培苗的轉(zhuǎn)接時(shí)間的選擇以及馴化提供科學(xué)依據(jù)。目前，測(cè)定大田植物的蒸騰速率的常用方法有以下幾種
1.植物離體部分的快速稱(chēng)重法。切取植物體的一部分(葉、苗、枝或整個(gè)地上部分)迅速稱(chēng)重，2 ;3min后再次稱(chēng)重，兩次重量差即為單位時(shí)間內(nèi)的蒸騰失水量。這個(gè)方法的依據(jù)是植物離體部分在切割后開(kāi)始的2 5min內(nèi)，原有的蒸騰速率無(wú)多大改變。稱(chēng)重時(shí)可采用扭カ天平或電子分析天平。2.測(cè)量重量法。把植株栽在容器中，莖葉外露進(jìn)行蒸騰作用，容器ロ適當(dāng)密封，使容器內(nèi)的水分不發(fā)生散失。在一定間隔的時(shí)間里，用電子天平稱(chēng)得容器及植株重量的變化， 就可以得到蒸騰速率。3.量計(jì)測(cè)定法。這是ー種適合于田間條件下測(cè)定瞬時(shí)蒸騰速率的方法，主要是應(yīng)用靈敏的濕度敏感元件測(cè)定蒸騰室內(nèi)的空氣相對(duì)濕度的短期變化，當(dāng)植物的枝、葉或整株植物放入蒸騰室后，在第一個(gè)30s內(nèi)每隔IOs測(cè)定一次室內(nèi)的濕度。蒸騰速率是由絕對(duì)濕度增加而得到的，而絕對(duì)濕度是由相対濕度的變化速率和同一時(shí)刻的空氣溫度計(jì)算出來(lái)的。 近年來(lái)，有ー種穩(wěn)態(tài)氣孔計(jì)，其透明小室的直徑僅1 2cm，將葉片夾在小室間，在微電腦控制下向小室內(nèi)通入干燥空氣，流速恰好能使小室內(nèi)的濕度保持恒定，然后可根據(jù)干燥空氣流量的大小計(jì)算出蒸騰速率。4.紅外線(xiàn)分析儀測(cè)定法。紅外線(xiàn)對(duì)雙元素組成的氣體有強(qiáng)烈的吸收能力，H2O是雙元素(H和0)組成，因此，用紅外線(xiàn)分析儀(IRGA)可測(cè)定水的濃度，即濕度，并用來(lái)計(jì)算蒸騰速率。這種儀器如Li-6400便攜式光合儀是測(cè)定兩種空氣流中水濃度(絕對(duì)濕度)的差值，且可以作兩種類(lèi)型的測(cè)量一是絕對(duì)測(cè)量，即測(cè)定蒸騰室中水蒸氣濃度與封閉在參比管內(nèi)的隋性氣體或含有已知濃度的水蒸氣的濃度的差值。ニ是相對(duì)測(cè)量，即測(cè)定流入蒸騰室前和流出蒸騰室后的兩種水蒸氣濃度間的差值。 ]以上諸多方法需要與葉片進(jìn)行接觸才能進(jìn)行測(cè)定。對(duì)于常規(guī)小容器培養(yǎng)的組培苗來(lái)說(shuō)，顯然是不合適的，即使將容器設(shè)置較大，儀器能接觸到組培苗小植株葉片，這一方面不僅會(huì)破壞植株生長(zhǎng)的無(wú)菌封閉環(huán)境，同時(shí)也不能長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)地檢測(cè)組培苗生長(zhǎng)過(guò)程中的蒸騰作用和水分利用率。目前，國(guó)內(nèi)外還未見(jiàn)對(duì)組織培養(yǎng)過(guò)程中植株的蒸騰作用和水分利用率進(jìn)行動(dòng)態(tài)無(wú)菌檢測(cè)的報(bào)道。常規(guī)組織培養(yǎng)過(guò)程中，接有組培苗的培養(yǎng)瓶的質(zhì)量會(huì)隨著培養(yǎng)時(shí)間的變化而變化。這種變化主要是三個(gè)方面。一、蒸騰作用的散失；ニ、培養(yǎng)基中的水分的損失；三、小植株生物量的増加。因此，可以通過(guò)各個(gè)培養(yǎng)期間培養(yǎng)基中的水分的損失、組培苗生長(zhǎng)量的變化以及接有組培苗的培養(yǎng)瓶的質(zhì)量的變化來(lái)無(wú)菌、動(dòng)態(tài)獲取蒸騰速率，通過(guò)蒸騰速率和組培苗生長(zhǎng)量的變化來(lái)獲取水分利用率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種無(wú)菌、動(dòng)態(tài)且長(zhǎng)期檢測(cè)組培苗蒸騰速率和水分利用率的方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明動(dòng)態(tài)檢測(cè)組培苗蒸騰速率的方法的技術(shù)方案是采用以下步驟
(1)分別稱(chēng)量含轉(zhuǎn)接、天的被考察的組培苗培養(yǎng)瓶質(zhì)量MPtci以及裝有同體積培養(yǎng)基的無(wú)組培苗空白培養(yǎng)瓶的質(zhì)量MNtci,檢測(cè)組培苗生物量Mtci，將接有被考察的組培苗培養(yǎng)瓶與裝有同體積培養(yǎng)基的無(wú)組培苗空白培養(yǎng)瓶放在同樣的培養(yǎng)條件下培養(yǎng)，到ん天后，再分別稱(chēng)量所述被考察的組培苗培養(yǎng)瓶質(zhì)量MPt1以及所述無(wú)組培苗空白培養(yǎng)瓶的質(zhì)量MNt1,同時(shí)檢測(cè)組培苗此時(shí)的生物量Mt1 ；
(2)通過(guò)公式TPtcTt1=MPt0 - MPt1 +匪tQ - ^t1 - Mt0 + Mt1計(jì)算出被考察的組培苗在時(shí)間段的蒸騰失水量TPtft”再以同樣的方法依次得到被考察的組培苗在 to-t2、to-t3........to-t 時(shí)間段的蒸騰失水量 TPtQ-t2、TPtQ-t3、……、TPtQ-tn ；
(3)構(gòu)建蒸騰失水量TP與培養(yǎng)時(shí)間t的關(guān)系模型為T(mén)I^At+B以及構(gòu)建組培苗生物量M與培養(yǎng)時(shí)間t的關(guān)系模型為
權(quán)利要求
1. 一種動(dòng)態(tài)檢測(cè)組培苗蒸騰速率的方法，其特征是采用如下步驟(1)分別稱(chēng)量含轉(zhuǎn)接、天的被考察的組培苗培養(yǎng)瓶質(zhì)量MPtci以及裝有同體積培養(yǎng)基的無(wú)組培苗空白培養(yǎng)瓶的質(zhì)量MNtci,檢測(cè)組培苗生物量Mtci，將接有被考察的組培苗培養(yǎng)瓶與裝有同體積培養(yǎng)基的無(wú)組培苗空白培養(yǎng)瓶放在同樣的培養(yǎng)條件下培養(yǎng)，到ん天后，再分別稱(chēng)量所述被考察的組培苗培養(yǎng)瓶質(zhì)量MPt1以及所述無(wú)組培苗空白培養(yǎng)瓶的質(zhì)量MNt1,同時(shí)檢測(cè)組培苗此時(shí)的生物量Mt1 ；(2)通過(guò)公式TPtcTt1=MPt0 - MPt1 +匪tQ - ^t1 - Mt0 + Mt1計(jì)算出被考察的組培苗在時(shí)間段的蒸騰失水量TPtft”再以同樣的方法依次得到被考察的組培苗在 t0-t2、to-t3,.......I0-I41 時(shí)間段的蒸騰失水量 TPtQ-t2、TPtQ-t3、……、TPtQ-tn ；(3)構(gòu)建蒸騰失水量TP與培養(yǎng)時(shí)間t的關(guān)系模型為
2. 一種動(dòng)態(tài)檢測(cè)組培苗水分利用率的方法，其特征是采用如下步驟(1)分別稱(chēng)量含轉(zhuǎn)接、天的被考察的組培苗培養(yǎng)瓶質(zhì)量MPtci以及裝有同體積培養(yǎng)基的無(wú)組培苗空白培養(yǎng)瓶的質(zhì)量MNtci,檢測(cè)組培苗生物量Mtci，將接有被考察的組培苗培養(yǎng)瓶與裝有同體積培養(yǎng)基的無(wú)組培苗空白培養(yǎng)瓶放在同樣的培養(yǎng)條件下培養(yǎng)，到ん天后，再分別稱(chēng)量所述被考察的組培苗培養(yǎng)瓶質(zhì)量MPt1以及所述無(wú)組培苗空白培養(yǎng)瓶的質(zhì)量MNt1,同時(shí)檢測(cè)組培苗此時(shí)的生物量Mt1 ；(2)通過(guò)公式TPtcTt1=MPt0 - MPt1 +匪tQ - ^t1 - Mt0 + Mt1計(jì)算出被考察的組培苗在時(shí)間段的蒸騰失水量TPtft”再以同樣的方法依次得到被考察的組培苗在 to-t2、......、to-ら時(shí)間段的蒸騰失水量 TPtQ-t2、TPt0-t3> ……、TPtQ-tn ；(3)構(gòu)建蒸騰失水量TP與培養(yǎng)時(shí)間t的關(guān)系模型為T(mén)f+bAH+B以及構(gòu)建組培苗生物量M與培養(yǎng)時(shí)間t的關(guān)系模型為M -λ ,十レ.ル.+〒ア，A，B均為擬合參數(shù)，M0是對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的起始期組培苗的生物量，a是組培苗的生物量的最大生長(zhǎng)量，b是擬合參數(shù)中的指數(shù)項(xiàng)，T0是在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)量一半時(shí)的時(shí)間；-"!··,11’ J ■、(4)構(gòu)建組培苗生物量M與蒸騰失水量TP的關(guān)系模型是Ki ^, m, η分別為擬合參數(shù)；(5)求所述mニ的一階導(dǎo)數(shù)方程得到M ニ ^,,,再根據(jù)則任意時(shí)間段、的水分利用率
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種動(dòng)態(tài)檢測(cè)組培苗蒸騰速率和水分利用率的方法，先分別稱(chēng)量含轉(zhuǎn)接的組培苗培養(yǎng)瓶質(zhì)量及裝有同體積培養(yǎng)基的無(wú)組培苗空白培養(yǎng)瓶的質(zhì)量，檢測(cè)組培苗生物量，將接有組培苗培養(yǎng)瓶與裝有同體積培養(yǎng)基的無(wú)組培苗空白培養(yǎng)瓶放在同樣培養(yǎng)條件下培養(yǎng)后再分別稱(chēng)量，同時(shí)檢測(cè)組培苗此時(shí)的生物量；然后計(jì)算出組培苗的蒸騰失水量，分別構(gòu)建蒸騰失水量與培養(yǎng)時(shí)間的關(guān)系模型、組培苗生物量與培養(yǎng)時(shí)間的關(guān)系模型及組培苗生物量與蒸騰失水量的關(guān)系模型，最后計(jì)算出培養(yǎng)期間任一時(shí)間的組培苗的蒸騰速率及水分利用率；本發(fā)明無(wú)需直接接觸培養(yǎng)基中小植株的葉片，可以無(wú)菌、動(dòng)態(tài)測(cè)定植物組織培養(yǎng)過(guò)程中組培苗的蒸騰速率及水分利用率的變化。
文檔編號(hào)A01G7/00GK102550310SQ20121000999
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月13日
發(fā)明者付為國(guó), 吳沿友, 龐靜, 徐紅成, 朱詠莉, 李萍萍, 毛罕平, 趙寬, 趙玉國(guó), 陳迎 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)