植物根系分泌物發(fā)生及收集裝置及其收集方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種植物根系分泌物發(fā)生及收集裝置及其使用方法，包括植物生長(zhǎng)器，根系生長(zhǎng)引導(dǎo)裝置和根系洗脫及分泌物收集裝置，根系生長(zhǎng)引導(dǎo)裝置由網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和一個(gè)塑料隔板組成。本方法為在自然條件下，不擾動(dòng)根系生長(zhǎng)，不破壞根際環(huán)境，土壤脅迫過(guò)程中植物根系分泌物的收集方法，包括無(wú)外界干擾條件下單一病原菌侵染后，根系分泌物的有效表達(dá)，監(jiān)測(cè)根際病原菌侵染后根系分泌物的變化。
【專利說(shuō)明】
植物根系分泌物發(fā)生及收集裝置及其收集方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及植物保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種植物根系分泌物發(fā)生及收集裝置及 其收集方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，根系作為植物與土壤的接觸部分，不僅從土壤中吸收水 分和養(yǎng)分，而且通過(guò)根分泌的方式向根周圍釋放一些無(wú)機(jī)離子和有機(jī)化合物，這些物質(zhì)統(tǒng) 稱為根系分泌物。有大量研究表明，根系分泌物影響到土壤生物學(xué)環(huán)境變化和化感作用，不 同作物對(duì)土壤微生物群落影響不同。作物通過(guò)根系分泌物在土壤微生物群落中起著重要的 作用，不同作物根系分泌物的成分含量不同，同種作物受病原菌侵染后根系分泌物的成分 含量不同，從而改變了土壤微生物群落的生長(zhǎng)代謝。
[0003] 目前，收集植物根系分泌物一般采用溶液收集法，及將植物生長(zhǎng)在營(yíng)養(yǎng)液或營(yíng)養(yǎng) 土中，轉(zhuǎn)入處理溶液中，處理一段時(shí)間后，收集處理溶液即為根系分泌物。這一方法存在的 缺點(diǎn)是:生長(zhǎng)在營(yíng)養(yǎng)液或營(yíng)養(yǎng)土中的植物取出后缺少自然條件選擇，無(wú)土壤脅迫很難反應(yīng) 土壤條件下根系分泌的實(shí)際情況，這是因?yàn)橥寥莱煞謴?fù)雜、養(yǎng)分存在形式多樣化，如中國(guó)專 利CN102636373A，CN204630769U，20052023038 · 7;中國(guó)專利200610123460 · 9公布了 一種土 培植物根系分泌物收集方法，其缺點(diǎn)在于1.根系通過(guò)處選用的聚四氟乙烯薄膜質(zhì)地堅(jiān)硬， 根系較難通過(guò)，2.用過(guò)多溶液洗滌，溶液中一些有機(jī)酸、無(wú)機(jī)離子、陽(yáng)離子、陰離子等活潑離 子容易與根系分泌物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，影響試驗(yàn)結(jié)果，3. 土壤中的礦物質(zhì)及微生物組成隨水流 到收集箱中，4.若進(jìn)行病原菌侵染試驗(yàn)，試驗(yàn)條件難以實(shí)現(xiàn)無(wú)菌操作，不能保證病原菌純 度。與中國(guó)專利201110004588.4相比，本專利主體材質(zhì)選用聚四氟乙烯，能耐高溫高壓，用 于培養(yǎng)前滅菌;在植株移入植物生長(zhǎng)器前，將根系生長(zhǎng)引導(dǎo)裝置上倒?jié)M瓊脂或營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基 用于真菌或細(xì)菌繁殖，以便于病原菌感染植株后根系分泌物的收集。
[0004] 因此，尋找一種在自然條件下，土壤脅迫過(guò)程中植物根系分泌物的收集方法很重 要。包括無(wú)外界干擾條件下單一病原菌侵染過(guò)程后，根系分泌物的有效表達(dá)。研究出不擾動(dòng) 根系生長(zhǎng)，不破壞根際環(huán)境，監(jiān)測(cè)根際病原菌侵染后根系分泌物的變化，有效收集根系分泌 物的方法及裝置具有重要意義。目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于這種根系分泌物的收集方法及裝置還未 見(jiàn)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種不擾動(dòng)根系生長(zhǎng)、不破壞根際環(huán)境、隨時(shí) 監(jiān)測(cè)根際病原菌侵染后根系分泌物變化的裝置及方法，目的在于克服現(xiàn)有方法中根系易腐 爛、易受微生物污染、取樣易傷害根系、不能連續(xù)取樣等弊端，提供一種在自然條件下，土壤 脅迫過(guò)程中可連續(xù)取樣的植物根系分泌物收集方法。包括無(wú)外界干擾條件下病原菌侵染 后，根系分泌物的有效表達(dá)。
[0006] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種植物根系分泌物發(fā)生及收集裝置，其包 括植物生長(zhǎng)器，根系生長(zhǎng)引導(dǎo)裝置和根系洗脫及分泌物收集裝置，所述植物生長(zhǎng)器裝入營(yíng) 養(yǎng)土供待測(cè)植株定植及營(yíng)養(yǎng)供給。
[0007] 其中，所述根系生長(zhǎng)引導(dǎo)裝置由網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和塑料隔板組成，所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)孔徑大 小為0=lcm，塑料隔板為與所述植物生長(zhǎng)器底部匹配的塑料隔板。
[0008] 其中，所述植物生長(zhǎng)器與根系生長(zhǎng)引導(dǎo)裝置連接后，收集植物根系分泌物時(shí)，網(wǎng)狀 結(jié)構(gòu)上為〇 . 5cm厚瓊脂；收集真菌或細(xì)菌侵染植物后其根系分泌物時(shí)，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上為接菌 0 · 5cm厚培養(yǎng)基(燕麥，PDA，或NA等）。
[0009] 其中，所述營(yíng)養(yǎng)土需進(jìn)行高溫高壓滅菌，具體條件為120°c滅菌20min。
[0010] 其中，所述植物根系分泌物發(fā)生及收集裝置也需要高溫滅菌具體條件為120°C滅 菌20min〇
[0011] 其中，所述根系洗脫及分泌物收集裝置配有500mL和200mL兩個(gè)型號(hào)收集器，收集 根系發(fā)達(dá)的植物如玉米或較大植物用500mL收集器，收集苗期作物用200mL，根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況 選擇不同收集器。根系洗脫及分泌物收集裝置配有進(jìn)水口和出水口，便于根系分泌物的收 集。
[0012]本發(fā)明還提供了一種采用上述植物根系分泌物發(fā)生及收集裝置進(jìn)行土培植物根 系分泌物收集的方法，植物在植物生長(zhǎng)器中生長(zhǎng)，由于生長(zhǎng)空間限制和重力作用，植物根系 穿過(guò)根系生長(zhǎng)引導(dǎo)裝置，當(dāng)根系透過(guò)根系生長(zhǎng)引導(dǎo)裝置后，鏈接上根系洗脫及分泌物收集 裝置，待收集裝置中積累一定量根系后就可以進(jìn)行根系分泌物收集。
[0013] 其中，所述土培植物根系分泌物收集的方法進(jìn)一步具體為：
[0014] 第一步，將根系生長(zhǎng)引導(dǎo)裝置裝入植物生長(zhǎng)器中，高溫滅菌后，在超凈工作臺(tái)上倒 入融化的固體培養(yǎng)基，待冷卻凝固后，接入要侵染植物的真菌或細(xì)菌病原菌，上端用封口膜 封口，置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7-10d，待菌種長(zhǎng)滿整個(gè)培養(yǎng)基后拿出備用；
[0015] 第二步，將滅菌營(yíng)養(yǎng)土倒入步驟1獲得的植物生長(zhǎng)器中，預(yù)先培育好的待收集根系 分泌物植株定植于中營(yíng)養(yǎng)土中，根據(jù)植株大小確定定植數(shù)目；
[0016] 第三步，5-10d后觀察植物根系通過(guò)固體培養(yǎng)基到達(dá)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)后，取下塑料隔板， 鏈接上根系洗脫及分泌物收集裝置，根系洗脫及分泌物收集裝置中裝滿石英沙等；
[0017] 第四步，待植物根系在根系洗脫及分泌物收集裝置中積聚一定量后，將石英石去 除，收集裝置滅菌后裝入無(wú)菌水，收集根系分泌物。
[0018] 本發(fā)明的有益效果：
[0019] 本發(fā)明提供的不擾動(dòng)根系生長(zhǎng)、不破壞根際環(huán)境、隨時(shí)監(jiān)測(cè)根際病原菌侵染后根 系分泌物變化的裝置及方法，目的在于克服現(xiàn)有方法中根系易腐爛、易受微生物污染、取樣 易傷害根系、不能連續(xù)取樣等弊端，提供一種在自然條件下，土壤脅迫過(guò)程中可連續(xù)取樣的 植物根系分泌物收集方法。包括無(wú)外界干擾條件下病原菌侵染后，根系分泌物的有效表達(dá)。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1是本發(fā)明的根系分泌物發(fā)生及收集裝置圖。
[0021] 1-植物生長(zhǎng)器;2-根系洗脫及分泌物收集裝置;3-網(wǎng)狀結(jié)構(gòu);4-塑料隔板。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 本發(fā)明提供了一種植物根系分泌物發(fā)生及收集裝置，其包括植物生長(zhǎng)器，根系生 長(zhǎng)引導(dǎo)裝置和根系洗脫及分泌物收集裝置，所述植物生長(zhǎng)器裝入營(yíng)養(yǎng)土供待測(cè)植株定植及 營(yíng)養(yǎng)供給。
[0023] 所述植物生長(zhǎng)期位于根系生長(zhǎng)引導(dǎo)裝置上方，在根系生長(zhǎng)引導(dǎo)裝置下方安裝有分 泌物收集裝置。
[0024] 所述根系生長(zhǎng)引導(dǎo)裝置由網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和塑料隔板組成，所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)孔徑大小為 0=lcm，塑料隔板為與所述植物生長(zhǎng)器底部匹配的塑料隔板。
[0025] 所述植物生長(zhǎng)器與根系生長(zhǎng)引導(dǎo)裝置連接后，收集植物根系分泌物時(shí)，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 上為0.5cm厚瓊脂;收集真菌或細(xì)菌侵染植物后其根系分泌物時(shí)，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上為接菌0.5cm 厚培養(yǎng)基(燕麥，PDA，或ΝΑ等）。
[0026]所述營(yíng)養(yǎng)土需進(jìn)行高溫高壓滅菌，具體條件為120°C滅菌20min。
[0027] 所述植物根系分泌物發(fā)生及收集裝置也需要高溫滅菌具體條件為120°C滅菌 20min〇
[0028] 所述根系洗脫及分泌物收集裝置配有500mL和200mL兩個(gè)收集器，收集根系發(fā)達(dá)的 植物如玉米或較大植物用500mL收集器，收集苗期作物用200mL，根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況選擇收集器。 根系洗脫及分泌物收集裝置配有進(jìn)水口和出水口，便于根系分泌物的收集。
[0029]本發(fā)明還提供了一種采用上述植物根系分泌物發(fā)生及收集裝置進(jìn)行土培植物根 系分泌物收集的方法，植物在植物生長(zhǎng)器中生長(zhǎng)，由于生長(zhǎng)空間限制和重力作用，植物根系 穿過(guò)根系生長(zhǎng)引導(dǎo)裝置，當(dāng)根系透過(guò)根系生長(zhǎng)引導(dǎo)裝置后，鏈接上根系洗脫及分泌物收集 裝置，待收集裝置中積累一定量根系后就可以進(jìn)行根系分泌物收集。
[0030] 所述土培植物根系分泌物收集的方法進(jìn)一步具體為：
[0031] 第一步，將根系生長(zhǎng)引導(dǎo)裝置裝入植物生長(zhǎng)器中，高溫滅菌后，在超凈工作臺(tái)上倒 入融化的固體培養(yǎng)基，待冷卻凝固后，接入要侵染植物的真菌或細(xì)菌病原菌，上端用封口膜 封口，置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7-10d，待菌種長(zhǎng)滿整個(gè)培養(yǎng)基后拿出備用；
[0032]第二步，將滅菌營(yíng)養(yǎng)土倒入步驟1獲得的植物生長(zhǎng)器中，預(yù)先培育好的待收集根系 分泌物植株定植于中營(yíng)養(yǎng)土中，根據(jù)植株大小確定定植數(shù)目；
[0033]第三步，5-10d后觀察植物根系通過(guò)固體培養(yǎng)基到達(dá)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)后，取下塑料隔板， 鏈接上根系洗脫及分泌物收集裝置，根系洗脫及分泌物收集裝置中裝滿石英沙等；
[0034] 第四步，待植物根系在根系洗脫及分泌物收集裝置中積聚一定量后，將石英石去 除，收集裝置滅菌后裝入無(wú)菌水，收集根系分泌物。
[0035] 以下采用實(shí)施例和附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，借此對(duì)本發(fā)明如何應(yīng)用技 術(shù)手段來(lái)解決技術(shù)問(wèn)題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過(guò)程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。
[0036] 案例1:對(duì)煙草黑脛病感病品種小黃金根系分泌物收集
[0037] 將根系生長(zhǎng)引導(dǎo)裝置裝入植物生長(zhǎng)器1中，高溫滅菌（120°C，20min)后，在超凈工 作臺(tái)上倒入融化的瓊脂溶液，冷卻凝固后備用，將滅菌營(yíng)養(yǎng)土倒入植物生長(zhǎng)器1中，預(yù)先培 育好的小黃金定植于營(yíng)養(yǎng)土中，根據(jù)煙株大小確定定植數(shù)目。將整個(gè)裝置放入人工氣候室 培養(yǎng)，在重力作用下，煙草根系向下生長(zhǎng)，20d后根系通過(guò)固體培養(yǎng)基到達(dá)根系生長(zhǎng)引導(dǎo)裝 置的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)3,取下塑料隔板4,鏈接上根系洗脫及分泌物收集裝置2。在根系洗脫及分泌 物收集裝置中裝滿石英沙等，用鋁箱紙包裹根系洗脫及分泌物收集裝置。待小黃金根系在 根系洗脫及分泌物收集裝置中積聚一定量后，將石英石去除，收集裝置滅菌后裝入無(wú)菌水， 收集根系分泌物。當(dāng)收集根系分泌物時(shí)打開(kāi)出水口，即可收集到小黃金根系分泌物，將收集 到的根系分泌物旋蒸濃縮或冷凍干燥，過(guò)0.22μπι濾膜后，即可用于生物測(cè)定。若要繼續(xù)收集 根系分泌物，直接在進(jìn)水口加入無(wú)菌水即可。
[0038]案例2:對(duì)感染煙草黑脛病菌的煙草小黃金根系分泌物收集 [0039] 將根系生長(zhǎng)引導(dǎo)裝置裝入植物生長(zhǎng)器1中，高溫滅菌（120°C，20min)后，在超凈工 作臺(tái)上倒入融化的燕麥培養(yǎng)基，冷卻凝固后接煙草黑脛病菌，封口膜封口后置于28°C培養(yǎng) 箱中培養(yǎng)，7-10d后待黑脛病菌長(zhǎng)滿整個(gè)培養(yǎng)基后取出，備用。將滅菌營(yíng)養(yǎng)土倒入植物生長(zhǎng) 器1中，預(yù)先培育好的小黃金定植于營(yíng)養(yǎng)土中，根據(jù)煙株大小確定定植數(shù)目。將整個(gè)裝置放 入人工氣候室培養(yǎng)，在重力作用下，煙草根系向下生長(zhǎng)，20d后根系通過(guò)固體培養(yǎng)基到達(dá)根 系生長(zhǎng)引導(dǎo)裝置的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)3,取下塑料隔板4,鏈接上根系洗脫及分泌物收集裝置。在根系 洗脫及分泌物收集裝置2中裝滿石英沙等，用鋁箱紙包裹根系洗脫及分泌物收集裝置。待小 黃金根系在根系洗脫及分泌物收集裝置中積聚一定量后，將石英石去除，收集裝置滅菌后 裝入無(wú)菌水，收集根系分泌物。當(dāng)收集根系分泌物時(shí)打開(kāi)出水口，即可收集到小黃金根系分 泌物，將收集到的根系分泌物旋蒸濃縮或冷凍干燥，過(guò)〇. 22μπι濾膜后，即可用于生物測(cè)定。 若要繼續(xù)收集根系分泌物，直接在進(jìn)水口加入無(wú)菌水即可。
[0040] 所有上述的首要實(shí)施這一知識(shí)產(chǎn)權(quán)，并沒(méi)有設(shè)定限制其他形式的實(shí)施這種新產(chǎn)品 和/或新方法。本領(lǐng)域技術(shù)人員將利用這一重要信息，上述內(nèi)容修改，以實(shí)現(xiàn)類似的執(zhí)行情 況。但是，所有修改或改造基于本發(fā)明新產(chǎn)品屬于保留的權(quán)利。
[0041] 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非是對(duì)本發(fā)明作其它形式的限制，任 何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等 效實(shí)施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所 作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種植物根系分泌物發(fā)生及收集裝置，其特征在于:包括植物生長(zhǎng)器，根系生長(zhǎng)引導(dǎo) 裝置和根系洗脫及分泌物收集裝置，所述植物生長(zhǎng)器裝入營(yíng)養(yǎng)±供待測(cè)植株定植及營(yíng)養(yǎng)供 給。2. 如權(quán)利要求1所述的植物根系分泌物發(fā)生及收集裝置，其特征在于:所述根系生長(zhǎng)引 導(dǎo)裝置由網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和塑料隔板組成，所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)孔徑大小為0=lcm，塑料隔板為與所述 植物生長(zhǎng)器底部匹配的塑料隔板。3. 如權(quán)利要求1或2所述的植物根系分泌物發(fā)生及收集裝置，其特征在于:所述植物生 長(zhǎng)器與根系生長(zhǎng)引導(dǎo)裝置連接后，收集植物根系分泌物時(shí)，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上為0.5cm厚瓊脂;收 集真菌或細(xì)菌侵染植物后其根系分泌物時(shí)，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上為接菌0.5cm厚培養(yǎng)基。4. 如權(quán)利要求1至3所述的植物根系分泌物發(fā)生及收集裝置，其特征在于:所述營(yíng)養(yǎng)± 需進(jìn)行高溫高壓滅菌，具體條件為120°C滅菌20min。5. 如權(quán)利要求1至4所述的植物根系分泌物發(fā)生及收集裝置，其特征在于:所述植物根 系分泌物發(fā)生及收集裝置也需要高溫滅菌具體條件為120°C滅菌20min。6. 如權(quán)利要求1至5所述的植物根系分泌物發(fā)生及收集裝置，其特征在于:所述根系洗 脫及分泌物收集裝置配有500mL和200mL兩個(gè)收集器，收集根系發(fā)達(dá)的植物如玉米或較大植 物用500mL收集器，收集苗期作物用200mL，根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況選擇收集器。根系洗脫及分泌物收 集裝置配有進(jìn)水口和出水口，便于根系分泌物的收集。7. -種采用上述植物根系分泌物發(fā)生及收集裝置進(jìn)行±培植物根系分泌物收集的方 法，其特征在于:植物在植物生長(zhǎng)器中生長(zhǎng)，由于生長(zhǎng)空間限制和重力作用，植物根系穿過(guò) 根系生長(zhǎng)引導(dǎo)裝置，當(dāng)根系透過(guò)根系生長(zhǎng)引導(dǎo)裝置后，鏈接上根系洗脫及分泌物收集裝置， 待收集裝置中積累一定量根系后就可W進(jìn)行根系分泌物收集。8. 如權(quán)利要求7所述±培植物根系分泌物收集的方法，其特征在于，包括： 第一步，將根系生長(zhǎng)引導(dǎo)裝置裝入植物生長(zhǎng)器中，高溫滅菌后，在超凈工作臺(tái)上倒入融 化的固體培養(yǎng)基，待冷卻凝固后，接入要侵染植物的真菌或細(xì)菌病原菌，上端用封口膜封 口，置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7-lOd，待菌種長(zhǎng)滿整個(gè)培養(yǎng)基后拿出備用； 第二步，將滅菌營(yíng)養(yǎng)±倒入步驟1獲得的植物生長(zhǎng)器中，預(yù)先培育好的待收集根系分泌 物植株定植于中營(yíng)養(yǎng)±中，根據(jù)植株大小確定定植數(shù)目； 第Ξ步，5-lOd后觀察植物根系通過(guò)固體培養(yǎng)基到達(dá)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)后，取下塑料隔板，鏈接 上根系洗脫及分泌物收集裝置，根系洗脫及分泌物收集裝置中裝滿石英沙等； 第四步，待植物根系在根系洗脫及分泌物收集裝置中積聚一定量后，將石英石去除，收 集裝置滅菌后裝入無(wú)菌水，收集根系分泌物。
【文檔編號(hào)】G01N1/02GK105973632SQ201610292586
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月5日
【發(fā)明人】馮超, 陳德鑫, 王鳳龍, 張成省, 王靜, 王文靜, 田雪瑩
【申請(qǐng)人】中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所