本發(fā)明具體涉及一種原位提取叢枝菌根化植物根系分泌物的裝置及方法。

背景技術(shù)：

1989年,harley根據(jù)參與共生的真菌和植物種類及它們形成共生體系的特點(diǎn),將菌根分為7種類型,即叢枝菌根、外生菌根、內(nèi)外菌根、漿果鵑類菌根、水晶蘭類菌根、歐石楠類菌根和蘭科菌根。早在1900年,人們就知道分布最廣、與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)關(guān)系最為密切的一種內(nèi)生菌根真菌,它們能在植物根細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生“泡囊”和“叢枝”兩大典型結(jié)構(gòu),名為泡囊-叢枝菌根。由于部分真菌不在根內(nèi)產(chǎn)生泡囊,但都形成叢枝,故簡(jiǎn)稱叢枝菌根。

菌根是植物在長(zhǎng)期的生存過程中,與菌根真菌一起共同進(jìn)化的結(jié)果。它的存在,既有利于提高植物抗御不良環(huán)境的能力,促進(jìn)植物生長(zhǎng),也有利于菌根真菌的生存。這種關(guān)系有時(shí)會(huì)發(fā)展到雙方難分難舍的程度,植物缺乏菌根無法生存下去,而菌根菌缺乏必需的植物根系共生則無法完成生活史,不能繼續(xù)繁殖。由于對(duì)叢枝菌根的研究越來越廣泛，使對(duì)其試驗(yàn)的種類也越來越多，在提取叢枝菌根化植物根系分泌物的試驗(yàn)過程中，因植物根系自然生長(zhǎng)條件與試驗(yàn)條件的差異導(dǎo)致提取叢枝菌根化植物根系分泌物的過程根系的完整性難以保證，從而使試驗(yàn)結(jié)果與植物根系正常分泌結(jié)果有較大差異，直接影響試驗(yàn)的準(zhǔn)確可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是為了解決因植物根系自然生長(zhǎng)條件與試驗(yàn)條件的差異導(dǎo)致提取叢枝菌根化植物根系分泌物的過程根系的完整性難以保證，從而使試驗(yàn)結(jié)果與植物根系正常分泌結(jié)果有較大差異的問題，進(jìn)而提供一種原位提取叢枝菌根化植物根系分泌物的裝置及方法。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是：

本發(fā)明涉及一種原位提取叢枝菌根化植物根系分泌物的裝置，它包括基質(zhì)用容器和外部培養(yǎng)容器，外部培養(yǎng)容器的頂端為敞口端，外部培養(yǎng)容器的內(nèi)部設(shè)置有基質(zhì)用容器，外部培養(yǎng)容器與基質(zhì)用容器之間形成有環(huán)腔，環(huán)腔內(nèi)設(shè)置有營養(yǎng)液，所述基質(zhì)用容器為柔性膜片制成的容器，所述外部培養(yǎng)容器為硬質(zhì)透明材料制成的容器，基質(zhì)用容器的頂端加工有種子放置口，基質(zhì)用容器中設(shè)置有基質(zhì)和菌液。

本發(fā)明涉及一種原位提取叢枝菌根化植物根系分泌物的裝置，優(yōu)選地，基質(zhì)用容器的底部有設(shè)置有根系透過網(wǎng)片。

本發(fā)明涉及一種原位提取叢枝菌根化植物根系分泌物的裝置，優(yōu)選地，根系透過網(wǎng)片為尼龍網(wǎng)片。

本發(fā)明涉及一種原位提取叢枝菌根化植物根系分泌物的裝置，優(yōu)選地，菌液為叢枝菌根真菌菌劑。

本發(fā)明涉及一種原位提取叢枝菌根化植物根系分泌物的裝置，優(yōu)選地，營養(yǎng)液為霍格蘭氏營養(yǎng)液。

本發(fā)明涉及一種利用具體實(shí)施方式六實(shí)現(xiàn)的原位提取叢枝菌根化植物根系分泌物的方法，該方法包括以下步驟：

步驟一：放種工作：將消毒及催芽處理后的種子通過種子放置口放置在基質(zhì)用容器中；

步驟二：將基質(zhì)用容器中接種叢枝菌根真菌菌劑20～40克，每克叢枝菌根真菌菌劑的孢子含量為20個(gè)；

步驟三：菌根化過程：經(jīng)過28至32天后，利用醋酸墨水染色法對(duì)環(huán)腔中的植物根系進(jìn)行侵染率測(cè)定，當(dāng)檢測(cè)植物根系的侵染率達(dá)到90％至95％時(shí)，在環(huán)腔中加入稀釋后的營養(yǎng)液，稀釋后的營養(yǎng)液為霍格蘭營養(yǎng)液與純凈水按照重量份數(shù)1:1混合形成，稀釋后的營養(yǎng)液的添加量為環(huán)腔容積的三分之二；

步驟四：根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)需要，在環(huán)腔中提取根系分泌物。

本發(fā)明涉及一種原位提取叢枝菌根化植物根系分泌物的方法，優(yōu)選地，提取根系分泌物的過程為將環(huán)腔中的液體經(jīng)0.4～0.5μm微孔濾膜慢速過濾，獲得根系分泌物粗提液，將根系分泌物粗提液在38～45℃下于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓濃縮至10ml，待下一步檢測(cè)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果：

1、本發(fā)明中的裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且使用方便，通過基質(zhì)用容器、外部培養(yǎng)容器以及基質(zhì)用容器和外部培養(yǎng)容器之間形成的環(huán)腔相配合，有效為叢枝菌根化植物根系的完整性提供場(chǎng)所，最大限度地模擬自然條件，從而能夠有效提取叢枝菌根化植物根系分泌物提供有利條件。

2、本發(fā)明中的方法采用水培和基質(zhì)培方法相結(jié)合，一方面盡力減小根系培養(yǎng)條件與自然環(huán)境的差別，另一方面保護(hù)根系的完整性以免造成傷害，從而有效避免試驗(yàn)結(jié)果與植物根系正常分泌結(jié)果有較大差異。由于菌根化不能在水培中實(shí)現(xiàn)，利用本方法在基質(zhì)用容器中菌根化后，無需移植繼續(xù)培養(yǎng)，大大的保護(hù)了植物根系的完整性。簡(jiǎn)化了提取根系分泌物的操作步驟，降低操作難度。

3、由于環(huán)腔的營養(yǎng)液量相對(duì)水培要少很多，相應(yīng)的提高了根系分泌物的濃度，便于后續(xù)的檢測(cè)。

4、本發(fā)明應(yīng)用范圍廣泛，能夠應(yīng)用于多種研究試驗(yàn)中，在環(huán)腔的營養(yǎng)液中添加脅迫因子，能夠進(jìn)行菌根化植物在脅迫因子下的根系分泌物研究。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中的裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是當(dāng)本發(fā)明中的裝置與根系侵染檢測(cè)組件之間連接關(guān)系的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明中方法的步驟三的試驗(yàn)狀態(tài)示意圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：結(jié)合圖1和圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式包括基質(zhì)用容器1和外部培養(yǎng)容器2，外部培養(yǎng)容器2的頂端為敞口端，外部培養(yǎng)容器2的內(nèi)部設(shè)置有基質(zhì)用容器1，外部培養(yǎng)容器2與基質(zhì)用容器1之間形成有環(huán)腔5，環(huán)腔5內(nèi)設(shè)置有營養(yǎng)液，所述基質(zhì)用容器1為柔性膜片制成的容器，所述外部培養(yǎng)容器2為硬質(zhì)透明材料制成的容器，基質(zhì)用容器1的頂端加工有種子放置口3，基質(zhì)用容器1中設(shè)置有基質(zhì)和菌液。

本實(shí)施方式中在環(huán)腔5中加入鹽堿脅迫、金屬脅迫、有機(jī)污染物脅迫或其他脅迫因子，以便進(jìn)行菌根化植物在脅迫因子下的根系分泌物研究。

本實(shí)施方式中基質(zhì)用容器1和外部培養(yǎng)容器2的形狀相同且一大一小，當(dāng)基質(zhì)用容器1和外部培養(yǎng)容器2均為筒形時(shí)，基質(zhì)用容器1的外徑小于外部培養(yǎng)容器2的外徑?；|(zhì)用容器1的高度小于或等于外部培養(yǎng)容器2的高度。

本實(shí)施方式中外部培養(yǎng)容器2的外部設(shè)置有根系侵染檢測(cè)組件，所述根系侵染檢測(cè)組件包括取樣剪切器3-1、載物臺(tái)3-2、支撐架3-3和試劑盒3-4，所述載物臺(tái)3-2通過支撐架3-3設(shè)置在外部培養(yǎng)容器2的外壁上，載物臺(tái)3-2上設(shè)置有剪切器3-1和試劑盒3-4。本實(shí)施方式中有根系侵染檢測(cè)組件的設(shè)置能夠有效輔助基質(zhì)用容器1和外部培養(yǎng)容器2進(jìn)行植物根系侵染率的檢測(cè)以及根系發(fā)育程度的檢測(cè)工作。利用試劑盒3-4內(nèi)的試劑的檢測(cè)原理與現(xiàn)有技術(shù)的檢測(cè)原理相同，通過剪切器3-1、載物臺(tái)3-2、支撐架3-3和試劑盒3-4之間的配合逐步進(jìn)行取樣和檢驗(yàn)工作。剪切器3-1為剪刀或切割刀片。其他能夠?qū)崿F(xiàn)剪切或切割作用的工具均可。

具體實(shí)施方式二：結(jié)合圖1和圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式中基質(zhì)用容器1的底部有設(shè)置有根系透過網(wǎng)片4。根系透過網(wǎng)片4為植物根系提供有效定位的效果。其他未提及的內(nèi)容與具體實(shí)施方式一相同。

具體實(shí)施方式三：結(jié)合圖1和圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式中根系透過網(wǎng)片4為尼龍網(wǎng)片。尼龍網(wǎng)片的設(shè)置更加便于植物根系穿透。尼龍網(wǎng)片的還能夠覆蓋基質(zhì)用容器1底部至一定高度的范圍內(nèi)。高度取值范圍為基質(zhì)用容器1高度的四分之一至三分之一。其他未提及的內(nèi)容與具體實(shí)施方式一或二相同。

具體實(shí)施方式四：結(jié)合圖1和圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式中菌液為叢枝菌根真菌菌劑。根據(jù)樣品試驗(yàn)可知，菌液的最佳選擇為叢枝菌根真菌菌劑。其他能夠起到相同作用的菌液均可。其他未提及的內(nèi)容與具體實(shí)施方式三相同。

具體實(shí)施方式五：本實(shí)施方式為具體實(shí)施方式四的進(jìn)一步限定，本實(shí)施方式中營養(yǎng)液為霍格蘭氏營養(yǎng)液。根據(jù)樣品試驗(yàn)可知，營養(yǎng)液的最佳選擇為霍格蘭氏營養(yǎng)液。其他能夠起到相同作用的營養(yǎng)液均可。

具體實(shí)施方式六：結(jié)合圖1、圖2和圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式包括以下步驟：

步驟一：放種工作：將消毒及催芽處理后的種子通過種子放置口3放置在基質(zhì)用容器1中；

步驟二：將基質(zhì)用容器1中接種叢枝菌根真菌菌劑20～40克，每克叢枝菌根真菌菌劑的孢子含量為20個(gè)；

步驟三：菌根化過程：經(jīng)過28至32天后，利用醋酸墨水染色法對(duì)環(huán)腔5中的植物根系進(jìn)行侵染率測(cè)定，當(dāng)檢測(cè)植物根系的侵染率達(dá)到90％至95％時(shí)，在環(huán)腔5中加入稀釋后的營養(yǎng)液，稀釋后的營養(yǎng)液為霍格蘭營養(yǎng)液與純凈水按照重量份數(shù)1:1混合形成，稀釋后的營養(yǎng)液的添加量為環(huán)腔5容積的三分之二；

步驟四：根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)需要，在環(huán)腔5中提取根系分泌物。

本實(shí)施方式中步驟二中將基質(zhì)用容器1中接種叢枝菌根真菌菌劑的最佳值為30克，叢枝菌根真菌菌劑接種量與基質(zhì)用容器1的尺寸相關(guān)。

本實(shí)施方式中在接種叢枝菌根真菌菌劑后30天再進(jìn)行植物根系取樣為最佳時(shí)期。

本實(shí)施方式中的稀釋后的營養(yǎng)液為半倍霍格蘭營養(yǎng)液，其為霍格蘭營養(yǎng)液與純凈水按照重量份數(shù)1:1混合形成。

本實(shí)施方式中的步驟三的檢測(cè)過程中的醋酸墨水染色法為現(xiàn)有技術(shù)，其工作過程與現(xiàn)有技術(shù)的工作原理相同。該步驟中對(duì)檢測(cè)植物根系的侵染率的檢測(cè)不僅能夠利用醋酸墨水染色法，還能夠通過根系侵染檢測(cè)組件實(shí)現(xiàn)檢測(cè)工作，根系侵染檢測(cè)組件包括取樣剪切器3-1、載物臺(tái)3-2、支撐架3-3和試劑盒3-4，所述載物臺(tái)3-2通過支撐架3-3鉸接在外部培養(yǎng)容器2的外壁上，載物臺(tái)3-2上設(shè)置有剪切器3-1和試劑盒3-4。利用試劑盒3-4內(nèi)的試劑的檢測(cè)原理與現(xiàn)有技術(shù)的檢測(cè)原理相同，通過剪切器3-1、載物臺(tái)3-2、支撐架3-3和試劑盒3-4之間的配合逐步進(jìn)行取樣和檢驗(yàn)工作。剪切器3-1為剪刀或切割刀片。其他能夠?qū)崿F(xiàn)剪切或切割作用的工具均可。本實(shí)施方式中的根系侵染檢測(cè)組件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理且簡(jiǎn)單，能夠折疊，占用空間小。本實(shí)施方式中有根系侵染檢測(cè)組件的設(shè)置能夠有效輔助基質(zhì)用容器1和外部培養(yǎng)容器2進(jìn)行植物根系侵染率的檢測(cè)以及根系發(fā)育程度的檢測(cè)工作。本實(shí)施方式中的步驟四的提取過程與本領(lǐng)域常規(guī)提取操作同理。

具體實(shí)施方式八：本實(shí)施方式為具體實(shí)施方式七的進(jìn)一步限定，本實(shí)施方式中提取根系分泌物的過程為將環(huán)腔5中的液體經(jīng)0.4～0.5μm微孔濾膜慢速過濾，獲得根系分泌物粗提液，將根系分泌物粗提液在38～45℃下于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓濃縮至10ml，待下一步檢測(cè)即可。

本實(shí)施方式中環(huán)腔5中的微孔濾膜的最佳孔徑值0.45μm，根系分泌物粗提液的加工最佳溫度值為40℃。慢速過濾指的是緩慢勻速進(jìn)行過濾，確保環(huán)腔5中的液體在過濾過程中不發(fā)生飛濺。