CN102636373A - 一种多通道植物根系分泌物收集系统及其收集方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多通道植物根系分泌物收集系统及其收集方法。该系统由若干个相同的收集装置及一台多通道蠕动泵组成，每个收集装置中的植物培养罐顶端设有盖板，植物培养罐底端出水口连接过滤装置，过滤装置再经多通道蠕动泵与根系分泌物吸附装置连接，根系分泌物吸附装置再经管道连接至植物培养罐用于营养液回用。收集方法是首先在植物培养罐中水培或石英砂培培养植物，在蠕动泵的驱动下，营养液从植物培养罐中沿着管道经过过滤装置后流入装有树脂的吸附装置，其中根系分泌物经树脂吸附后，营养液流回植物培养罐。本发明可以同时用于多套植物根系分泌物收集，节省了成本、时间和空间；系统与外界隔绝效果好，提高了根系分泌物收集的准确性。

Description

一种多通道植物根系分泌物收集系统及其收集方法
 
技术领域
本发明涉及一种分析装置及工作方法，特别是涉及一种植物根系分泌物收集系统及收集方法，属于植物、土壤及微生物科学领域。
背景技术
植物根系分泌物是植物根系在生长过程中分泌的一系列可溶性有机物，其主要成分包括小分子的有机酸、氨基酸和糖类。植物根系分泌物不仅能反映植物的生理状况，还能改变植物的根际环境，近年来一直是人们研究的热点。但是由于植物根系分泌物中的这些小分子有机物很容易光照分解或被微生物吸收利用，一些根系分泌物收集系统和收集方法也被提出，但在实际应用时，这些方法或多或少的存在一些缺陷。
中国专利CN201933091U、CN1963437A、CN1719220A和CN1482443A中所设计的根系分泌物收集系统均采用通气泵通入气体，但是通入气体会干扰植物根系生长，并且空气带入的微生物会加速根系分泌物的分解，影响收集到根系分泌物的真实性。中国专利CN101598638B所设计的根系分泌物收集系统中，营养液受重力作用进入层析柱进行吸附收集，但收集速度慢、收集效率低，且流速不受控制。中国专利CN202083567U所设计的根系分泌物收集系统为开放体系，外界因素（如光照、微生物等）对根系分泌物的收集有较大干扰。
现有的根系分泌物收集系统往往每套装置都需要一个单独的泵作为营养液循环的动力源，而一套装置只能用于一种植物的生长条件（例如营养液浓度），因此在进行大规模条件实验时，所需装置的成本、动力消耗以及空间占有将非常可观。另一方面，植物在生长的不同阶段及不同生长条件下，其根系分泌物的量会有较大的变化，因此在不同条件下用固定的循环流速来进行根系分泌物的收集，收集的效率或真实性将受到较大影响。
发明内容
本发明的目的在于克服现有的根系分泌物收集系统存在的缺点，提供一种多通道的植物根系分泌物收集系统，并提供了利用该装置收集植物根系分泌物的方法。
本发明所述的一种多通道植物根系分泌物收集系统，该系统由若干个相同的收集装置及一台多通道蠕动泵组成，每个收集装置包括植物培养罐、过滤装置和根系分泌物吸附装置组成；所述植物培养罐由不透光材料制成，植物培养罐的顶端设有带植株固定口的盖板，植物培养罐底端出水口连接过滤装置，过滤装置再经多通道蠕动泵与根系分泌物吸附装置连接，根系分泌物吸附装置再经管道连接至植物培养罐用于营养液回用。
作为本发明的改进，所述过滤装置中填充有滤膜。在植物培养罐底端出水口处设有尼龙网制成的过滤网。
作为本发明的进一步改进，所述根系分泌物吸附装置为层析柱，多通道蠕动泵与层析柱的下端连接，该层析柱中填充有大孔吸附树脂，层析柱上端出口处压盖有脱脂棉。层析柱由带有十字夹的铁架台固定，层析柱外部包裹有遮光材料。
作为本发明的进一步改进，该收集系统所有管道均为不透光材料制成或在管道外面包裹遮光材料。所述多通道蠕动泵的泵头通道数为1~24，且流量可调，调节范围为0.1~500毫升/分钟。
此外，本发明还提供了该多通道植物根系分泌物收集系统的工作方法，其包括以下步骤：将培育好的植物幼苗清洗、灭菌处理后定植于植物培养罐中，加入营养液进行水培或石英砂培养；打开层析柱下端阀门，同时开启多通道蠕动泵，调节选取的流速，带动营养液在植物根系分泌物收集系统中循环流动；一段时间后关闭层析柱下端阀门，同时关闭多通道蠕动泵；取下层析柱，打开其下端阀门，淋洗树脂，收集洗脱液，冷冻干燥后低温保存待分析测定；淋洗过的层析柱重新装回植物根系分泌物收集系统继续用于吸附根系分泌物
本发明的工作原理为：营养液从植物培养罐流出后经过填充有滤膜的过滤装置过滤，之后再沿着管路进入速度可调式多通道蠕动泵；在蠕动泵的驱动下，管道中的营养液自层析柱的下端流入，经过其中树脂吸附后，由层析柱上端流出，流回植物培养罐。
本发明装置的有益效果在于：使用的蠕动泵有多通道泵头，可以同时用于多套该植物根系分泌物收集系统，节省了成本、时间和空间；整套收集系统与外界隔绝效果好，能接近无菌和原位的收集环境，提高根系分泌物收集的准确性。本发明收集方法的优点在于营养液循环流动的速度可以严格控制，可以针对植物类型和生长期的不同随时做出调整，提高根系分泌物的收集效率；根系分泌物在层析柱中被树脂自下而上的吸附，在淋洗时被自上而下的淋洗出来，提高了淋洗效率，方便了层析柱的循环使用。
附图说明
图1：本发明装置结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明多通道植物根系分泌物收集系统可以支持1-24个收集装置，每个收集装置的组成是：由不透光材料制成的植物培养罐2，植物培养罐的上端开口盖有带植株固定口的盖板1，下端出水口有50目尼龙网制成的过滤网3；植物培养罐出水口由连接管道连接填充有微孔滤膜的过滤装置4，过滤装置4与速度可调式多通道蠕动泵6的进水口之间由外面包裹有铝箔的硅胶管5连接；蠕动泵的出水口与带有阀门7的层析柱8的下端连接，层析柱8中填充有大孔吸附树脂9，层析柱8上端出口处树脂上压盖有脱脂棉10，层析柱8由带有十字夹的铁架台11固定，层析柱8外部包裹有铝箔。层析柱上端出口由包裹有铝箔的硅胶管12通过植物培养罐的上盖板进入植物培养罐。层析柱和营养液流过的管道。
[实施例1] 将培育好的植物幼苗清洗、灭菌处理后定植于植物培养罐中，在12套多通道植物根系分泌物收集系统的植物培养罐分别加入四种不同配方的营养液进行水培，每种配方营养液3个重复，12套装置使用一台多通道蠕动泵。在植物的苗期，每天上午10点打开每套装置的层析柱下端阀门，同时开启蠕动泵，流速调节为2毫升/分钟，营养液在植物根系分泌物收集系统中循环流动4小时后关闭层析柱下端阀门，同时关闭蠕动泵。取下12根层析柱，分别打开其下端阀门，自上而下淋洗树脂，收集洗脱液，冷冻干燥后低温保存待分析测定；淋洗过的层析柱重新装回原植物根系分泌物收集系统继续用于第二天的根系分泌物的收集。
[实施例2] 将培育好的植物幼苗清洗、灭菌处理后定植于植物培养罐中，在12套多通道植物根系分泌物收集系统的植物培养罐分别加入洗净灭菌的、粒径为0.5-1毫米的石英砂，用四种不同配方的营养液进行石英砂培，每种配方营养液3个重复，12套装置使用一台多通道蠕动泵。在植物的苗期，每天上午10点打开每套装置的层析柱下端阀门，同时开启蠕动泵，流速调节为2毫升/分钟，营养液在植物根系分泌物收集系统中循环流动4小时后关闭层析柱下端阀门，同时关闭蠕动泵。取下12根层析柱，分别打开其下端阀门，自上而下淋洗树脂，收集洗脱液，冷冻干燥后低温保存待分析测定；淋洗过的层析柱重新装回原植物根系分泌物收集系统继续用于第二天的根系分泌物的收集。
[实施例3] 将培育好的植物幼苗清洗、灭菌处理后定植于植物培养罐中，在12套多通道植物根系分泌物收集系统的植物培养罐分别加入四种不同配方的营养液进行水培，每种配方营养液3个重复，12套装置使用一台多通道蠕动泵。在植物的花期，每天上午10点打开每套装置的层析柱下端阀门，同时开启蠕动泵，流速调节为4毫升/分钟，营养液在植物根系分泌物收集系统中循环流动4小时后关闭层析柱下端阀门，同时关闭蠕动泵。取下12根层析柱，分别打开其下端阀门，自上而下淋洗树脂，收集洗脱液，冷冻干燥后低温保存待分析测定；淋洗过的层析柱重新装回原植物根系分泌物收集系统继续用于第二天的根系分泌物的收集。
[实施例4] 将培育好的植物幼苗清洗、灭菌处理后定植于植物培养罐中，在24套多通道植物根系分泌物收集系统的12个植物培养罐分别加入四种不同配方的营养液进行水培，每种配方营养液3个重复，另外12个植物培养罐分别加入洗净灭菌的、粒径为0.5-1毫米的石英砂，用四种不同配方的营养液进行石英砂培，每种配方营养液3个重复。24套装置使用一台多通道蠕动泵。在植物的结果期，每天上午10点打开每套装置的层析柱下端阀门，同时开启蠕动泵，流速调节为6毫升/分钟，营养液在植物根系分泌物收集系统中循环流动4小时后关闭层析柱下端阀门，同时关闭蠕动泵。取下24根层析柱，分别打开其下端阀门，自上而下淋洗树脂，收集洗脱液，冷冻干燥后低温保存待分析测定；淋洗过的层析柱重新装回原植物根系分泌物收集系统继续用于第二天的根系分泌物的收集。

Claims (9)

1.一种多通道植物根系分泌物收集系统，其特征在于：该系统由若干个相同的收集装置及一台多通道蠕动泵（6）组成，每个收集装置包括植物培养罐（2）、过滤装置（4）和根系分泌物吸附装置组成；所述植物培养罐（2）由不透光材料制成，植物培养罐（2）的顶端设有带植株固定口的盖板（1），植物培养罐（2）底端出水口连接过滤装置（4），过滤装置（4）再经多通道蠕动泵（6）与根系分泌物吸附装置连接，根系分泌物吸附装置再经管道连接至植物培养罐用于营养液回用。
2.根据权利要求1所述的多通道植物根系分泌物收集系统，其特征在于：所述过滤装置（4）中填充有滤膜。
3.根据权利要求1或2所述的多通道植物根系分泌物收集系统，其特征在于：在植物培养罐（2）底端出水口处设有尼龙网制成的过滤网（3）。
4.根据权利要求1或2所述的多通道植物根系分泌物收集系统，其特征在于：所述根系分泌物吸附装置为层析柱（8），多通道蠕动泵（6）与层析柱（8）的下端连接，该层析柱（8）中填充有大孔吸附树脂（9），层析柱（8）上端出口处压盖有脱脂棉（10）。
5.根据权利要求4所述的多通道植物根系分泌物收集系统，其特征在于：层析柱（8）由带有十字夹的铁架台（11）固定，层析柱（8）外部包裹有遮光材料。
6.根据权利要求1或2所述的多通道植物根系分泌物收集系统，其特征在于：该收集系统所有管道均为不透光材料制成或在管道外面包裹遮光材料。
7.根据权利要求1或2所述的多通道植物根系分泌物收集系统，其特征在于：所述多通道蠕动泵的泵头通道数为1~24，且流量可调，调节范围为0.1~500毫升/分钟。
8.一种多通道植物根系分泌物收集系统的收集方法，其特征在于包括以下步骤：将培育好的植物幼苗清洗、灭菌处理后定植于植物培养罐中，加入营养液进行培养；打开层析柱下端阀门，同时开启多通道蠕动泵，调节选取的流速，带动营养液在植物根系分泌物收集系统中循环流动；一段时间后关闭层析柱下端阀门，同时关闭多通道蠕动泵；取下层析柱，打开其下端阀门，淋洗树脂，收集洗脱液，冷冻干燥后低温保存待分析测定；淋洗过的层析柱重新装回植物根系分泌物收集系统继续用于吸附根系分泌物。
9.根据权利要求8所述的植物根系分泌物收集方法，其特征在于在植物培养罐中加入洗净灭菌的石英砂，用于固定植物根系。
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