CN106834087A - 一种定时循环的am真菌扩繁及功能实验装置和使用方法 - Google Patents

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Abstract

一种定时循环的AM真菌扩繁及功能实验装置和使用方法,涉及土壤微生物的培养。装置设有培养箱盖、培养箱、培养基质、同位素等添加空间、菌丝室、排水箱盖、排水箱、过滤泵、植物生长室、喷嘴调控钩和尼龙网;所述培养箱盖盖在培养箱上,培养箱由纵向网分割成菌丝室和植物生长室,培养基质和同位素等添加空间放置在菌丝室内,培养箱的底部设有排水孔;排水箱设在培养箱底部,排水箱盖盖在排水箱上,过滤泵设在排水箱内,喷嘴调控钩和尼龙网设在植物生长室内,喷嘴调控钩上设有雾化喷嘴,所述雾化喷嘴与过滤泵之间由PVC软管连接,植物生长室的顶部设植物固定装置。

Description

一种定时循环的AM真菌扩繁及功能实验装置和使用方法
技术领域
本发明涉及土壤微生物的培养,尤其是涉及一种定时循环的AM真菌扩繁及功能实验装置和使用方法。
背景技术
丛枝菌根(arbuscular mycorrhizae,AM)真菌是自然界分布最广泛的土壤微生物之一,它能与地球上80%以上的陆生植物形成菌根共生体,在植物个体、种群、群落和生态系统等不同层次均具有重要功能,但这些潜在的巨大作用尚未得到充分开发。由于AM真菌是专性活体营养微生物,无性繁殖具有丰富的遗传多样性,迄今为止尚不能完全在离体条件下纯培养,只能依赖活体植物对其进行繁殖,这已成为AM真菌分类鉴定以及广泛应用的主要屏障。究其原因,菌根共生体生理、共生体系中真菌和宿主的相互关系尚未揭示。AM真菌的遗传学和生物学的研究有赖于如何获得纯净菌体。1955年,Gerdemann发明了湿筛-倾析法,人类才能够从土壤中直接筛选出AM真菌的各种孢子,AM真菌的研究才取得较大的发展。1968年,Gilmore采用盆栽法获得了以孢子、菌丝、菌根根段或侵染土壤多种形式存在的AM真菌繁殖体;1973年,Hattingh等首次建立了隔网分室培养系统,开展AM真菌生理、生态功能的一体化研究,为专性共生的AM真菌提供了新的研究思路和方法。1981年,Crush&Hay设计了静止营养液培养法,利用白三叶草(Trifolium repens)在灭菌的营养液中培养珠状巨孢囊霉(Gigaspora margarita);1981年,Mosse&Thompson设计了汽雾培养AM真菌系统,成功获得了AM真菌菌剂;1984年,Elmes&Mosse和Mosse&Thompson分别以玉米(Zea mays)和菜豆(Phaseolus vulgaris)等作为宿主植物,探索AM真菌菌剂的营养液流动培养技术;1987年,Mugnier&Mosse利用双重无菌培养技术由Ri T-DNA转基因胡萝卜根和AM真菌建立的菌根共生体得到孢子;1994年,沈廷厚等为克服盆栽培养的不足,利用盆栽培养原理,巧妙设计了温室苗床扩繁AM真菌菌剂和柑桔(Citrus reticulata)砧木幼苗成功接种的简易方法;1995年,Redecker等首次提出玻璃珠分室培养技术,该技术可以培养大量无菌真菌孢子,而且真菌易于基质分离;2001年,Chen等对该装置的培养条件进行改进,将菌根室中的玻璃珠换成河砂;2001年,Fracchiaa从盆栽培养技术获得启示,设计了一个获得单孢AM真菌培养技术。我国在AM真菌的培养和扩繁领域,先后有数个专利获得授权,中国专利ZL00132468.3公开一种以玻璃珠为培养基质的AM真菌的培养,主要涉及一种使用特定培养装置及培养介质的AM真菌的分室培养方法,该方法表明对于产孢能力强的AM真菌地表球囊霉(Glomus versiforme)在真菌生长室中可以获得多至20mg干重的菌体,每盆获得的孢子数以万计。中国专利ZL200610165326.5公开一种提高矿区复垦效果的丛枝菌根菌剂培养方法,将沙土栽培基质更换为以沙土、沸石和珍珠岩(10:10:1m/m/m)混合组成的基质,由于沸石(ρ=1.0g/mL)和珍珠岩(ρ=0.1g/mL)的密度比沙土(ρ=1.5g/mL)小,在相同体积时,该混合基质的重量要比单纯沙土的重量轻很多,而且混合基质培养出的菌根菌剂质量优于沙土和矿区废弃物粉煤灰基质,适于野外远距离运输携带,为丛枝菌根技术在矿区大规模复垦应用提供一种高效方法。中国专利ZL201420440445.7公开一种复合式AM真菌分室培养装置,主要涉及特殊微生物的培养技术领域,将AM真菌的传统基质培养与无土培养结合,提供一种可用于研究AM真菌培养和生理机制的复合式AM真菌分室培养装置。但是该培养系统仍处于一个开放的操作环境,操作复杂,所采用的培养基质易携带其他外源微生物。中国专利ZL201420763337.3公开一种采用人工培养基开展AM真菌纯培养的分室培养装置,该专利基于发根农杆菌的Ri质粒上的T-DNA转移到胡萝卜肉质根,可以促使胡萝卜根产生大量毛状根,设计了人工培养基开展AM真菌纯培养的分室培养装置,可以得到大量纯净繁殖体,而且可以用于研究AM真菌与宿主根系之间关系,如C-P分配。该专利的最大缺点是宿主材料为植物根系无法进行光合作用产生光合产物,违背了植物与宿主植物在自然环境中的共生关系。综上所述,以上专利所设计的培养装置基本处于改善培养基质优化AM真菌菌剂,而将菌剂扩繁与AM真菌功能特性研究相结合的甚少。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述不足,提供一种定时循环的AM真菌扩繁及功能实验装置和使用方法。
所述定时循环的AM真菌扩繁及功能实验装置设有培养箱盖、培养箱、培养基质、同位素等添加空间、菌丝室、排水箱盖、排水箱、过滤泵、植物生长室、喷嘴调控钩和尼龙网;所述培养箱盖盖在培养箱上,培养箱由纵向网分割成菌丝室和植物生长室,培养基质和同位素等添加空间放置在菌丝室内,培养箱的底部设有排水孔;排水箱设在培养箱底部,排水箱盖盖在排水箱上,过滤泵设在排水箱内,喷嘴调控钩和尼龙网设在植物生长室内,喷嘴调控钩上设有雾化喷嘴,所述雾化喷嘴与过滤泵之间由PVC软管连接,植物生长室的顶部设植物固定装置。
所述培养基质可采用陶粒或玻璃珠等,所述陶粒的直径可为5mm,玻璃珠的直径可为2mm;所述植物固定装置可采用固定管,所述固定管可采用针管或PVC管,所述过滤泵上可设定时器,所述过滤泵可采用小型微过滤泵,所述小型微过滤泵可采用HJ-1500型小型微过滤泵,25W,1500L/h,流量可调节。
所述尼龙网可采用不同孔径的尼龙网,所述尼龙网可设上层尼龙网和下层尼龙网,上层尼龙网的孔径为1mm,下层尼龙网的孔径为30μm,上层尼龙网设在植物生长室高度12cm处,下层尼龙网设在植物生长室高度6cm处。所述排水孔上可覆盖尼龙网。
所述植物生长室的尺寸可为20cm×20cm×20cm。
所述定时循环的AM真菌扩繁及功能实验装置的使用方法如下:
1)基本材料准备
A植物材料:所述植物材料可选自宿主植物、白三叶(Trifolium repens)、长夜车前草(Plantago lanceolata)、红树秋茄(Kandelia candel)等。所述宿主植物可采用玉米(Zea mays)等。
其中,玉米(Zea mays),一年生禾本科草本植物,单子叶C4植物,须根系。选择玉米作为宿主植物,是基于其根系发达、生物量大,可与多种AM真菌共生,进而获取大量的侵染根段、孢子等繁殖体,是良好的宿主植物;
B培养基质:陶粒或玻璃珠;
植物种子使用10%(v/v)H2O2灭菌5min,然后用无菌蒸馏水冲洗干净,培养在28℃的恒温箱中预发芽;两格组合塑料箱、苗钵采用84消毒液和70%酒精灭菌,其它均需在121℃下高压蒸汽灭菌30min。
所述陶粒可采用直径为5mm陶粒或直径为2mm玻璃珠。
2)培养系统的建立
5天后,预发芽的种子移栽至已灭菌的苗钵,苗钵中先添加600g沙土和沸石,按质量比,沙土︰沸石为3︰1,灭菌混合物(121℃,30min),然后铺一层菌根接种剂(按质量比,接种剂量一般为生长基质总量的5%~10%),接着添加200g灭菌基质,每天浇灌无菌水(含水量达20%左右),每3天浇一次1/4改良Hoagland营养液,植物在能够控制光照和温度的温室中进行培养。培养4周后,取出植物幼苗,用无菌水冲洗干净,随机选取植物根系采用曲利苯蓝染色-方格交叉法测定根系侵染率,之后移栽大小均一的幼苗到植物生长室顶部针管装置中,用无菌棉固定植物。分室底部排水箱添加4L 1/4改良Hoagland营养液,开启定时的过滤泵,调节雾化喷嘴为植物提供生长必需营养,整个系统形成定时循环设计。
所述改良Hoagland营养液的配方为:
磷酸二氢钾136g/L,硝酸钾101g/L,硝酸钙236g/L,硫酸镁246.5g/L,硼酸2.86g/L,氯化锰1.81g/L,硫酸锌0.22g/L,硫酸铜0.08g/L,锰酸0.02g/L,硫酸亚铁5.57g/L,乙二胺四乙酸7.45g/L;其中P元素含量要低于20μg/g。
3)培养过程:
培养过程在温室中进行,育苗前期在培养基质表面覆盖一层黑色塑料薄膜,植物地上部保持在外部,这样可以防止水分过度蒸发和藻类植物生长,避免外源污染。植物幼苗移栽到分室装置后,可以根据植物需要调节浇灌时间和营养水平。培养过程中可透过视窗随时观察较细菌根穿过上层尼龙网(1mm尼龙网)伸展到根系微生长空间(或区隔室),也可以观察菌丝穿过下层尼龙网(30μm尼龙网)进入菌丝体生长室,开展根外菌丝功能研究。
本发明弥补了现有AM真菌培养技术和应用技术的不足,提供一种高效的AM真菌纯培养和功能研究装置,即以玻璃珠/陶粒培养基质与汽雾培养系统相结合的定时循环AM真菌分室培养装置,该装置采用特殊的培养介质和装置设计,区隔宿主植物和AM真菌的生长空间,并且植物根系处于在无菌密闭的容器中栽培,可以有效免除植物生长基质以及外源物质对真菌的潜在污染,且在菌根共生体建立之后,可以用于研究AM真菌根外菌丝的特征及其功能,也可以用于收集易于基质分离的纯净AM真菌菌丝和孢子繁殖体。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
1)本发明所述定时循环的AM真菌扩繁及功能实验装置将特殊基质(玻璃珠/陶粒)与定时循环的汽雾水培系统结合,使设计操作简单、培养周期短、培养过程可控、资源循环利用,不仅大大提高纯净AM真菌繁殖体的培养效率,而且可进一步探讨AM真菌的生理机制和生态功能。
2)整个植物根系生长在无菌密闭的暗箱中,符合根系生境,根系生长所需氧气由水循环和菌丝室保气性良好的基质提供;
3)本发明将右边的植物生长室垂直方向添加上下间隔的上层尼龙网和下层尼龙网,可以区分研究粗根和较细根系的繁殖体产出率和侵染率,同时上层尼龙网和下层尼龙网均为菌丝提供“附着枝”,利于菌丝横向生长,延伸至菌丝室。
4)不同孔径的上层尼龙网和下层尼龙网分隔形成菌丝室和植物生长室,这样可以根据实验的不同、生理生化等指标而对根外菌丝和植物设置不同处理来开展相关研究。
5)本发明使用的定时循环的AM真菌扩繁及功能实验装置,材料价格便宜,可以多次使用,秉承节约环保方针。
6)该定时循环的AM真菌扩繁及功能实验装置安装了定时器,可以根据实验需求和植物生长,设置营养液供给时间,减少试验成本。
7)该定时循环的AM真菌扩繁及功能实验装置具备了玻璃珠分室培养系统最显著的优点,即真菌易于和培养基质分离。
8)利用定时循环汽雾培养系统代替水培,同时设计喷嘴方位调控装置,营养液循环可以为无菌密闭装置内植物根系和AM真菌提供源源不断的营养物质,同时避免水质恶化影响植物生长和带来其它污染。
9)本发明的定时循环的AM真菌扩繁及功能实验装置系统无需为菌丝室添加额外水源,汽雾颗粒漂浮可以缓慢穿过尼龙网,保证菌丝室保持一定的湿度。
10)本发明为获得纯净AM真菌繁殖体和研究其生态功能和生理机制提供机会,也为未来发展培养基培养AM真菌提供可能。
附图说明
图1为本发明所述定时循环的AM真菌扩繁及功能实验装置实施例及使用方法示意图。
具体实施方式
以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。
参见图1,所述定时循环的AM真菌扩繁及功能实验装置实施例设有培养箱盖1、培养箱2、培养基质3、同位素等添加空间4、菌丝室5、排水箱盖7、排水箱8、过滤泵9、植物生长室10、喷嘴调控钩11和尼龙网13;所述培养箱盖1盖在培养箱2上,培养箱2由纵向网分割成菌丝室5和植物生长室10,培养基质3和同位素等添加空间4放置在菌丝室5内,培养箱2的底部设有排水孔6;排水箱8设在培养箱2底部,排水箱盖7盖在排水箱8上,过滤泵9设在排水箱8内,喷嘴调控钩11和尼龙网13设在植物生长室10内,喷嘴调控钩11上设有雾化喷嘴16,所述雾化喷嘴16与过滤泵9之间由PVC软管12连接,植物生长室10的顶部设植物固定装置14。
所述培养基质3采用陶粒或玻璃珠等,所述陶粒的直径为5mm,玻璃珠的直径为2mm;所述植物固定装置14采用固定管,所述固定管采用针管或PVC管,所述过滤泵9上设定时器15,所述过滤泵9采用小型微过滤泵,所述小型微过滤泵采用HJ-1500型小型微过滤泵,25W,1500L/h,流量可调节。
所述排水孔6上可覆盖尼龙网13。
所述植物生长室10的尺寸可为20cm×20cm×20cm,所述尼龙网13可设上层尼龙网和下层尼龙网,上层尼龙网的孔径为1mm,下层尼龙网的孔径为30μm,上层尼龙网设在植物生长室10高度12cm处,下层尼龙网设在植物生长室10高度6cm处。
本发明所述定时循环的AM真菌扩繁及功能实验装置采用长方体两格塑料箱与特定孔径的尼龙网,加工成两分室,外加两格排水箱和配备定时器的过滤泵(可采用小型微过滤泵),使得整个系统处于密闭环流状态(参见图1)。2个分室中,左边分室为菌丝生长或植物生长室(20cm×20cm×20cm),右边分室为植物生长室(20cm×20cm×20cm),植物生长室的12cm高度处粘贴一层孔径为1mm的上层尼龙网,6cm处粘贴一层孔径为30μm的下层尼龙网,中间6cm为植物较细根系生长空间。上层尼龙网可以固定植物根系,防止培养前期植物幼苗掉落于培养箱底部以及避免植物老根和死根影响菌丝和孢子繁殖,也可以区分研究粗根和较细根侵染率;下层尼龙网可以固定和收集新鲜的菌丝和孢子,同时两层尼龙网均为菌丝提供“附着枝”,利于菌丝横向生长,延伸至菌丝生长室。两格塑料箱的中间5mm厚隔板打孔,以底部3cm为基准,顶部留2cm,中间15cm部分均匀地打孔(直径为5mm),然后隔板两边分别粘贴尼龙网,形成5mm宽间隙,减少两侧营养物质自由扩散,尼龙网只允许根外菌丝穿过而阻止植物根系的伸展,所以只有AM真菌能够在菌丝体生长室中生长。每个分室的底部打6个排水孔(直径为5mm)并配套2cm长水管,孔口覆盖尼龙网,防止菌丝、孢子等流失和降低污染。另外,在分室底部放置一个塑料箱(40cm×40cm×20cm),底部塑料箱的盖子上打6个孔(直径为5mm),与上部排水管对接用于回收营养液。然后在营养液回收箱中用防水胶带将小型微循环过滤泵(HJ-1500,25W,1500L/h,流量可调节)粘附在箱子边缘,泵出水口接1m耐高温抗压强的PVC软管(直径为20mm),另一端从植物生长室外壁14cm高度处穿过,接雾化喷嘴,然后用铁丝沟固定,采用定时器控时,每隔2min汽雾化15min。为防止移栽植物携带外源污染,在植物生长室盖子中间打1个孔(直径为3cm),将60mL针管末端3cm切割并粘贴在孔口或PVC管(直径为3cm),固定移栽植物。植物生长室不添加任何基质,采用营养液雾化供应植物必需营养。菌丝生长室中填充陶粒,具有质轻、隔水保气特性;若填充玻璃珠,具有表面光滑、比重相对较重的特性,二者均易和AM真菌根外菌丝分离。最后采用防水密封胶将上下塑料箱的边缘以及培养箱盖子边缘密封防止外源污染,构建成无菌密闭循环系统。
以下给出具体实施例。
所述定时循环的AM真菌扩繁及功能实验装置的使用方法如下:
1)基本材料准备
A植物材料:所述植物材料可选自宿主植物、白三叶(Trifolium repens)、长夜车前草(Plantago lanceolata)、红树秋茄(Kandelia candel)等。所述宿主植物可采用玉米(Zea mays)等。
其中,玉米(Zea mays),一年生禾本科草本植物,单子叶C4植物,须根系。选择玉米作为宿主植物,是基于其根系发达、生物量大,可与多种AM真菌共生,进而获取大量的侵染根段、孢子等繁殖体,是良好的宿主植物;
B培养基质:陶粒(直径为5mm)或玻璃珠(直径为2mm);
植物种子使用10%(v/v)H2O2灭菌5min,然后用无菌蒸馏水冲洗干净,培养在28℃的恒温箱中预发芽;两格组合塑料箱、苗钵采用84消毒液和70%酒精灭菌,其它均需在121℃下高压蒸汽灭菌30min。
2)培养系统的建立
5天后,预发芽的种子移栽至已灭菌的苗钵,苗钵中先添加600g沙土和沸石,按质量比,沙土︰沸石为3︰1,灭菌混合物(121℃,30min),然后铺一层菌根接种剂(按质量比,接种剂量一般为生长基质总量的5%~10%),接着添加200g灭菌基质,每天浇灌无菌水(含水量达20%左右),每3天浇一次1/4改良Hoagland营养液,植物在能够控制光照和温度的温室中进行培养。培养4周后,取出植物幼苗,用无菌水冲洗干净,随机选取植物根系采用曲利苯蓝染色-方格交叉法测定根系侵染率,之后移栽大小均一的幼苗到植物生长室顶部针管装置中,用无菌棉固定植物。分室底部排水箱添加4L 1/4改良Hoagland营养液,开启定时的过滤泵,调节雾化喷嘴为植物提供生长必需营养,整个系统形成定时循环设计。
所述改良Hoagland营养液的配方为:
磷酸二氢钾136g/L,硝酸钾101g/L,硝酸钙236g/L,硫酸镁246.5g/L,硼酸2.86g/L,氯化锰1.81g/L,硫酸锌0.22g/L,硫酸铜0.08g/L,锰酸0.02g/L,硫酸亚铁5.57g/L,乙二胺四乙酸7.45g/L;其中P元素含量要低于20μg/g。
3)培养过程:
培养过程在温室中进行,育苗前期在培养基质表面覆盖一层黑色塑料薄膜,植物地上部保持在外部,这样可以防止水分过度蒸发和藻类植物生长,避免外源污染。植物幼苗移栽到分室装置后,可以根据植物需要调节浇灌时间和营养水平。培养过程中可透过视窗随时观察较细菌根穿过上层尼龙网(1mm尼龙网)伸展到根系微生长空间(或区隔室),也可以观察菌丝穿过下层尼龙网(30μm尼龙网)进入菌丝体生长室,开展根外菌丝功能研究。
一般培养周期为10周左右。在培养2周后,玉米新生根系开始穿过1000μm尼龙网,产生根外菌丝,生成的菌丝具有较强的分枝能力和侵染潜力。培养4周后,一些菌丝穿过30μm尼龙网进入菌丝室,从而研究AM真菌功能,其方法如下:1)提供大量纯净的AM真菌孢子、菌丝等繁殖体,为遗传学和生物学的研究提供可能;2)33P、15N等同位素标记的植物凋落物、秸秆碎样用30μm尼龙网包裹,放置在菌丝室,研究根外菌丝对N、P等元素的吸收能力;3)采用密闭透明的玻璃罩/塑料袋将植物地上部罩住,进行13CO2标记,研究C—P或C—N分配模式,也可以研究CO2浓度升高对AM真菌繁殖体产生,以及AM真菌与宿主植物之间关系的影响;4)调节定时器控制泵水间隔时间,研究AM真菌对干旱/水淹胁迫的响应机制;5)模拟红树植物潮间带生境(潮汐),探究AM真菌侵染对红树植物的影响;6)实验开始前,在排水箱中配制不同重金属(Cd、Pb等)浓度的营养液,水泵将溶液以汽雾的形式喷洒于植物根系,研究重金属对AM真菌繁殖体、宿主植物以及二者之间的关系的影响;7)本专利可以将菌丝室更换,使其与右边植物生长室相同,进而开展AM真菌对植物种内/种间竞争的调控;8)装置更换后,采用13CO2示踪法研究AM真菌吸收植物20%的光合产物的转换和传输过程。本发明设计了定时循环系统为宿主植物提供均一的营养液(如pH、营养组分等相同),可以单一探究AM真菌的功能。
试验结束后,即可拆卸装置,取出菌丝室中的培养基质(陶粒/玻璃珠),将菌丝体内的真菌繁殖材料连同玻璃珠一起转移到150μm网筛上,用蒸馏水小心冲洗,底部配制38μm网筛回收AM真菌繁殖体。若菌丝室中以玻璃珠为培养基质,可以直接将真菌繁殖材料连同玻璃珠慢慢倾倒在盛有蒸馏水的塑料杯中,因为玻璃珠较重所以会快速沉入杯底,而孢子和菌丝体都悬浮于水面,然后用38μm的网筛回收纯净的真菌材料,连续重复3次即可把所有的菌丝体和孢子回收。本发明也将植物生长室分隔为三个区间,上层为宿主植物粗根系产生的AM真菌繁殖体,中层为植物较细根系产生的AM真菌繁殖体,下层为单一的菌丝和孢子。若研究需要也可以对比粗根系与细根系的侵染水平和繁殖体的质量。

Claims (10)

1.一种定时循环的AM真菌扩繁及功能实验装置,其特征在于设有培养箱盖、培养箱、培养基质、同位素添加空间、菌丝室、排水箱盖、排水箱、过滤泵、植物生长室、喷嘴调控钩和尼龙网;所述培养箱盖盖在培养箱上,培养箱由纵向网分割成菌丝室和植物生长室,培养基质和同位素添加空间放置在菌丝室内,培养箱的底部设有排水孔;排水箱设在培养箱底部,排水箱盖盖在排水箱上,过滤泵设在排水箱内,喷嘴调控钩和尼龙网设在植物生长室内,喷嘴调控钩上设有雾化喷嘴,所述雾化喷嘴与过滤泵之间由软管连接,植物生长室的顶部设植物固定装置。
2.如权利要求1所述一种定时循环的AM真菌扩繁及功能实验装置,其特征在于所述培养基质采用陶粒或玻璃珠,所述陶粒的直径可为5mm,玻璃珠的直径可为2mm。
3.如权利要求1所述一种定时循环的AM真菌扩繁及功能实验装置,其特征在于所述植物固定装置采用固定管,所述固定管可采用针管或PVC管。
4.如权利要求1所述一种定时循环的AM真菌扩繁及功能实验装置,其特征在于所述过滤泵上设定时器。
5.如权利要求1所述一种定时循环的AM真菌扩繁及功能实验装置,其特征在于所述过滤泵采用小型微过滤泵,所述小型微过滤泵可采用HJ-1500型小型微过滤泵,25W,1500L/h,流量可调节。
6.如权利要求1所述一种定时循环的AM真菌扩繁及功能实验装置,其特征在于所述尼龙网采用不同孔径的尼龙网,所述尼龙网可设上层尼龙网和下层尼龙网,上层尼龙网的孔径为1mm,下层尼龙网的孔径为30μm,上层尼龙网设在植物生长室高度12cm处,下层尼龙网设在植物生长室高度6cm处;所述排水孔上可覆盖尼龙网。
7.如权利要求1所述一种定时循环的AM真菌扩繁及功能实验装置,其特征在于所述植物生长室的尺寸为20cm×20cm×20cm。
8.如权利要求1所述定时循环的AM真菌扩繁及功能实验装置的使用方法,其特征在于所述使用方法如下:
1)基本材料准备
A植物材料:所述植物材料选自宿主植物、白三叶(Trifolium repens)、长夜车前草(Plantago lanceolata)、红树秋茄(Kandelia candel)中的一种;
B培养基质
按体积比,植物种子使用10%H2O2灭菌5min,然后用无菌蒸馏水冲洗干净,培养在28℃的恒温箱中预发芽;两格组合塑料箱、苗钵采用84消毒液和70%酒精灭菌;
2)培养系统的建立
5天后,预发芽的种子移栽至已灭菌的苗钵,苗钵中先添加600g沙土和沸石,按质量比,沙土︰沸石为3︰1,灭菌混合物,灭菌条件为121℃,30min,然后铺一层菌根接种剂,按质量比,接种剂量为生长基质总量的5%~10%,接着添加200g灭菌基质,每天浇灌无菌水,每3天浇一次1/4改良Hoagland营养液,植物在能够控制光照和温度的温室中进行培养;培养4周后,取出植物幼苗,用无菌水冲洗干净,随机选取植物根系采用曲利苯蓝染色-方格交叉法测定根系侵染率,之后移栽大小均一的幼苗到植物生长室顶部针管装置中,用无菌棉固定植物,分室底部排水箱添加4L 1/4改良Hoagland营养液,开启定时的过滤泵,调节雾化喷嘴为植物提供生长必需营养,整个系统形成定时循环设计;
所述改良Hoagland营养液的配方为:
磷酸二氢钾136g/L,硝酸钾101g/L,硝酸钙236g/L,硫酸镁246.5g/L,硼酸2.86g/L,氯化锰1.81g/L,硫酸锌0.22g/L,硫酸铜0.08g/L,锰酸0.02g/L,硫酸亚铁5.57g/L,乙二胺四乙酸7.45g/L;其中P元素含量要低于20μg/g;
3)培养过程
培养过程在温室中进行,育苗前期在培养基质表面覆盖一层黑色塑料薄膜,植物地上部保持在外部,植物幼苗移栽到分室装置后,根据植物需要调节浇灌时间和营养水平,培养过程中透过视窗随时观察较细菌根穿过上层尼龙网伸展到根系微生长空间或区隔室,或观察菌丝穿过下层尼龙网进入菌丝体生长室,开展根外菌丝功能研究。
9.如权利要求8所述定时循环的AM真菌扩繁及功能实验装置的使用方法,其特征在于所述宿主植物选自玉米(Zea mays)。
10.如权利要求8所述定时循环的AM真菌扩繁及功能实验装置的使用方法,其特征在于所述培养基质为陶粒或玻璃珠,所述陶粒的直径可为5mm,玻璃珠的直径可为2mm。
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