CN116762701A - 用于在近自然状态下检测植物根向水性的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明基于“山梨醇‑琼脂法”提供一种用于在近自然状态下检测植物根向水性的装置及方法。本发明中的装置相比于已报道的方形透明培养皿(其横截面的长×宽为12cm×12cm)装置节省约20％的MS培养基。利用本实验装置，能够更加接近自然界中植物根系生长条件(地上部分在光下，而根在黑暗环境中)，且能够更好的培养和观察植物尤其是作物根系的向水性，操作灵活方便、方法有效稳定。
Description
技术领域
本发明属于实验设备技术领域，具体涉及研究植物根系向水性实验装置及方法，该装置适用于培养和观察植物根系向水性。
背景技术
植物根系向水性是指当土壤干燥而水分分布不均匀时，根趋向于较湿润的地方生长的特性，而如何设计更加接近自然界中植物根系生长条件(地上部分在光下，而根在黑暗环境中)来研究向水性的实验装置尚缺乏报道。
目前已报道的植物根系向水性研究方法较少，并且大部分植物向水性实验主要采用全封闭式方形培养皿(其横截面的长×宽为12cm×12cm)，虽然其本身可以模拟植物根系的向水性，但与自然界中植物根系生长条件(地上部分在光下，而根在黑暗环境中)不符。
因此，需要建立在近自然条件下(地上部分在光下，而根在黑暗环境中)研究植物根系向水性的实验装置。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种用于在近自然状态下检测植物根向水性的装置及方法，其目的主要在于使植物地上部分在光照下，而地下部分在黑暗中，使得向水性研究过程中的植物根系生长条件更贴合自然界根系生长环境。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明第一方面提供一种用于在近自然状态下检测植物根向水性的装置，该装置包括由不透光的培养皿底和培养皿盖组成的培养皿；其中，所述培养皿底包括底板，以及围绕所述底板设置的第一侧板组件；所述第一侧板组件包括顺次相连的第一上侧板、第一右上侧板、第一右侧板、第一下侧板和第一左侧板，所述第一上侧板与第一下侧板相平行，所述第一右侧板与第一左侧板相平行，所述第一右上侧板与第一上侧板、第一右侧板之间的夹角均为钝角，所述第一右上侧板远离于所述底板的一侧设置有多个锯齿；所述培养皿盖包括盖板，以及围绕所述盖板设置的第二侧板组件；所述第二侧板组件包括顺次相连的第二上侧板、第二右上侧板、第二右侧板、第二下侧板和第二左侧板，所述第二上侧板与第二下侧板相平行，所述第二右侧板与第二左侧板相平行，所述第二右上侧板与第二上侧板、第二右侧板之间的夹角均为钝角；所述培养皿盖盖设在所述培养皿底上，且使所述第一右上侧板露出部分所述锯齿以形成小孔，所述小孔用于植物地上部分生长后自所述培养皿穿出。
进一步的，在所述第一侧板组件中沿围绕方向，所述第一上侧板、第一右侧板、第一下侧板和第一左侧板之间的长度尺寸比为2：5.7：11.5：11.5；在所述第二侧板中沿围绕方向，所述第二上侧板、第二右侧板、第二下侧板和第二左侧板之间的长度尺寸比为2.6：6.3：12：12。
进一步的，所述锯齿呈方形，所述小孔为方形孔，所述小孔的数量为11个。
进一步的，在所述第一侧板组件中，所述第一上侧板的长为2cm、宽为1.6cm，所述小孔的长为0.5cm、宽为0.65cm，第一右侧板的长为5.7cm、宽为1.6cm，第一下侧板的长为11.5cm、宽为1.6cm，以及第一左侧板的长为11.5cm、宽为1.6cm；在所述第二侧板组件中，所述第二上侧板的长为2.6cm、宽为1cm，第二右侧板的长为6.3cm、宽为1cm，第二下侧板的长为12cm、宽为1cm，以及第二左侧板的长为12cm、宽为1cm。
进一步的，该装置还包括培养基，所述培养基设置在所述培养皿底内。
本发明第二方面提供一种用于在近自然状态下检测植物根向水性的方法，该方法应用于如上述的用于在近自然状态下检测植物根向水性的装置中；在植物种子为水稻的情况下，该方法包括：在所述培养皿底中倒入1/4MS培养基，待1/4MS培养基凝固后，切去所述1/4MS培养基上远离于第一右上侧板的下半部分而保留上半部分，形成了仅含有1/4MS培养基的区域以及下半部分空缺的区域，在所述下半部分空缺的区域倒入1/4MS+1500mM山梨醇培养基；将根长2.5cm-3cm的水稻幼苗移至所述仅含有1/4MS培养基的区域(使其根尖位于1/4MS培养基与1/4MS+1500mM山梨醇培养基的交界线上方3mm处)，使水稻幼苗的茎通过小孔自所述培养皿底中露出；在所述所述培养皿底上盖上所述培养皿盖，放置于光照培养箱中培养，以进行根系向水性实验；其中，400mL体系的1/4MS培养基的配方为2g蔗糖、0.433gMurashige&Skoog、4g琼脂；400mL体系的1/4MS+1500mM山梨醇培养基的配方为2g蔗糖、0.433g Murashige&Skoog、109.302g山梨醇、4g琼脂；培养基的pH均调至6.0-6.2。
进一步的，在所述进行根系向水性实验的步骤之前，还包括：选取籽粒饱满且大小一致的水稻种子，剥去外壳后置于50mL的离心管中，用30％次氯酸(HClO)和蒸馏水以3:7的体积比消毒15min，然后用无菌蒸馏水冲洗5次，每次1min，消毒和洗涤过程均需不断震荡离心管，以对种子表面进行消毒。
进一步的，在所述进行根系向水性实验的步骤之前，还包括：在圆形培养皿中放置两层滤纸，用镊子将表面消毒并洗涤后的水稻种子均匀置于滤纸上，并加入适量无菌蒸馏水，无菌蒸馏水的水面高度约为2mm，将装有种子的圆形培养皿置于37℃恒温箱避光催芽1.5-2天，让水稻种子充分吸水萌发；其中，所述圆形培养皿的直径为14cm。
进一步的，在所述进行根系向水性实验的步骤之前，还包括：将发芽一致的水稻种子，此时水稻根长约0.5cm，移入96孔黑色水培盒中，并在所述96孔黑色水培盒中加入无菌蒸馏水，然后置于光照培养箱中生长2天，待根长至2.5-3cm用于根系向水性实验；其中，96孔黑色水培盒的尺寸是长×宽×高为12cm×8cm×11cm。
进一步的，所述光照培养箱的培养条件为：24±2℃，光周期为14h/10h，相对湿度为70％RH，光照50μmol m-2s-1。
相较于现有技术，本发明提供的技术方案至少具有以下优点：
本发明基于“山梨醇-琼脂法”提供一种用于在近自然状态下检测植物根向水性的装置及方法。本发明中的装置相比于已报道的方形培养皿(其横截面的长×宽为12cm×12cm)装置节省约20％的MS培养基。利用本实验装置，能够更加接近自然界中植物根系生长条件(地上部分在光下，而根在黑暗环境中)，且能够更好的培养和观察植物尤其是作物根系的向水性，操作灵活方便、方法有效稳定。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是本发明装置的形状示意图；
图2是本发明装置水稻实施例的工作流程图；
图3是本发明装置的工作流程图。
具体实施方式
发明人发现，现有技术中大部分植物向水性实验主要采用全封闭式方形透明培养皿，其与自然界中植物根系生长条件(地上部分在光下，而根在黑暗环境中)不符。
鉴于此，本发明设计出研究植物根系向水性的实验装置及办法，对植物尤其是作物根系向性生长研究具有重要的理论价值，并且在植物的耐旱性的提高以及耐旱植物的育种方面具有广阔的应用前景。
本发明第一方面提供一种用于在近自然状态下检测植物根向水性的装置，该装置包括由不透光的培养皿底和培养皿盖组成的培养皿；
其中，所述培养皿底包括底板4，以及围绕所述底板4设置的第一侧板组件；所述第一侧板组件包括顺次相连的第一上侧板1、第一右上侧板2、第一右侧板5、第一下侧板6和第一左侧板3，所述第一上侧板1与第一下侧板6相平行，所述第一右侧板5与第一左侧板3相平行，所述第一右上侧板2与第一上侧板1、第一右侧板5之间的夹角均为钝角，所述第一右上侧板2远离于所述底板4的一侧设置有多个锯齿；
所述培养皿盖包括盖板10，以及围绕所述盖板10设置的第二侧板组件；所述第二侧板组件包括顺次相连的第二上侧板7、第二右上侧板8、第二右侧板11、第二下侧板12和第二左侧板9，所述第二上侧板7与第二下侧板12相平行，所述第二右侧板11与第二左侧板9相平行，所述第二右上侧板8与第二上侧板7、第二右侧板11之间的夹角均为钝角；
所述培养皿盖盖设在所述培养皿底上，且使所述第一右上侧板2露出部分所述锯齿以形成小孔13，所述小孔13用于植物地上部分生长后自所述培养皿穿出。
如图1所示，其中，图1A为培养皿底的形状示意图；图1B为培养皿盖的形状示意图；图1C为组装完全的培养皿(即本发明提供的用于在近自然状态下检测植物根向水性的装置)。首先用胶水将切割成不同尺寸的黑色聚丙乙烯塑料板：第一上侧板1、第一右上侧板2、第一左侧板3、底板4、第一右侧板5和第一下侧板6粘黏起来，组装成培养皿底；其次用胶水将切割成不同尺寸的黑色聚丙乙烯塑料板：第二上侧板7、第二右上侧板8、第二左侧板9、盖板10、第二右侧板11和第二下侧板12粘黏起来，组装成培养皿盖；然后在带有11个孔的黑色培养皿底的倒入1/4MS培养基，待1/4MS培养基凝固后，用手术刀切去下半部分保留上半部分仅含有1/4MS培养基的区域15，并在另半部分倒入1/4MS+1500mM山梨醇培养基16；将根长2.5-3cm的水稻幼苗14移至1/4MS培养基15处，使水稻茎通过小孔13露出培养皿；最后盖上黑色培养皿盖，放置于光照培养箱中培养。
本发明第二方面提供一种用于在近自然状态下检测植物根向水性的方法，该方法应用于如上述的用于在近自然状态下检测植物根向水性的装置中；
在植物种子为水稻的情况下，该方法包括：在所述培养皿底中倒入1/4MS培养基，待1/4MS培养基凝固后，切去所述1/4MS培养基上远离于第一右上侧板的下半部分而保留上半部分，形成了仅含有1/4MS培养基的区域15以及下半部分空缺的区域，在所述下半部分空缺的区域倒入1/4MS+1500mM山梨醇培养基16；将根长2.5cm-3cm的水稻幼苗14移至所述仅含有1/4MS培养基的区域15(使其根尖位于1/4MS培养基与1/4MS+1500mM山梨醇培养基的交界线上方3mm处)，使水稻幼苗的茎通过小孔自所述培养皿底中露出；在所述培养皿底上盖上所述培养皿盖，放置于光照培养箱中培养，以进行根系向水性实验；其中，400mL体系的1/4MS培养基的配方为2g蔗糖、0.433g Murashige&Skoog、4g琼脂；400mL体系的1/4MS+1500mM山梨醇培养基的配方为2g蔗糖、0.433g Murashige&Skoog、109.302g山梨醇、4g琼脂；培养基的pH均调至6.0-6.2。
具体的，本发明中用于在近自然状态下检测植物根向水性的方法，包括以下步骤：
(1)种子表面消毒：选取籽粒饱满且大小一致的水稻种子，剥去外壳后置于50mL的离心管中，用30％次氯酸(HClO)和蒸馏水以3:7的体积比消毒15min，然后用无菌蒸馏水冲洗5次，每次1min，消毒和洗涤过程均需不断震荡离心管。
(2)种子萌发：在圆形培养皿(直径14cm)中放置两层滤纸，用镊子将表面消毒并洗涤后的水稻种子均匀置于滤纸上，并加入适量无菌蒸馏水(保证水面高度约为2mm)。将装有种子的圆形培养皿置于37℃恒温箱避光催芽1.5-2天，让水稻种子充分吸水萌发。
(3)播种与培养：将发芽一致的水稻种子(此时水稻根长约0.5cm)移入96孔黑色水培盒(12×8×11cm，长×宽×高)中，并在水培盒中加入无菌蒸馏水，然后置于光照培养箱(即人工培养箱，培养条件为：24±2℃，光周期为14h/10h，相对湿度为70％RH，光照50μmolm-2s-1)。在光照培养箱中生长2天，待根长至2.5-3cm用于根系向水性实验。
(4)根系向水性实验：将根长至2.5-3cm的水稻幼苗移至含有1/4MS培养基的11孔培养皿(2×11.5×11.5×5.7cm，上端长度×下端长度×左侧高度×右侧高度)的一半处，培养皿的另一半为1/4MS+1500mM山梨醇培养基(1/4MS培养基(400mL体系)配制:2g蔗糖、0.433g Murashige&Skoog、4g琼脂；1/4MS+1500山梨醇培养基(400mL体系)配制：2g蔗糖、0.433g Murashige&Skoog、109.302g山梨醇、4g琼脂。培养基pH均调至6.0-6.2)。将培养皿置于光照培养箱(即人工培养箱，培养条件为：24±2℃，光周期为14h/10h，相对湿度为70％RH，光照50μmol m-2s-1)。
图2、3为本发明装置的工作流程图。
如图2所示，其中，图2A为圆形培养皿(直径14cm)；图2B为黑色方形水培盒(尺寸：长×宽×高为12cm×8cm×11cm)；图2C为本发明装置。将消毒完的水稻种子放在培养皿A中避光催芽，待冒出小芽后，用镊子将水稻移入水培盒B中，使水稻幼苗在光下生长两天；组装好11孔培养皿(即本发明装置)备用。图2D为对照组和向水性处理组的根系向水性实验，水稻根系的向水性处理时间为24h。图2E为对照和向水性处理24h后的表型。图2F为不同浓度山梨醇处理24h后水稻根的向水性弯曲角度，图2G为不同浓度山梨醇处理24h后水稻根生长长度的统计。图2F和图2G中相同字母表示无显著性差异，不同字母则说明具有显著性差异(p<0.05)。
如图3所示，其中，图3A为2mL离心管；图3B为圆形培养皿(直径9cm)。消毒完的番茄种子放在离心管A中吸水膨胀，2天后，用镊子将番茄种子放入培养皿B中避光催芽。图3C为番茄幼苗生长图，如图3C所示，待冒出小芽后将番茄幼苗立即放入光下生长。图3D为对照组和向水性处理组的根系向水性实验，番茄根系的向水性处理时间为8h。图3E为对照组和向水性处理组8h的表型。图3F为不同浓度山梨醇处理8h后番茄根的向水性弯曲角度和伸长的统计，图3G为不同浓度山梨醇条件下向水性处理8h后番茄根生长长度的统计。图3F和图3G中相同字母表示无显著性差异，不同字母则说明具有显著性差异(p<0.05)。
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明的具体操作流程如下：
实施例1(水稻)
(1)如图1所示，取黑色聚丙乙烯塑料板，用切割机切割成不同尺寸的黑色聚丙乙烯塑料板，首先用胶水将第一上侧板1、第一右上侧板2、第一左侧板3、底板4、第一右侧板5和第一下侧板6粘黏起来，组装成培养皿底；其次用胶水将第二上侧板7、第二右上侧板8、第二左侧板9、盖板10、第二右侧板11和第二下侧板12粘黏起来，组装成培养皿盖。
(2)培养基配制：
①1/4MS培养基(400mL体系)：称量2g蔗糖、0.433g Murashige&Skoog溶于适量蒸馏水中，定容至400mL，pH调至6.0-6.2，再加入4g琼脂，121℃灭菌20min。
②1/4MS+1500mM山梨醇培养基(400mL体系)：称量2g蔗糖、0.433g Murashige&Skoog、109.302g山梨醇溶于适量蒸馏水中，定容至400mL，pH调至6.0-6.2，再加入4g琼脂，121℃灭菌20min。
(3)种子表面消毒：选取籽粒饱满且大小一致的水稻种子，剥去外壳后置于50mL的离心管中，用30％次氯酸(HClO)和蒸馏水以3:7的体积比消毒15min，然后用无菌蒸馏水冲洗5次，每次1min，消毒和洗涤过程均需不断震荡离心管。
(4)种子萌发：如图2所示，在圆形培养皿A(直径14cm)中放置两层滤纸，用镊子将表面消毒并洗涤后的水稻种子均匀放置于滤纸上，并加入适量无菌蒸馏水(保证水面高度约为2mm)。将装有种子的圆形培养皿置于37℃恒温培养箱避光催芽1.5-2天，让水稻种子充分吸水萌发。
(5)播种与培养：如图2所示，用镊子将发芽一致的水稻种子(此时水稻根长约0.5cm)移入96孔黑色水培盒B(尺寸：长×宽×高为12cm×8cm×11cm)中，并在水培盒中加入无菌蒸馏水，然后置于光照培养箱(即人工培养箱，培养条件为：24±2℃，光周期为14h/10h，相对湿度为70％RH，光照50μmol m-2s-1)。在光照培养箱中生长2天，待根长至2.5-3cm用于根系向水性实验。
(6)根系向水性实验(图2D)：
对照组：在带有11个孔的黑色培养皿底的倒入1/4MS培养基，待培养基凝固后，用镊子在1/4MS培养基上划线(每条线从孔洞开始沿着重力方向垂直向下)，使得培养基上形成11个约1mm深、2.5-3cm长的凹槽。用镊子轻轻将根长至2.5-3cm的水稻幼苗垂直移至11孔培养皿中的凹槽内，使水稻的根被1/4MS培养基包裹，其茎通过小孔露出培养皿，盖上培养皿盖，并用医用透气胶贴粘贴培养皿盖与皿底之间的缝隙。最后将培养皿置于光照培养箱(即人工培养箱，培养条件为：24±2℃，光周期为14h/10h，相对湿度为70％RH，光照50μmolm-2s-1)，使得水稻的根系在黑暗中而水稻的地上部分在光下。培养1-2天，观察水稻根系的向水性弯曲角度和伸长长度。
向水性实验组：首先，在带有11个孔的黑色培养皿底的倒入1/4MS培养基，待1/4MS培养基凝固后，用手术刀切去下半部分保留上半部分(图1C15(虚线以上深蓝色部分))，并在另一半倒入1/4MS+1500mM山梨醇培养基(图1C16(虚线以下浅蓝色部分))，从而形成了右上半部分水势高而左下半部分水势低的水势梯度。用镊子在含有1/4MS培养基的一半处(图1C15(虚线以上深蓝色部分))划线(每条线从孔洞开始沿着重力方向垂直向下)，使得培养基上形成11个约1mm深、2.5-3cm长的凹槽。然后，用镊子轻轻将根长至2.5-3cm的水稻幼苗垂直移至11孔培养皿中的凹槽内，使水稻的根被1/4MS培养基包裹，其根尖位于1/4MS培养基与1/4MS+1500mM山梨醇培养基的交界线上方3mm处，其茎通过小孔露出培养皿，盖上培养皿盖，并用医用透气胶贴粘贴培养皿盖与皿底之间的缝隙。最后将培养皿置于光照培养箱(即人工培养箱，培养条件为：24±2℃，光周期为14h/10h，相对湿度为70％RH，光照50μmolm-2s-1)，使得水稻的根系在黑暗中而水稻的地上部分在光下。培养1-2天，观察水稻根系的向水性弯曲角度和伸长长度。
(7)用尼康相机拍摄水稻根系向水性弯曲表型(图2E)照片，用Image J软件测量根系弯曲角度和生长长度，再用SPSS软件统计数据的显著性差异，最后用GraphpadPrism 7软件作图(图2F)。可以看出，经1500mM、1800mM、2000mM山梨醇处理下水稻根弯曲角度更为明显，但1800mM和2000mM山梨醇处理严重抑制了水稻根系的生长，因此山梨醇浓度为1500mM时所形成的水势梯度是最适合研究水稻根系向水性的体系。
实施例2(番茄)
(1)如图1所示，取黑色聚丙乙烯塑料板，用切割机切割成不同尺寸的黑色聚丙乙烯塑料板，首先用胶水将第一上侧板1、第一右上侧板2、第一左侧板3、底板4、第一右侧板5和第一下侧板6粘黏起来，组装成培养皿底；其次用胶水将第二上侧板7、第二右上侧板8、第二左侧板9、盖板10、第二右侧板11和第二下侧板12粘黏起来，组装成培养皿盖。
(2)培养基配制：
①1/2MS培养基(400mL体系)：称量4g蔗糖、0.866g Murashige&Skoog溶于适量蒸馏水中，定容至400mL，pH调至6.0-6.2，再加入4g琼脂，121℃灭菌20min。
②1/2MS+1000mM山梨醇培养基(400mL体系)：称量4g蔗糖、0.866g Murashige&Skoog、72.868g山梨醇溶于适量蒸馏水中，定容至400mL，pH调至6.0-6.2，再加入4g琼脂，121℃灭菌20min。
(3)种子表面消毒：选取籽粒饱满且大小一致的番茄种子，置于2mL的离心管中，用30％次氯酸(HClO)和蒸馏水以2:8的体积比消毒15min，然后在超净工作台中用无菌蒸馏水冲洗5次，每次1min，消毒和洗涤过程均需不断震荡离心管。
(4)种子萌发：如图3所示，在装有已消毒完的番茄种子的离心管A中加入1mL无菌蒸馏水，盖上离心管盖，并用封口膜封口，放置在28℃恒温培养箱中2天，使得番茄种子充分吸水膨胀。取圆形培养皿B(直径9cm)，在超净工作台中往培养皿中倒入约35mL的1/2MS培养基，待培养基凝固后，用镊子将充分吸水膨胀的番茄种子放在培养基上，盖上培养皿盖，并用医用透气胶贴粘贴培养皿盖与皿底之间的缝隙，继续放置在28℃恒温培养箱中避光萌发。
(5)幼苗生长(图3C)：待番茄种子冒出小芽后立即放置在光照培养箱中(即人工培养箱，培养条件为：24±2℃，光周期为16h/8h，相对湿度为70％RH，光照50μmol m-2s-1)，番茄在光照培养箱中生长4天用于根系向水性实验。
(6)根系向水性实验(图3D)：
①对照组：在带有11个孔的黑色培养皿底的倒入1/2MS培养基，待培养基凝固后，用镊子将生长态势一致的番茄幼苗垂直移至11孔培养皿中，使番茄的茎和叶片通过小孔露出培养皿，盖上培养皿盖，并用透气胶贴粘贴培养皿盖与皿底之间的缝隙。最后将培养皿置于光照培养箱(即人工培养箱，培养条件为：24±2℃，光周期为16h/8h，相对湿度为70％RH，光照50μmol m-2s-1)，使得番茄根系在黑暗中而番茄的地上部分在光下。培养1-2天，观察番茄根系的向水性弯曲角度和伸长长度。
②向水性实验组：首先，在带有11个孔的黑色培养皿底的倒入1/2MS培养基，待1/2MS培养基凝固后，用手术刀切去下半部分保留上半部分(图1C15(虚线以上深蓝色部分))，并在另一半倒入1/2MS+1000mM山梨醇培养基(图1C16(虚线以下浅蓝色部分))，从而形成了右上半部分水势高而左下半部分水势低的水势梯度。然后，用镊子将生长态势一致的番茄幼苗垂直移至11孔培养皿中含有1/2MS培养基的一半处(图1C15(虚线以上深蓝色部分))，其根尖位于1/2MS培养基与1/2MS+1000mM山梨醇培养基的交界线上方3mm处，使番茄的茎和叶片通过小孔露出培养皿，盖上培养皿盖，并用透气胶贴粘贴培养皿盖与皿底之间的缝隙。最后将培养皿置于光照培养箱(即人工培养箱，培养条件为：24±2℃，光周期为16h/8h，相对湿度为70％RH，光照50μmol m-2s-1)，使得番茄根系在黑暗中而番茄的地上部分在光下。培养1-2天，观察番茄根系的向水性弯曲角度和伸长长度。
(7)用尼康相机拍摄番茄根系向水性弯曲表型(图3E)照片，用Image J软件测量根系弯曲角度和生长长度，再用SPSS软件统计数据的显著性差异，最后用GraphpadPrism 7软件作图(图3F)。可以看出，经1000mM山梨醇处理下番茄根弯曲角度更为明显，且1000mM山梨醇处理并没有严重抑制了番茄根系的生长，因此山梨醇浓度为1000mM时所形成的水势梯度是最适合研究番茄根系向水性的体系。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本申请的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本申请的精神和范围。任何本领域技术人员，在不脱离本申请的精神和范围内，均可作各自更动与修改，因此本申请的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。
Claims (10)
1.用于在近自然状态下检测植物根向水性的装置，其特征在于，该装置包括由不透光的培养皿底和培养皿盖组成的培养皿；
其中，所述培养皿底包括底板(4)，以及围绕所述底板(4)设置的第一侧板组件；所述第一侧板组件包括顺次相连的第一上侧板(1)、第一右上侧板(2)、第一右侧板(5)、第一下侧板(6)和第一左侧板(3)，所述第一上侧板(1)与第一下侧板(6)相平行，所述第一右侧板(5)与第一左侧板(3)相平行，所述第一右上侧板(2)与第一上侧板(1)、第一右侧板(5)之间的夹角均为钝角，所述第一右上侧板(2)远离于所述底板(4)的一侧设置有多个锯齿；
所述培养皿盖包括盖板(10)，以及围绕所述盖板(10)设置的第二侧板组件；所述第二侧板组件包括顺次相连的第二上侧板(7)、第二右上侧板(8)、第二右侧板(11)、第二下侧板(12)和第二左侧板(9)，所述第二上侧板(7)与第二下侧板(12)相平行，所述第二右侧板(11)与第二左侧板(9)相平行，所述第二右上侧板(8)与第二上侧板(7)、第二右侧板(11)之间的夹角均为钝角；
所述培养皿盖盖设在所述培养皿底上，且使所述第一右上侧板(2)露出部分所述锯齿以形成小孔(13)，所述小孔(13)用于植物地上部分生长后自所述培养皿穿出。
2.根据权利要求1所述的用于在近自然状态下检测植物根向水性的装置，其特征在于，在所述第一侧板组件中沿围绕方向，所述第一上侧板(1)、第一右侧板(5)、第一下侧板(6)和第一左侧板(3)之间的长度尺寸比为2：5.7：11.5：11.5；
在所述第二侧板中沿围绕方向，所述第二上侧板(7)、第二右侧板(11)、第二下侧板(12)和第二左侧板(9)之间的长度尺寸比为2.6：6.3：12：12。
3.根据权利要求2所述的用于在近自然状态下检测植物根向水性的装置，其特征在于，所述锯齿呈方形，所述小孔(13)为方形孔，所述小孔(13)的数量为11个。
4.根据权利要求3所述的用于在近自然状态下检测植物根向水性的装置，其特征在于，在所述第一侧板组件中，所述第一上侧板(1)的长为2cm、宽为1.6cm，所述小孔(13)的长为0.5cm、宽为0.65cm，第一右侧板(5)的长为5.7cm、宽为1.6cm，第一下侧板(6)的长为11.5cm、宽为1.6cm，以及第一左侧板(3)的长为11.5cm、宽为1.6cm；
在所述第二侧板组件中，所述第二上侧板(7)的长为2.6cm、宽为1cm，第二右侧板(11)的长为6.3cm、宽为1cm，第二下侧板(12)的长为12cm、宽为1cm，以及第二左侧板(9)的长为12cm、宽为1cm。
5.根据权利要求1所述的用于在近自然状态下检测植物根向水性的装置，其特征在于，该装置还包括培养基，所述培养基设置在所述培养皿底内。
6.用于在近自然状态下检测植物根向水性的方法，其特征在于，该方法应用于如权利要求1至5中任一项所述的用于在近自然状态下检测植物根向水性的装置中；
在植物种子为水稻的情况下，该方法包括：
在所述培养皿底中倒入1/4MS培养基，待1/4MS培养基凝固后，切去所述1/4MS培养基上远离于第一右上侧板的下半部分而保留上半部分，形成了仅含有1/4MS培养基的区域(15)以及下半部分空缺的区域，在所述下半部分空缺的区域倒入1/4MS+1500mM山梨醇培养基(16)；
将根长2.5cm-3cm的水稻幼苗(14)移至所述仅含有1/4MS培养基的区域(15)，使水稻幼苗(14)的茎通过小孔(13)自所述培养皿底中露出；
在所述培养皿底上盖上所述培养皿盖，放置于光照培养箱中培养，以进行根系向水性实验；
其中，400mL体系的1/4MS培养基的配方为2g蔗糖、0.433g Murashige&Skoog、4g琼脂；
400mL体系的1/4MS+1500mM山梨醇培养基的配方为2g蔗糖、0.433g Murashige&Skoog、109.302g山梨醇、4g琼脂；
培养基的pH均调至6.0-6.2。
7.根据权利要求6所述的用于在近自然状态下检测植物根向水性的方法，其特征在于，在所述进行根系向水性实验的步骤之前，还包括：
选取籽粒饱满且大小一致的水稻种子，剥去外壳后置于50mL的离心管中，用30％次氯酸和蒸馏水以3:7的体积比消毒15min，然后用无菌蒸馏水冲洗5次，每次1min，消毒和洗涤过程均需不断震荡离心管，以对种子表面进行消毒。
8.根据权利要求6所述的用于在近自然状态下检测植物根向水性的方法，其特征在于，在所述进行根系向水性实验的步骤之前，还包括：
在圆形培养皿中放置两层滤纸，用镊子将表面消毒并洗涤后的水稻种子均匀置于滤纸上，并加入适量无菌蒸馏水，无菌蒸馏水的水面高度约为2mm，将装有种子的圆形培养皿置于37℃恒温箱避光催芽1.5-2天，让水稻种子充分吸水萌发；
其中，所述圆形培养皿的直径为14cm。
9.根据权利要求6所述的用于在近自然状态下检测植物根向水性的方法，其特征在于，在所述进行根系向水性实验的步骤之前，还包括：
将发芽一致的水稻种子，此时水稻根长约0.5cm，移入96孔黑色水培盒中，并在所述96孔黑色水培盒中加入无菌蒸馏水，然后置于光照培养箱中生长2天，待根长至2.5-3cm用于根系向水性实验；
其中，96孔黑色水培盒的尺寸是长×宽×高为12cm×8cm×11cm。
10.根据权利要求6或9所述的用于在近自然状态下检测植物根向水性的方法，其特征在于，所述光照培养箱的培养条件为：24±2℃，光周期为14h/10h，相对湿度为70％RH，光照50μmolm-2s-1。
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