CN1719220A - 岩生植物根系分泌物和循环液收集装置及收集方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种根系分泌物和循环液收集装置及收集方法，由植株培养部分及根系分泌物和和循环液收集部分组成，植株培养部分包括上口部有无菌膜的植株培养皿、被纵向平均切割开的圆柱形石体及漏斗；根系分泌物和循环液收集部分包括循环液采集柱、树脂收集柱、充气泵和连接管。利用该装置从循环液采集柱采集循环液，从树脂收集柱收集根系分泌物。结构严密，为一封闭系统，达无菌水平高。该方法能方便地无菌原位收集根系分泌物及循环液，用于在植株培养过程中对其根系分泌物及转化迁移岩石养分能力进行分析测定。

Description

岩生植物根系分泌物和循环液收集装置及收集方法

技术领域

本发明涉及一种分析装置及方法，特别是涉及一种岩生植物根系分泌物和循环液收集装置及收集方法。

背景技术

岩生植物在生长过程中为适应养分贫瘠、生态因子变化激烈频繁的特殊生境，其根系不断地向根际环境分泌种类繁多的活性化学物质，主要包括无机离子和有机化合物，除细胞脱落物和粘液外，其余的根际物质均为可溶性物质，统称为根系分泌物，其中，有4～7％进入岩石内部，促进岩石内养分的活化与迁移。研究岩生植物根系分泌物及转化迁移岩石养分的能力是研究植物营养、化感作用及根际微生态的重要内容。中国专利021382581公开了一种植物根分泌物连续收集方法及装置，它包括装有石英砂的植物裁培皿，其底部开口，开口处与开有通孔的橡皮塞密封，插入一根连通管，连通管口与石英砂之间有玻璃棉隔离，连通管下端经阀门与装有树脂的玻璃瓶上口连接，其下口用玻璃棉隔离后经连通管再返至裁培皿上口，在此段管路中设有充气口，裁培皿及玻璃瓶均为不透光壁。该装置不能模拟岩生植物原位生长环境，培养过程中植物根系长期处于无氧环境，收集的活性物质不能代表植物正常生长状态下的情况，只能收集根系分泌物，采集循环液较困难，无法研究根系分泌物转化岩石养分的能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不但能收集岩生植物根系分泌物，而且能方便地采集循环液，有利于研究岩生植物营养、化感作用及根际微生态的岩生植物根系分泌物和循环液收集装置及收集方法。

本发明岩生植物根系分泌物和循环液收集装置由植株培养部分及根系分泌物和循环液收集部分组成。植株培养部分包括植株培养皿，设置在其上口部的无菌膜，位于植株培养皿下部的漏斗，置于植株培养皿中被纵向平均切割开的圆柱形石体，石体中各部分间的缝距为3～5mm。为了在植株培养过程中观察并控制水位的高低及方便地补充水分，可在植株培养皿侧壁设置液位计；根系分泌物和循环液收集部分包括循环液采集柱，树脂收集柱、连接管和充气泵。循环液采集柱上端通过漏斗阀门与漏斗下端连接，循环液采集柱下端与树脂收集柱一端连接，树脂收集柱另一端与连接管连接，连接管另一端伸入植株培养皿中的石体上，连接管上接有充气泵，且树脂收集柱两端有连通管连通。其中，循环液采集柱包括柱体，分别设置在柱体上、下部的上阀门和下阀门，设置在柱体中部的过滤膜，设置在柱体上且分别位于过滤膜上部的上支管及下部的下支管，下支管用于与水箱连接。树脂采集柱内装有阳离子交换树脂、阴离子交换树脂和中性交换树脂，树脂采集柱两端设置有A阀门和C阀门，连通管上设置有B阀门，连接管上设置有D阀门。

本发明岩生植物根系分泌物和循环液收集装置的工作原理是，岩生植物生长于石体上，关闭树脂收集柱两端的A阀门和C阀门，淋洗石体，并进行一定时间的循环，再从循环液采集柱上支管抽取循环液；然后关闭B阀门，开启A阀门和C阀门，使循环液通过树脂收集柱再循环一定时间，取下树脂收集柱，按传统方式用淋洗液淋洗树脂收集柱，收集岩生植物根系分泌物。当需清洗过滤膜时，关闭上阀门和下阀门，将下支管与水箱连通，水箱内的水进入循环液采集柱向上经过滤膜后从上支管流出，从而将过滤膜上的污物冲掉，达到清洁过滤膜的目的。

本发明岩生植物根系分泌物及循环液收集方法其操作步骤是：

1)将灭菌后的岩生植物种子撒播于圆柱形岩石表面，铺上经灭菌处理的石英砂，放置于种子培养皿中，加入无菌水，并控制温度、光照时间及光照强度进行培养，直到幼苗根系发达。

2)将1)步骤培养的幼苗清洗、灭菌处理后，将其根系平铺于植株培养皿中的石体表面，用石英砂压根，石英砂厚度根据植物的种类而定，一般为5～15mm，并用不透光纸包裹植株培养皿外壁，包裹高度同石体高度，关闭漏斗阀门，调节并保持植株培养皿中的水位，将植株培养皿上口部的无菌过滤膜盖上，进行植株培养；

3)开启漏斗阀门、上阀门、下阀门、B阀门及D阀门，关闭A阀门和C阀门，分别用蒸馏水和去离子水冲洗石英砂和石体，并开启充气泵，使液体循环12～24小时，从上支管抽取循环液待分析测定；

4)关闭B阀门，开启A阀门和C阀门，使循环液通过树脂收集柱再循环48～72小时，取下树脂收集柱，按传统方法分别用淋洗液冲洗树脂，收集洗出液，真空减压浓缩，用纤维微孔膜过滤，得根系分泌物(滤液)，保存于冰箱内待分析测定。

本发明装置的优点在于结构严密，为一封闭系统，达无菌水平高，可同时用于收集循环液和根系分泌物。收集方法的优点在于，可在收集根系分泌物之前方便地采集循环液，用于测定其养分含量，不用拆卸装置来收集，从而避免由此而引起的外部干扰，保证实验的准确性，达到无菌原位收集根系分泌物的效果，收集的活性物质完全能代表岩生植物正常生长状态下的情况，用于研究根系分泌物转化岩石养分的能力。

附图说明

图1：本发明装置结构示意图

具体实施方式

本发明岩生植物根系分泌物和循环液收集装置包括上口部有无菌培养膜5的植株培养皿1，与植株植株皿1下部连接的漏斗2，置于植株培养皿1中被纵向平均切割成四块的圆柱形石体3，设置在培养皿侧壁上的液位计4，与漏斗2下端连接的循环液采集柱，与循环液采集柱下端连接的树脂收集柱6，与树脂收集柱6另一端连接且伸入石体3上的连接管20，与树脂收集柱6两端连接的连通管7，设置在连接管20上的充气泵8。其中，循环液采集柱包括柱体9，分别设置在柱体9上、下部的上阀门10和下阀门11，设置在柱体9中部的过滤膜12，设置在柱体9上且分别位于过滤膜12上部的上支管13及下部的下支管14，下支管14与水箱15连接。循环液采集柱与漏斗4间设置有漏斗阀门16，树脂采集柱6两端设置有A阀门17和C阀门18，连通管7上设置有B阀门19，连接管20上设置有D阀门21。

本发明根系分泌物和循环液收集方法是：

1)将灭菌后的岩生植物金发草种子撒播于圆柱形岩石表面，铺上5mm厚经灭菌处理的石英砂，放置于种子培养皿中，加入无菌水，并控制温度25±2℃、光照时间10小时/天，光照强度2200lux，培养2周，种子发芽，继续培养60天，幼苗根系发达。

2)将1)步骤培养的幼苗用蒸馏水清洗根、茎和叶，经常规方法灭菌处理后，将其根系平铺于植株培养皿中的石体表面，用石英砂压根，石英砂厚度为10mm，并用不透光纸包裹植株培养皿外壁，包裹高度同石体高度，将植株培养皿上口部的无菌过滤膜盖上，关闭上阀门，调节并保持植株培养皿中的水位低于石体表面1cm，保持此水位30天，后植株生长过程中水位下降，下降至原高度1/2时，保持此水位培养5个月；

3)开启漏斗阀门、上阀门、下阀门、B阀门及D阀门，关闭A阀门和C阀门，分别用蒸馏水冲洗石英砂和石体4次，然后用去离子水冲洗石英砂和石体2次，开启充气泵，使液体循环20小时，从上支管抽取循环液待分析测定；

4)关闭B阀门，开启A阀门和C阀门，使循环液通过树脂收集柱再循环60小时，取下树脂收集柱，按传统方法分别用淋洗液冲洗树脂，收集洗出液，真空减压浓缩，用纤维微孔膜过滤，得根系分泌物(滤液)，保存于冰箱内待分析测定。

Claims (6)

1、一种岩生植物根系分泌物和循环液收集装置，由植株培养部分及根系分泌物收集部分组成，植株培养部分包括植株培养皿和培养基体，根系分泌物收集部分包括树脂收集柱、连接管和充气泵，其特征在于，培养基体是被纵向平均切割开的圆柱形石体，且植株培养皿上口部设置有无菌膜，植株培养皿下部设置有漏斗；根系分泌物收集部分还设置有循环液采集柱，循环液采集柱的上端与漏斗下端连接，循环液采集柱下端与树脂收集柱一端连接，树脂收集柱另一端与连接管连接，连接管另一端伸入石体上，且树脂收集柱两端有连通管连通。

2、如权利要求1所述岩生植物根系分泌物及循环液收集装置，其特征在于循环液采集柱包括柱体，分别设置在柱体上、下部的上阀门和下阀门，设置在柱体中部的过滤膜，设置在柱体上且分别位于过滤膜上部的上支管及下部的下支管，循环液采集柱与漏斗间设置有漏斗阀门。

3、如权利要求1所述岩生植物根系分泌物和循环液收集装置，其特征在于，树脂收集柱是装有阳离子树脂、阴离子树脂和中性树脂的树脂收集柱，其两端设置有A阀门和C阀门，连通管上设置有B阀门，连接管上设置有D阀门。

4、如权利要求1所述岩生植物根系分泌物和循环液收集装置，其特征在于植株培养皿上设置有液位计。

5、如权利要求1所述岩生植物根系分泌物及循环液收集装置，其特征在于石体中各部分间的缝距为3～5mm。

6、一种利用权利要求1所述收集装置的岩生植物根系分泌物和循环液收集方法，其特征在于操作步骤如下：

1)将灭菌后的岩生植物种子撒播于圆柱形岩石表面，铺上灭菌处理后的石英砂，放置于种子培养皿中，加入无菌水进行培养；

2)步骤1)将培养出的幼苗清洗、灭菌处理后，将其根系平铺于植株培养皿中的石体表面，用石英砂压根，并用不透光纸包裹植株培养皿外壁，包裹高度同石体高度，关闭漏斗阀门，调节并保持植株培养皿中的水位，将植株培养皿上口部的无菌培养膜盖上，进行植株培养；

3)开启漏斗阀门、上阀门、下阀门、B阀门及D阀门，关闭A阀门和C阀门，分别用蒸馏水和去离子水冲洗石英砂和石体，并开启充气泵，使液体循环12～24小时，从上支管抽取循环液待分析测定；

4)关闭B阀门，开启A阀门和C阀门，使循环液经过树脂收集柱再循环48～72小时，取下树脂收集柱，分别用淋洗液冲洗树脂，收集洗出液，真空减压浓缩，用纤维微孔膜过滤，得根系分泌物，保存于冰箱内待分析测定。