CN211148056U - 植物根系分泌物收集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种植物根系分泌物收集装置，其包括：用于容置植物根系的容置空间，容置空间至少包括用于接种目标微生物的第一容置空间和用于收集植物根系分泌物的第二容置空间；输液系统，包括用于储存营养液的储液池、用于运输营养液的输送装置，和用于为输送装置提供动力的动力装置，输送装置连接储液池和动力装置，以将储液池中的营养液输送给容置在容置空间内的植物根系；收集系统，包括用于吸附植物根系分泌物的活性炭片、用于避免外界微生物污染的尼龙滤膜；该植物根系分泌物收集装置能在植物不同生长时间和根系不同部位上收集根系分泌物，并能避免植物根系和外界微生物直接接触，能更有效的探究目标微生物作用的植物根系分泌物变化规律。

Description

植物根系分泌物收集装置

技术领域

本实用新型涉及一种植物根系分泌物收集装置，属于实验设备领域。

背景技术

当今越来越多的科研工作者以植物根系分泌物为研究对象，在探究植物与微生物之间的相互作用过程中，传统的根系分泌的收集方法存在着明显的不足，具体表现在：1、传统的收集方法通常是将植物从土壤中取出来，然后用无菌水漂洗，存在对植物根系组织破坏严重，杂质漂洗不干净等问题；2、收集过程中无法保证无菌环境，在探究植物与微生物互作时无法明确是否是由目标微生物影响植物根系分泌物的还是外界环境微生物有影响的；3、收集过程中人为干扰大，收集步骤繁杂、重复效果差，并且会对根系造成破坏，无法确定根系分泌物是微生物影响的还是人为干扰造成的；4、传统的根系分泌物收集后要通常采用平板检测，检测时间通常需要36-48小时，严重影响试验进度；5、在研究微生物与植物互作过程中，传统的收集方法无法准确解析哪类代谢物是植物产生的还是微生物代谢产生的，存在代谢物产生者不确定性，影响根系分泌物浓度，进而检测结果存在较大误差。

目前普遍对植物根系收集方法为溶液培养收集、土壤培养收集和基质培养(蛭石、砂、琼脂培养)收集等，其中溶液培养收集法操作简单、方便，能部分反映整个根系分泌物的变化状况，但是该法收集时间较长，得到的根系分泌物成分多，种类复杂，很难对特定未知的分泌物进行分离鉴定，溶液培养法中根系生长在淹水情况下，根系生长阻力小，与土壤栽培条件下根系分泌物真实情况相差较大；基质培养法在收集分泌物时候洗根麻烦，易长杂菌，对整个培养系统造成污染；土壤培养收集方法比溶液培养收集麻烦，但是更能反映植物在土壤中的真实情况，但是不能反映根系具体部位的分泌特征，并且获得的分泌物成分复杂，不便于研究，并且分泌物易受到土壤环境中微生物分解，无法确定植物根系的真实分泌情况，并且该方法和基质培养法均存在淋洗过程，对根系易造成损伤，收集的根系分泌物中跟多含有根系本身的内含物和流伤液。

一些原位收集方法，例如将离子膜、纤维素薄膜或层析滤纸等滤纸片置于根系表面，一段时间后进行回收，该方法能局部反应根系的分泌状况，同时干扰了根系分泌活动，给检测结果带来了误差；同位素示踪法利用放射性同位素作为示踪剂具有灵敏度高，测量方法简单易行，能够准确定量、定位以及符合研究对象生理条件等优点，但是在探究植物与微生物互作过程中，放射性同位素可能被微生物吸收利用再分泌，在植物和微生物中均存在，无法准确定性和定量植物和微生物分泌物，并且存在试验设备复杂和费用昂贵等不足。

目前传统的收集方法和原位收集以及同位素示踪法均无法严格控制无菌条件，在研究植物根系与微生物互作时会造成严重的误差，不能准确反映植物和微生物互作过程中代谢物的变化，无法深层次探究植物和微生物之间的互作过程。因此需要用到专门的收集装置来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种植物根系分泌物收集装置，能在植物不同生长时间和根系不同部位上收集根系分泌物，同时有效避免植物根系和外界微生物直接接触，可以更有效的探究目标微生物作用的植物根系分泌物变化规律。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种植物根系分泌物收集装置，包括：

用于容置植物根系的容置空间，所述容置空间至少包括用于接种目标微生物的第一容置空间和用于收集所述植物根系分泌物的第二容置空间；

输液系统，包括用于储存营养液的储液池、用于运输营养液的输送装置，以及用于为所述输送装置提供动力的动力装置，所述输送装置连接所述储液池和动力装置，以将所述储液池中的营养液输送给容置在所述容置空间内的植物根系；

收集系统，包括用于吸附植物根系分泌物的活性炭片、用于避免外界微生物污染的尼龙滤膜。

进一步地，所述容置空间中设有隔板，所述隔板将所述容置空间至少分隔成所述第一容置空间和第二容置空间。

进一步地，所述容置空间为顶部具有开口的容置箱，所述开口处设有固定装置，所述植物根系通过所述开口进入至所述容置空间内，并由所述固定装置固定。

进一步地，所述固定装置为Y型三通管，所述Y型三通管将所述植物根系均匀分置在所述第一容置空间和第二容置空间内。

进一步地，所述隔板至少包括呈阶梯状的第一分隔板和第二分隔板，所述第一分隔板设置在所述第一容置空间内，所述第二分隔板设置在所述第二容置空间内，所述第一分隔板和第二分隔板从所述容置箱的底部向顶部汇聚设置。

进一步地，所述容置箱上部及箱体四周均开设有通气孔，所述通气孔上贴附有除菌空气滤膜。

进一步地，所述第一分隔板和第二分隔板到所述容置箱的顶部之间装载有石英砂，容置在所述第一容置空间和第二容置空间的植物根系由于其自身向地特性沿着所述第一分隔板和第二分隔板生长设置。

进一步地，所述第二分隔板的阶梯面上开设有通孔，所述尼龙滤膜贴附在所述通孔的上表面。

进一步地，所述阶梯面的底部设有卡槽，所述活性炭片设置在所述卡槽内并贴附在所述通孔的下表面。

进一步地，所述输送装置包括插入至所述石英砂内并设置在所述第一分隔板和第二分隔板上方的第一输送管，以及连接所述第一输送管和动力装置的第二输送管，所述第一输送管与第二输送管通过无菌过滤器连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型的植物根系分泌物收集装置通过设置至少两个容置空间来分别用于接种目标微生物和用于收集所述植物根系分泌物。其设计巧妙，结构简单，能有效研究目标微生物诱导的植物根系分泌物在植物不同生长时间和根系不同收集部位上的变化，同时能够有效避免外界微生物和扰动根系后对植物根系分泌物造成的污染。并且，活性炭片经过有机溶剂萃取后能高效收集植物根系分泌物便于鉴定，可广泛的应用于根系分泌物收集试验。

有效探究目标微生物诱导植物根系分泌物的动态变化，同时能有效避免外界杂菌污染，减少对植物根系组织破坏

能在植物不同生长时间和根系不同部位上收集根系分泌物，同时有效避免植物根系和外界微生物直接接触，可以更有效的探究目标微生物作用的植物根系分泌物变化规律

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本实用新型一实施例所示的植物根系分泌物收集装置的结构示意图；

图2为图1所示的植物根系分泌物收集装置中的第二分隔板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

需要说明的是：本实用新型的“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等用语只是参考附图对本实用新型进行说明，不作为限定用语。

请参见图1至图，本实用新型一实施例所示的植物根系分泌物收集装置，包括：用于容置植物根系的容置空间1和输液系统2，该容置空间1少包括用于接种目标微生物的第一容置空间11和用于收集所述植物根系分泌物的第二容置空间12。输液系统2包括用于储存营养液的储液池21、用于运输营养液的输送装置22，以及用于为所述输送装置22提供动力的动力装置23；所述输送装置22连接所述储液池21和动力装置23，以将所述储液池21中的营养液输送给容置在所述容置空间1内的植物根系。

在本实施例中，以第一容置空间11和第二容置空间12两个容置空间为例进行说明。并且，本实施例的植物根系优选为具有根系数量相等的两个分支；诚然，在其他实施例中，容置空间1的数量以及植物根系分支的数量可根据实际情况进行选择和设计。

在本实施例中，容置空间1为顶部具有开口的容置箱，所述开口处设有固定装置3，所述植物根系通过所述开口进入至所述容置空间1内，并由所述固定装置3固定。优选的，该固定装置3为Y型三通管，该植物根系主干和根系通过其固定在容置箱1内；并且，采用Y型三通管3，其便于拆卸和安装，且成本较低。诚然，在其他实施例中，固定装置3的具体结构可根据实际情况进行选择，只要能起到将植物根系固定在容置箱1内即可。并且，本实施例中，该Y型三通管3通过隔板固定在容置箱1内；诚然，在其他实施例中，其固定方式可以根据实际情况进行选择。

该容置箱1内通过设置隔板4来将其分隔成第一容置空间11和第二容置空间12，优选的，第一容置空间11和第二容置空间12大小均匀，植物根系的主杆固定在两者之间，其根系分别位于第一容置空间11和第二容置空间12内。在本实施例中，所述隔板4包括呈阶梯状的第一分隔板41和第二分隔板42，以及用于固定Y型三通管3的中间隔板43。所述第一分隔板41设置在所述第一容置空间11内，所述第二分隔板42设置在所述第二容置空间12内，所述第一分隔板41和第二分隔板42从所述容置箱1的底部向顶部汇聚设置，所述中间隔板43设置在所述第一分隔板41和第二分隔板42之间并于Y型三通管3固定。所述第一分隔板41和第二分隔板42到所述容置箱1的顶部之间装载有石英砂10，根系具有向地性，容置在所述第一容置空间11和第二容置空间12的植物根系沿着所述第一分隔板41和第二分隔板42阶梯生长设置。本实施例中，Y型三通管3的管径与植物生长类型相适配，用于固定植物和连接容置箱1中的石英砂10。

在本实施例中，所述容置箱1上开设有通气孔(未图示)，所述通气孔上贴附有除菌空气滤膜13，以便于给植物根系提供氧气并避免空气中的微生物对实验造成影响。在所述第二分隔板42的阶梯面上开设有通孔(未图示)，所述通孔的表面上方贴附有过滤膜44，优选的，为尼龙过滤膜，用于阻隔空气中的微生物并防止石英砂10流出。并且，在所述阶梯面的底部设有卡槽45，所述卡槽45内设有用于收集所述植物根系分泌物的收集装置46，优选的，该收集装置46为活性炭片46。根系分泌物经过尼龙过滤膜44被活性炭片46吸附，将整个装置置于无菌干净的光照培养箱中进行培养，根据需要可以定期更换容置箱1右边活性炭片46。

在本实施例中，所述输送装置22包括插入至所述石英砂10内并设置在所述第一分隔板41和第二分隔板42上方的第一输送管221，以及连接所述第一输送管221和动力装置23的第二输送管222，所述第一输送管221与第二输送管222通过无菌过滤器223连接。具体的，第一输送管221为玻璃管，其固定容置箱1中，并且垂直在第一隔板4和第二隔板4的阶梯上方5cm处，为植物根系提供营养。第二输送管222的一端通过无菌过滤器223连接每个玻璃管221，另一端连接动力装置23，即泵，该泵23连接储液池21以将池内的营养液泵入至第二输送管222中。

在本实施例中，容置箱1、隔板4优选为亚克力材料，箱体各部分由高温胶粘合紧密。并且，活性炭片46为长方形，需紧贴尼龙过滤膜44，即能用于收集植物根系分泌物，又方便取下。

具体使用时，装置所有部分均需要做灭菌处理，并且所有操作过程均要在无菌超净台环境中操作。首先将一直处于无菌环境中已发芽的植物小苗移植于Y型三通管3中，并小心的将根系均分为两个部分，让其生长并定殖在石英砂10中，灭菌的营养液由泵23从储液池21压入到第二输送管222中，经过无菌过滤器223进入玻璃管221中，控制泵23的压力缓慢将营养液滴加到根系周围石英砂10中，营养液的量由植物根系长度决定。待植物成功定殖在石英砂10中后7天，将目标微生物(1×10⁸CFU/mL)按照1％的接种量(v/v)添加到容置箱1左边室内，根系具有传导信号的作用，左边根系受到微生物刺激，容置箱1右边室内根系会分泌几乎相同的代谢物。并且，由于根系具有向地性，根系会紧贴第一分隔板41和第二分隔板42阶梯生长，根系分泌物则经过尼龙过滤膜44被活性炭片46吸附。将整个装置置于无菌干净的光照培养箱中进行培养，根据需要可以定期更换容置箱1右边活性炭片46，并通过用有机溶剂萃取活性炭片46中吸附的根系分泌物，为保证根系分泌物收集彻底可以在收集时用无菌水经过玻璃管221冲洗根周围石英砂10，用活性炭片46吸附。

综上所述：本实用新型的植物根系分泌物收集装置通过设置至少两个容置空间来分别用于接种目标微生物和用于收集所述植物根系分泌物。其设计巧妙，结构简单，能有效研究目标微生物诱导的植物根系分泌物在植物不同生长时间和根系不同收集部位上的变化，同时能够有效避免外界微生物和扰动根系后对植物根系分泌物造成的污染。并且，活性炭片经过有机溶剂萃取后能高效收集植物根系分泌物便于鉴定，可广泛的应用于根系分泌物收集试验。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种植物根系分泌物收集装置，其特征在于，包括：

用于容置植物根系的容置空间，所述容置空间至少包括用于接种目标微生物的第一容置空间和用于收集所述植物根系分泌物的第二容置空间；

输液系统，包括用于储存营养液的储液池、用于运输营养液的输送装置，以及用于为所述输送装置提供动力的动力装置，所述输送装置连接所述储液池和动力装置，以将所述储液池中的营养液输送给容置在所述容置空间内的植物根系；

收集系统，包括用于吸附植物根系分泌物的活性炭片、用于避免外界微生物污染的尼龙滤膜。

2.如权利要求1所述的植物根系分泌物收集装置，其特征在于，所述容置空间中设有隔板，所述隔板将所述容置空间至少分隔成所述第一容置空间和第二容置空间。

3.如权利要求2所述的植物根系分泌物收集装置，其特征在于，所述容置空间为顶部具有开口的容置箱，所述开口处设有固定装置，所述植物根系通过所述开口进入至所述容置空间内，并由所述固定装置固定。

4.如权利要求3所述的植物根系分泌物收集装置，其特征在于，所述固定装置为Y型三通管，所述Y型三通管将所述植物根系均匀分置在所述第一容置空间和第二容置空间内。

5.如权利要求3或4所述的植物根系分泌物收集装置，其特征在于，所述隔板至少包括呈阶梯状的第一分隔板和第二分隔板，所述第一分隔板设置在所述第一容置空间内，所述第二分隔板设置在所述第二容置空间内，所述第一分隔板和第二分隔板从所述容置箱的底部向顶部汇聚设置。

6.如权利要求3所述的植物根系分泌物收集装置，其特征在于，所述容置箱上部及箱体四周均开设有通气孔，所述通气孔上贴附有除菌空气滤膜。

7.如权利要求5所述的植物根系分泌物收集装置，其特征在于，所述第一分隔板和第二分隔板到所述容置箱的顶部之间装载有石英砂，容置在所述第一容置空间和第二容置空间的植物根系由于其自身向地特性沿着所述第一分隔板和第二分隔板生长设置。

8.如权利要求7所述的植物根系分泌物收集装置，其特征在于，所述第二分隔板的阶梯面上开设有通孔，所述尼龙滤膜贴附在所述通孔的上表面。

9.如权利要求8所述的植物根系分泌物收集装置，其特征在于，所述阶梯面的底部设有卡槽，所述活性炭片设置在所述卡槽内并贴附在所述通孔的下表面。

10.如权利要求7所述的植物根系分泌物收集装置，其特征在于，所述输送装置包括插入至所述石英砂内并设置在所述第一分隔板和第二分隔板上方的第一输送管，以及连接所述第一输送管和动力装置的第二输送管，所述第一输送管与第二输送管通过无菌过滤器连接。

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