植物根系分泌物發生及收集裝置及其收集方法
【專利摘要】本發明提供了一種植物根系分泌物發生及收集裝置及其使用方法，包括植物生長器，根系生長引導裝置和根系洗脫及分泌物收集裝置，根系生長引導裝置由網狀結構和一個塑料隔板組成。本方法為在自然條件下，不擾動根系生長，不破壞根際環境，土壤脅迫過程中植物根系分泌物的收集方法，包括無外界干擾條件下單一病原菌侵染后，根系分泌物的有效表達，監測根際病原菌侵染后根系分泌物的變化。
【專利說明】
植物根系分泌物發生及收集裝置及其收集方法
技術領域
[0001] 本發明涉及植物保護技術領域，尤其涉及一種植物根系分泌物發生及收集裝置及 其收集方法。
【背景技術】
[0002] 在植物生長發育過程中，根系作為植物與土壤的接觸部分，不僅從土壤中吸收水 分和養分，而且通過根分泌的方式向根周圍釋放一些無機離子和有機化合物，這些物質統 稱為根系分泌物。有大量研究表明，根系分泌物影響到土壤生物學環境變化和化感作用，不 同作物對土壤微生物群落影響不同。作物通過根系分泌物在土壤微生物群落中起著重要的 作用，不同作物根系分泌物的成分含量不同，同種作物受病原菌侵染后根系分泌物的成分 含量不同，從而改變了土壤微生物群落的生長代謝。
[0003] 目前，收集植物根系分泌物一般采用溶液收集法，及將植物生長在營養液或營養 土中，轉入處理溶液中，處理一段時間后，收集處理溶液即為根系分泌物。這一方法存在的 缺點是:生長在營養液或營養土中的植物取出后缺少自然條件選擇，無土壤脅迫很難反應 土壤條件下根系分泌的實際情況，這是因為土壤成分復雜、養分存在形式多樣化，如中國專 利CN102636373A，CN204630769U，20052023038 · 7;中國專利200610123460 · 9公布了 一種土 培植物根系分泌物收集方法，其缺點在于1.根系通過處選用的聚四氟乙烯薄膜質地堅硬， 根系較難通過，2.用過多溶液洗滌，溶液中一些有機酸、無機離子、陽離子、陰離子等活潑離 子容易與根系分泌物質發生反應，影響試驗結果，3. 土壤中的礦物質及微生物組成隨水流 到收集箱中，4.若進行病原菌侵染試驗，試驗條件難以實現無菌操作，不能保證病原菌純 度。與中國專利201110004588.4相比，本專利主體材質選用聚四氟乙烯，能耐高溫高壓，用 于培養前滅菌;在植株移入植物生長器前，將根系生長引導裝置上倒滿瓊脂或營養培養基 用于真菌或細菌繁殖，以便于病原菌感染植株后根系分泌物的收集。
[0004] 因此，尋找一種在自然條件下，土壤脅迫過程中植物根系分泌物的收集方法很重 要。包括無外界干擾條件下單一病原菌侵染過程后，根系分泌物的有效表達。研究出不擾動 根系生長，不破壞根際環境，監測根際病原菌侵染后根系分泌物的變化，有效收集根系分泌 物的方法及裝置具有重要意義。目前，國內外關于這種根系分泌物的收集方法及裝置還未 見報道。
【發明內容】
[0005] 本發明所要解決的技術問題是提供一種不擾動根系生長、不破壞根際環境、隨時 監測根際病原菌侵染后根系分泌物變化的裝置及方法，目的在于克服現有方法中根系易腐 爛、易受微生物污染、取樣易傷害根系、不能連續取樣等弊端，提供一種在自然條件下，土壤 脅迫過程中可連續取樣的植物根系分泌物收集方法。包括無外界干擾條件下病原菌侵染 后，根系分泌物的有效表達。
[0006] 為解決上述技術問題，本發明提供了一種植物根系分泌物發生及收集裝置，其包 括植物生長器，根系生長引導裝置和根系洗脫及分泌物收集裝置，所述植物生長器裝入營 養土供待測植株定植及營養供給。
[0007] 其中，所述根系生長引導裝置由網狀結構和塑料隔板組成，所述網狀結構孔徑大 小為0=lcm，塑料隔板為與所述植物生長器底部匹配的塑料隔板。
[0008] 其中，所述植物生長器與根系生長引導裝置連接后，收集植物根系分泌物時，網狀 結構上為〇 . 5cm厚瓊脂；收集真菌或細菌侵染植物后其根系分泌物時，網狀結構上為接菌 0 · 5cm厚培養基(燕麥，PDA，或NA等）。
[0009] 其中，所述營養土需進行高溫高壓滅菌，具體條件為120°c滅菌20min。
[0010] 其中，所述植物根系分泌物發生及收集裝置也需要高溫滅菌具體條件為120°C滅 菌20min〇
[0011] 其中，所述根系洗脫及分泌物收集裝置配有500mL和200mL兩個型號收集器，收集 根系發達的植物如玉米或較大植物用500mL收集器，收集苗期作物用200mL，根據實驗情況 選擇不同收集器。根系洗脫及分泌物收集裝置配有進水口和出水口，便于根系分泌物的收 集。
[0012]本發明還提供了一種采用上述植物根系分泌物發生及收集裝置進行土培植物根 系分泌物收集的方法，植物在植物生長器中生長，由于生長空間限制和重力作用，植物根系 穿過根系生長引導裝置，當根系透過根系生長引導裝置后，鏈接上根系洗脫及分泌物收集 裝置，待收集裝置中積累一定量根系后就可以進行根系分泌物收集。
[0013] 其中，所述土培植物根系分泌物收集的方法進一步具體為：
[0014] 第一步，將根系生長引導裝置裝入植物生長器中，高溫滅菌后，在超凈工作臺上倒 入融化的固體培養基，待冷卻凝固后，接入要侵染植物的真菌或細菌病原菌，上端用封口膜 封口，置于培養箱中培養7-10d，待菌種長滿整個培養基后拿出備用；
[0015] 第二步，將滅菌營養土倒入步驟1獲得的植物生長器中，預先培育好的待收集根系 分泌物植株定植于中營養土中，根據植株大小確定定植數目；
[0016] 第三步，5-10d后觀察植物根系通過固體培養基到達網狀結構后，取下塑料隔板， 鏈接上根系洗脫及分泌物收集裝置，根系洗脫及分泌物收集裝置中裝滿石英沙等；
[0017] 第四步，待植物根系在根系洗脫及分泌物收集裝置中積聚一定量后，將石英石去 除，收集裝置滅菌后裝入無菌水，收集根系分泌物。
[0018] 本發明的有益效果：
[0019] 本發明提供的不擾動根系生長、不破壞根際環境、隨時監測根際病原菌侵染后根 系分泌物變化的裝置及方法，目的在于克服現有方法中根系易腐爛、易受微生物污染、取樣 易傷害根系、不能連續取樣等弊端，提供一種在自然條件下，土壤脅迫過程中可連續取樣的 植物根系分泌物收集方法。包括無外界干擾條件下病原菌侵染后，根系分泌物的有效表達。
【附圖說明】
[0020] 圖1是本發明的根系分泌物發生及收集裝置圖。
[0021] 1-植物生長器;2-根系洗脫及分泌物收集裝置;3-網狀結構;4-塑料隔板。
【具體實施方式】
[0022] 本發明提供了一種植物根系分泌物發生及收集裝置，其包括植物生長器，根系生 長引導裝置和根系洗脫及分泌物收集裝置，所述植物生長器裝入營養土供待測植株定植及 營養供給。
[0023] 所述植物生長期位于根系生長引導裝置上方，在根系生長引導裝置下方安裝有分 泌物收集裝置。
[0024] 所述根系生長引導裝置由網狀結構和塑料隔板組成，所述網狀結構孔徑大小為 0=lcm，塑料隔板為與所述植物生長器底部匹配的塑料隔板。
[0025] 所述植物生長器與根系生長引導裝置連接后，收集植物根系分泌物時，網狀結構 上為0.5cm厚瓊脂;收集真菌或細菌侵染植物后其根系分泌物時，網狀結構上為接菌0.5cm 厚培養基(燕麥，PDA，或ΝΑ等）。
[0026]所述營養土需進行高溫高壓滅菌，具體條件為120°C滅菌20min。
[0027] 所述植物根系分泌物發生及收集裝置也需要高溫滅菌具體條件為120°C滅菌 20min〇
[0028] 所述根系洗脫及分泌物收集裝置配有500mL和200mL兩個收集器，收集根系發達的 植物如玉米或較大植物用500mL收集器，收集苗期作物用200mL，根據實驗情況選擇收集器。 根系洗脫及分泌物收集裝置配有進水口和出水口，便于根系分泌物的收集。
[0029]本發明還提供了一種采用上述植物根系分泌物發生及收集裝置進行土培植物根 系分泌物收集的方法，植物在植物生長器中生長，由于生長空間限制和重力作用，植物根系 穿過根系生長引導裝置，當根系透過根系生長引導裝置后，鏈接上根系洗脫及分泌物收集 裝置，待收集裝置中積累一定量根系后就可以進行根系分泌物收集。
[0030] 所述土培植物根系分泌物收集的方法進一步具體為：
[0031] 第一步，將根系生長引導裝置裝入植物生長器中，高溫滅菌后，在超凈工作臺上倒 入融化的固體培養基，待冷卻凝固后，接入要侵染植物的真菌或細菌病原菌，上端用封口膜 封口，置于培養箱中培養7-10d，待菌種長滿整個培養基后拿出備用；
[0032]第二步，將滅菌營養土倒入步驟1獲得的植物生長器中，預先培育好的待收集根系 分泌物植株定植于中營養土中，根據植株大小確定定植數目；
[0033]第三步，5-10d后觀察植物根系通過固體培養基到達網狀結構后，取下塑料隔板， 鏈接上根系洗脫及分泌物收集裝置，根系洗脫及分泌物收集裝置中裝滿石英沙等；
[0034] 第四步，待植物根系在根系洗脫及分泌物收集裝置中積聚一定量后，將石英石去 除，收集裝置滅菌后裝入無菌水，收集根系分泌物。
[0035] 以下采用實施例和附圖來詳細說明本發明的實施方式，借此對本發明如何應用技 術手段來解決技術問題，并達成技術效果的實現過程能充分理解并據以實施。
[0036] 案例1:對煙草黑脛病感病品種小黃金根系分泌物收集
[0037] 將根系生長引導裝置裝入植物生長器1中，高溫滅菌（120°C，20min)后，在超凈工 作臺上倒入融化的瓊脂溶液，冷卻凝固后備用，將滅菌營養土倒入植物生長器1中，預先培 育好的小黃金定植于營養土中，根據煙株大小確定定植數目。將整個裝置放入人工氣候室 培養，在重力作用下，煙草根系向下生長，20d后根系通過固體培養基到達根系生長引導裝 置的網狀結構3,取下塑料隔板4,鏈接上根系洗脫及分泌物收集裝置2。在根系洗脫及分泌 物收集裝置中裝滿石英沙等，用鋁箱紙包裹根系洗脫及分泌物收集裝置。待小黃金根系在 根系洗脫及分泌物收集裝置中積聚一定量后，將石英石去除，收集裝置滅菌后裝入無菌水， 收集根系分泌物。當收集根系分泌物時打開出水口，即可收集到小黃金根系分泌物，將收集 到的根系分泌物旋蒸濃縮或冷凍干燥，過0.22μπι濾膜后，即可用于生物測定。若要繼續收集 根系分泌物，直接在進水口加入無菌水即可。
[0038]案例2:對感染煙草黑脛病菌的煙草小黃金根系分泌物收集 [0039] 將根系生長引導裝置裝入植物生長器1中，高溫滅菌（120°C，20min)后，在超凈工 作臺上倒入融化的燕麥培養基，冷卻凝固后接煙草黑脛病菌，封口膜封口后置于28°C培養 箱中培養，7-10d后待黑脛病菌長滿整個培養基后取出，備用。將滅菌營養土倒入植物生長 器1中，預先培育好的小黃金定植于營養土中，根據煙株大小確定定植數目。將整個裝置放 入人工氣候室培養，在重力作用下，煙草根系向下生長，20d后根系通過固體培養基到達根 系生長引導裝置的網狀結構3,取下塑料隔板4,鏈接上根系洗脫及分泌物收集裝置。在根系 洗脫及分泌物收集裝置2中裝滿石英沙等，用鋁箱紙包裹根系洗脫及分泌物收集裝置。待小 黃金根系在根系洗脫及分泌物收集裝置中積聚一定量后，將石英石去除，收集裝置滅菌后 裝入無菌水，收集根系分泌物。當收集根系分泌物時打開出水口，即可收集到小黃金根系分 泌物，將收集到的根系分泌物旋蒸濃縮或冷凍干燥，過〇. 22μπι濾膜后，即可用于生物測定。 若要繼續收集根系分泌物，直接在進水口加入無菌水即可。
[0040] 所有上述的首要實施這一知識產權，并沒有設定限制其他形式的實施這種新產品 和/或新方法。本領域技術人員將利用這一重要信息，上述內容修改，以實現類似的執行情 況。但是，所有修改或改造基于本發明新產品屬于保留的權利。
[0041] 以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非是對本發明作其它形式的限制，任 何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等 效實施例。但是凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所 作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發明技術方案的保護范圍。
【主權項】
1. 一種植物根系分泌物發生及收集裝置，其特征在于:包括植物生長器，根系生長引導 裝置和根系洗脫及分泌物收集裝置，所述植物生長器裝入營養±供待測植株定植及營養供 給。2. 如權利要求1所述的植物根系分泌物發生及收集裝置，其特征在于:所述根系生長引 導裝置由網狀結構和塑料隔板組成，所述網狀結構孔徑大小為0=lcm，塑料隔板為與所述 植物生長器底部匹配的塑料隔板。3. 如權利要求1或2所述的植物根系分泌物發生及收集裝置，其特征在于:所述植物生 長器與根系生長引導裝置連接后，收集植物根系分泌物時，網狀結構上為0.5cm厚瓊脂;收 集真菌或細菌侵染植物后其根系分泌物時，網狀結構上為接菌0.5cm厚培養基。4. 如權利要求1至3所述的植物根系分泌物發生及收集裝置，其特征在于:所述營養± 需進行高溫高壓滅菌，具體條件為120°C滅菌20min。5. 如權利要求1至4所述的植物根系分泌物發生及收集裝置，其特征在于:所述植物根 系分泌物發生及收集裝置也需要高溫滅菌具體條件為120°C滅菌20min。6. 如權利要求1至5所述的植物根系分泌物發生及收集裝置，其特征在于:所述根系洗 脫及分泌物收集裝置配有500mL和200mL兩個收集器，收集根系發達的植物如玉米或較大植 物用500mL收集器，收集苗期作物用200mL，根據實驗情況選擇收集器。根系洗脫及分泌物收 集裝置配有進水口和出水口，便于根系分泌物的收集。7. -種采用上述植物根系分泌物發生及收集裝置進行±培植物根系分泌物收集的方 法，其特征在于:植物在植物生長器中生長，由于生長空間限制和重力作用，植物根系穿過 根系生長引導裝置，當根系透過根系生長引導裝置后，鏈接上根系洗脫及分泌物收集裝置， 待收集裝置中積累一定量根系后就可W進行根系分泌物收集。8. 如權利要求7所述±培植物根系分泌物收集的方法，其特征在于，包括： 第一步，將根系生長引導裝置裝入植物生長器中，高溫滅菌后，在超凈工作臺上倒入融 化的固體培養基，待冷卻凝固后，接入要侵染植物的真菌或細菌病原菌，上端用封口膜封 口，置于培養箱中培養7-lOd，待菌種長滿整個培養基后拿出備用； 第二步，將滅菌營養±倒入步驟1獲得的植物生長器中，預先培育好的待收集根系分泌 物植株定植于中營養±中，根據植株大小確定定植數目； 第Ξ步，5-lOd后觀察植物根系通過固體培養基到達網狀結構后，取下塑料隔板，鏈接 上根系洗脫及分泌物收集裝置，根系洗脫及分泌物收集裝置中裝滿石英沙等； 第四步，待植物根系在根系洗脫及分泌物收集裝置中積聚一定量后，將石英石去除，收 集裝置滅菌后裝入無菌水，收集根系分泌物。
【文檔編號】G01N1/02GK105973632SQ201610292586
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月5日
【發明人】馮超, 陳德鑫, 王鳳龍, 張成省, 王靜, 王文靜, 田雪瑩
【申請人】中國農業科學院煙草研究所