植物根系分泌物发生及收集装置及其收集方法
【专利摘要】本发明提供了一种植物根系分泌物发生及收集装置及其使用方法，包括植物生长器，根系生长引导装置和根系洗脱及分泌物收集装置，根系生长引导装置由网状结构和一个塑料隔板组成。本方法为在自然条件下，不扰动根系生长，不破坏根际环境，土壤胁迫过程中植物根系分泌物的收集方法，包括无外界干扰条件下单一病原菌侵染后，根系分泌物的有效表达，监测根际病原菌侵染后根系分泌物的变化。
【专利说明】
植物根系分泌物发生及收集装置及其收集方法
技术领域
[0001] 本发明涉及植物保护技术领域，尤其涉及一种植物根系分泌物发生及收集装置及 其收集方法。
【背景技术】
[0002] 在植物生长发育过程中，根系作为植物与土壤的接触部分，不仅从土壤中吸收水 分和养分，而且通过根分泌的方式向根周围释放一些无机离子和有机化合物，这些物质统 称为根系分泌物。有大量研究表明，根系分泌物影响到土壤生物学环境变化和化感作用，不 同作物对土壤微生物群落影响不同。作物通过根系分泌物在土壤微生物群落中起着重要的 作用，不同作物根系分泌物的成分含量不同，同种作物受病原菌侵染后根系分泌物的成分 含量不同，从而改变了土壤微生物群落的生长代谢。
[0003] 目前，收集植物根系分泌物一般采用溶液收集法，及将植物生长在营养液或营养 土中，转入处理溶液中，处理一段时间后，收集处理溶液即为根系分泌物。这一方法存在的 缺点是:生长在营养液或营养土中的植物取出后缺少自然条件选择，无土壤胁迫很难反应 土壤条件下根系分泌的实际情况，这是因为土壤成分复杂、养分存在形式多样化，如中国专 利CN102636373A，CN204630769U，20052023038 · 7;中国专利200610123460 · 9公布了 一种土 培植物根系分泌物收集方法，其缺点在于1.根系通过处选用的聚四氟乙烯薄膜质地坚硬， 根系较难通过，2.用过多溶液洗涤，溶液中一些有机酸、无机离子、阳离子、阴离子等活泼离 子容易与根系分泌物质发生反应，影响试验结果，3. 土壤中的矿物质及微生物组成随水流 到收集箱中，4.若进行病原菌侵染试验，试验条件难以实现无菌操作，不能保证病原菌纯 度。与中国专利201110004588.4相比，本专利主体材质选用聚四氟乙烯，能耐高温高压，用 于培养前灭菌;在植株移入植物生长器前，将根系生长引导装置上倒满琼脂或营养培养基 用于真菌或细菌繁殖，以便于病原菌感染植株后根系分泌物的收集。
[0004] 因此，寻找一种在自然条件下，土壤胁迫过程中植物根系分泌物的收集方法很重 要。包括无外界干扰条件下单一病原菌侵染过程后，根系分泌物的有效表达。研究出不扰动 根系生长，不破坏根际环境，监测根际病原菌侵染后根系分泌物的变化，有效收集根系分泌 物的方法及装置具有重要意义。目前，国内外关于这种根系分泌物的收集方法及装置还未 见报道。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种不扰动根系生长、不破坏根际环境、随时 监测根际病原菌侵染后根系分泌物变化的装置及方法，目的在于克服现有方法中根系易腐 烂、易受微生物污染、取样易伤害根系、不能连续取样等弊端，提供一种在自然条件下，土壤 胁迫过程中可连续取样的植物根系分泌物收集方法。包括无外界干扰条件下病原菌侵染 后，根系分泌物的有效表达。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种植物根系分泌物发生及收集装置，其包 括植物生长器，根系生长引导装置和根系洗脱及分泌物收集装置，所述植物生长器装入营 养土供待测植株定植及营养供给。
[0007] 其中，所述根系生长引导装置由网状结构和塑料隔板组成，所述网状结构孔径大 小为0=lcm，塑料隔板为与所述植物生长器底部匹配的塑料隔板。
[0008] 其中，所述植物生长器与根系生长引导装置连接后，收集植物根系分泌物时，网状 结构上为〇 . 5cm厚琼脂；收集真菌或细菌侵染植物后其根系分泌物时，网状结构上为接菌 0 · 5cm厚培养基(燕麦，PDA，或NA等）。
[0009] 其中，所述营养土需进行高温高压灭菌，具体条件为120°c灭菌20min。
[0010] 其中，所述植物根系分泌物发生及收集装置也需要高温灭菌具体条件为120°C灭 菌20min〇
[0011] 其中，所述根系洗脱及分泌物收集装置配有500mL和200mL两个型号收集器，收集 根系发达的植物如玉米或较大植物用500mL收集器，收集苗期作物用200mL，根据实验情况 选择不同收集器。根系洗脱及分泌物收集装置配有进水口和出水口，便于根系分泌物的收 集。
[0012]本发明还提供了一种采用上述植物根系分泌物发生及收集装置进行土培植物根 系分泌物收集的方法，植物在植物生长器中生长，由于生长空间限制和重力作用，植物根系 穿过根系生长引导装置，当根系透过根系生长引导装置后，链接上根系洗脱及分泌物收集 装置，待收集装置中积累一定量根系后就可以进行根系分泌物收集。
[0013] 其中，所述土培植物根系分泌物收集的方法进一步具体为：
[0014] 第一步，将根系生长引导装置装入植物生长器中，高温灭菌后，在超净工作台上倒 入融化的固体培养基，待冷却凝固后，接入要侵染植物的真菌或细菌病原菌，上端用封口膜 封口，置于培养箱中培养7-10d，待菌种长满整个培养基后拿出备用；
[0015] 第二步，将灭菌营养土倒入步骤1获得的植物生长器中，预先培育好的待收集根系 分泌物植株定植于中营养土中，根据植株大小确定定植数目；
[0016] 第三步，5-10d后观察植物根系通过固体培养基到达网状结构后，取下塑料隔板， 链接上根系洗脱及分泌物收集装置，根系洗脱及分泌物收集装置中装满石英沙等；
[0017] 第四步，待植物根系在根系洗脱及分泌物收集装置中积聚一定量后，将石英石去 除，收集装置灭菌后装入无菌水，收集根系分泌物。
[0018] 本发明的有益效果：
[0019] 本发明提供的不扰动根系生长、不破坏根际环境、随时监测根际病原菌侵染后根 系分泌物变化的装置及方法，目的在于克服现有方法中根系易腐烂、易受微生物污染、取样 易伤害根系、不能连续取样等弊端，提供一种在自然条件下，土壤胁迫过程中可连续取样的 植物根系分泌物收集方法。包括无外界干扰条件下病原菌侵染后，根系分泌物的有效表达。
【附图说明】
[0020] 图1是本发明的根系分泌物发生及收集装置图。
[0021] 1-植物生长器;2-根系洗脱及分泌物收集装置;3-网状结构;4-塑料隔板。
【具体实施方式】
[0022] 本发明提供了一种植物根系分泌物发生及收集装置，其包括植物生长器，根系生 长引导装置和根系洗脱及分泌物收集装置，所述植物生长器装入营养土供待测植株定植及 营养供给。
[0023] 所述植物生长期位于根系生长引导装置上方，在根系生长引导装置下方安装有分 泌物收集装置。
[0024] 所述根系生长引导装置由网状结构和塑料隔板组成，所述网状结构孔径大小为 0=lcm，塑料隔板为与所述植物生长器底部匹配的塑料隔板。
[0025] 所述植物生长器与根系生长引导装置连接后，收集植物根系分泌物时，网状结构 上为0.5cm厚琼脂;收集真菌或细菌侵染植物后其根系分泌物时，网状结构上为接菌0.5cm 厚培养基(燕麦，PDA，或ΝΑ等）。
[0026]所述营养土需进行高温高压灭菌，具体条件为120°C灭菌20min。
[0027] 所述植物根系分泌物发生及收集装置也需要高温灭菌具体条件为120°C灭菌 20min〇
[0028] 所述根系洗脱及分泌物收集装置配有500mL和200mL两个收集器，收集根系发达的 植物如玉米或较大植物用500mL收集器，收集苗期作物用200mL，根据实验情况选择收集器。 根系洗脱及分泌物收集装置配有进水口和出水口，便于根系分泌物的收集。
[0029]本发明还提供了一种采用上述植物根系分泌物发生及收集装置进行土培植物根 系分泌物收集的方法，植物在植物生长器中生长，由于生长空间限制和重力作用，植物根系 穿过根系生长引导装置，当根系透过根系生长引导装置后，链接上根系洗脱及分泌物收集 装置，待收集装置中积累一定量根系后就可以进行根系分泌物收集。
[0030] 所述土培植物根系分泌物收集的方法进一步具体为：
[0031] 第一步，将根系生长引导装置装入植物生长器中，高温灭菌后，在超净工作台上倒 入融化的固体培养基，待冷却凝固后，接入要侵染植物的真菌或细菌病原菌，上端用封口膜 封口，置于培养箱中培养7-10d，待菌种长满整个培养基后拿出备用；
[0032]第二步，将灭菌营养土倒入步骤1获得的植物生长器中，预先培育好的待收集根系 分泌物植株定植于中营养土中，根据植株大小确定定植数目；
[0033]第三步，5-10d后观察植物根系通过固体培养基到达网状结构后，取下塑料隔板， 链接上根系洗脱及分泌物收集装置，根系洗脱及分泌物收集装置中装满石英沙等；
[0034] 第四步，待植物根系在根系洗脱及分泌物收集装置中积聚一定量后，将石英石去 除，收集装置灭菌后装入无菌水，收集根系分泌物。
[0035] 以下采用实施例和附图来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技 术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
[0036] 案例1:对烟草黑胫病感病品种小黄金根系分泌物收集
[0037] 将根系生长引导装置装入植物生长器1中，高温灭菌（120°C，20min)后，在超净工 作台上倒入融化的琼脂溶液，冷却凝固后备用，将灭菌营养土倒入植物生长器1中，预先培 育好的小黄金定植于营养土中，根据烟株大小确定定植数目。将整个装置放入人工气候室 培养，在重力作用下，烟草根系向下生长，20d后根系通过固体培养基到达根系生长引导装 置的网状结构3,取下塑料隔板4,链接上根系洗脱及分泌物收集装置2。在根系洗脱及分泌 物收集装置中装满石英沙等，用铝箱纸包裹根系洗脱及分泌物收集装置。待小黄金根系在 根系洗脱及分泌物收集装置中积聚一定量后，将石英石去除，收集装置灭菌后装入无菌水， 收集根系分泌物。当收集根系分泌物时打开出水口，即可收集到小黄金根系分泌物，将收集 到的根系分泌物旋蒸浓缩或冷冻干燥，过0.22μπι滤膜后，即可用于生物测定。若要继续收集 根系分泌物，直接在进水口加入无菌水即可。
[0038]案例2:对感染烟草黑胫病菌的烟草小黄金根系分泌物收集 [0039] 将根系生长引导装置装入植物生长器1中，高温灭菌（120°C，20min)后，在超净工 作台上倒入融化的燕麦培养基，冷却凝固后接烟草黑胫病菌，封口膜封口后置于28°C培养 箱中培养，7-10d后待黑胫病菌长满整个培养基后取出，备用。将灭菌营养土倒入植物生长 器1中，预先培育好的小黄金定植于营养土中，根据烟株大小确定定植数目。将整个装置放 入人工气候室培养，在重力作用下，烟草根系向下生长，20d后根系通过固体培养基到达根 系生长引导装置的网状结构3,取下塑料隔板4,链接上根系洗脱及分泌物收集装置。在根系 洗脱及分泌物收集装置2中装满石英沙等，用铝箱纸包裹根系洗脱及分泌物收集装置。待小 黄金根系在根系洗脱及分泌物收集装置中积聚一定量后，将石英石去除，收集装置灭菌后 装入无菌水，收集根系分泌物。当收集根系分泌物时打开出水口，即可收集到小黄金根系分 泌物，将收集到的根系分泌物旋蒸浓缩或冷冻干燥，过〇. 22μπι滤膜后，即可用于生物测定。 若要继续收集根系分泌物，直接在进水口加入无菌水即可。
[0040] 所有上述的首要实施这一知识产权，并没有设定限制其他形式的实施这种新产品 和/或新方法。本领域技术人员将利用这一重要信息，上述内容修改，以实现类似的执行情 况。但是，所有修改或改造基于本发明新产品属于保留的权利。
[0041] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任 何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等 效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所 作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
【主权项】
1. 一种植物根系分泌物发生及收集装置，其特征在于:包括植物生长器，根系生长引导 装置和根系洗脱及分泌物收集装置，所述植物生长器装入营养±供待测植株定植及营养供 给。2. 如权利要求1所述的植物根系分泌物发生及收集装置，其特征在于:所述根系生长引 导装置由网状结构和塑料隔板组成，所述网状结构孔径大小为0=lcm，塑料隔板为与所述 植物生长器底部匹配的塑料隔板。3. 如权利要求1或2所述的植物根系分泌物发生及收集装置，其特征在于:所述植物生 长器与根系生长引导装置连接后，收集植物根系分泌物时，网状结构上为0.5cm厚琼脂;收 集真菌或细菌侵染植物后其根系分泌物时，网状结构上为接菌0.5cm厚培养基。4. 如权利要求1至3所述的植物根系分泌物发生及收集装置，其特征在于:所述营养± 需进行高溫高压灭菌，具体条件为120°C灭菌20min。5. 如权利要求1至4所述的植物根系分泌物发生及收集装置，其特征在于:所述植物根 系分泌物发生及收集装置也需要高溫灭菌具体条件为120°C灭菌20min。6. 如权利要求1至5所述的植物根系分泌物发生及收集装置，其特征在于:所述根系洗 脱及分泌物收集装置配有500mL和200mL两个收集器，收集根系发达的植物如玉米或较大植 物用500mL收集器，收集苗期作物用200mL，根据实验情况选择收集器。根系洗脱及分泌物收 集装置配有进水口和出水口，便于根系分泌物的收集。7. -种采用上述植物根系分泌物发生及收集装置进行±培植物根系分泌物收集的方 法，其特征在于:植物在植物生长器中生长，由于生长空间限制和重力作用，植物根系穿过 根系生长引导装置，当根系透过根系生长引导装置后，链接上根系洗脱及分泌物收集装置， 待收集装置中积累一定量根系后就可W进行根系分泌物收集。8. 如权利要求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，将根系生长引导装置装入植物生长器中，高溫灭菌后，在超净工作台上倒入融 化的固体培养基，待冷却凝固后，接入要侵染植物的真菌或细菌病原菌，上端用封口膜封 口，置于培养箱中培养7-lOd，待菌种长满整个培养基后拿出备用； 第二步，将灭菌营养±倒入步骤1获得的植物生长器中，预先培育好的待收集根系分泌 物植株定植于中营养±中，根据植株大小确定定植数目； 第Ξ步，5-lOd后观察植物根系通过固体培养基到达网状结构后，取下塑料隔板，链接 上根系洗脱及分泌物收集装置，根系洗脱及分泌物收集装置中装满石英沙等； 第四步，待植物根系在根系洗脱及分泌物收集装置中积聚一定量后，将石英石去除，收 集装置灭菌后装入无菌水，收集根系分泌物。
【文档编号】G01N1/02GK105973632SQ201610292586
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月5日
【发明人】冯超, 陈德鑫, 王凤龙, 张成省, 王静, 王文静, 田雪莹
【申请人】中国农业科学院烟草研究所