一种引导植物胚根定向生长的实验装置及其使用方法

本发明涉植物实验装置领域，特别是涉及一种引导植物胚根定向生长的实验装置及其使用方法。

背景技术：

根系是植物最重要的器官之一，具有吸收、代谢、转运等多种生理功能。大多数的植物根系是由主胚根和侧生胚根组成，属于须根系。胚根也叫做种子根、初生根。以小麦为例，一棵小麦幼苗通常有胚根3-5条，最多可达7条。小麦种子萌发时，其胚根鞘突破皮层，伸长达1mm时，主胚根即从胚根鞘中伸出，接着在胚轴的基部又陆续生长第一对和第二对侧生胚根，有时甚至出现第三对侧生胚根，第二对侧生胚根于第一对侧生胚根上方伸出。初生种子根粗而柔软，上下直径比较一致。当生长到10-15cm长时，开始发生一级分支根，在以后生长中，从一级分支根上可生长出二级分支根，依次类推。小麦出苗到第一片叶展开，初生根条数不再增加。在小麦生长前期，种子根生长速度往往超过地上部。大粒种子胚根多，小粒种子胚根少。当第一片绿叶出现以后，就不再生新的胚根了。小麦分蘖以前主要靠种子根，种子根在一生中均有吸收功能，以冬前分蘖期最强，孕穗次之，抽穗后功能开始下降，至乳熟期仍有一定功能，种子根的功能可以延续到成熟期。种子根对促进分蘖发生有显著作用。研究显示，小麦根系入土100-130cm，最深的可达2m。

小麦初生种子根具有粗而柔软，上下直径比较一致的特点。且后期小麦初生根入土较深。基于小麦初生根的作用，研究小麦初生根对于相关科研工作是必需的。但是由于根系生长特点，小麦初生根在土壤中的具体位置是不可预知的。但是一些科研试验中，需要确定小麦初生根的位置和走向，这就给科研工作带来困难。因此，如果可以确定小麦初生根在土壤中的位置和走向，对小麦初生根的研究将起到积极的促进作用。为解决上述问题，本发明提供一种对植物主胚根和侧生胚根分别进行引导的引导植物胚根定向生长的实验装置及其使用方法，来达到将主胚根和侧生胚根分别进行引导，进而实现主胚根和侧生胚根的区分研究的目的。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种引导植物胚根定向生长的实验装置及其使用方法，达到将主胚根和侧生胚根分别进行引导，进而实现主胚根和侧生胚根的区分研究的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种引导植物胚根定向生长的实验装置，包括主胚根引导部和侧生胚根引导部，所述主胚根引导部包括通过连接柱连接的种子承载部和主胚根接收部，所述侧生胚根引导部安装在所述种子承载部和所述主胚根接收部的连接部位。

优选的，所述主胚根接收部包括主胚根接收筐体和与所述主胚根接收筐体连通的主胚根引导管。

优选的，所述侧生胚根引导部包括若干个子侧生胚根引导部，若干所述子侧生胚根引导部均匀环向布置在所述种子承载部和所述主胚根接收部的连接部。

优选的，所述子侧生胚根引导部包括侧生胚根分隔器和与所述侧生胚根分隔器连通的侧生胚根引导管。

优选的，所述主胚根接收筐体、主胚根引导管、侧生胚根分隔器以及侧生胚根引导管侧壁上均开设有直径小于0.3cm的圆孔。

优选的，所述种子承载部包括圆柱形的种子承载部侧壁和安装在所述种子承载部侧壁底部的种子承载部托盘，所述种子承载部侧壁上开设有所述圆孔。

优选的，所述种子承载部托盘为锥形，所述种子承载部托盘的外侧壁上等间距缠绕布置有托盘纬线环和托盘经线环。

一种引导植物胚根定向生长的实验装置的使用方法，包括以下步骤：

将所述主胚根引导管和所述侧生胚根引导管中装入土壤；

调整所述主胚根引导管和所述侧生胚根引导管的方向，满足植物根系的生长规律；

将引导植物胚根定向生长的实验装置放入到植物生长容器中，并在所述植物生长容器中填满土壤；

将植物种子竖直放入所述种子承载部中，使植物种子位于所述种子承载部托盘的底部；

将种子承载部内覆土，按照试验要求管理植物种子到需要的天数。

优选的，装入所述主胚根引导管和所述侧生胚根引导管中的土壤为过筛的土壤。

优选的，引导植物胚根定向生长的实验装置的顶端距离植物生长容器内覆盖土壤的表面为2-4cm。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

1.本发明利用主胚根引导部和侧生胚根引导部对植物主胚根和侧生胚根分别进行引导，进而使植物的主胚根和侧生胚根的区分研究成为可能，为主胚根和侧生胚根的针对性培养、施肥以及灌溉提供准确的理论依据，同时，利用主胚根引导部和侧生胚根引导部的引导作用，将根系的不可控的生长方向变为按照预定的方向生长，实现植物胚根生长的控制。

2.本发明中侧生胚根引导部包括若干个子侧生胚根引导部，若干子侧生胚根引导部均匀环向布置在种子承载部和主胚根接收部的连接部，由于侧生胚根延展生长方向的不确定性，子侧生胚根引导部实现对种子承载部和主胚根接收部的连接部的全部包裹，实现对侧生胚根的全部引导，同时均匀的布置方式，实现了对侧生胚根数量的均匀引导，避免了漏掉对侧生胚根的包裹引导以及单个子侧生胚根引导部中侧生胚根数量分布不均的问题。

3.本发明中主胚根接收筐体、主胚根引导管、侧生胚根分隔器以及侧生胚根引导管侧壁上均开设有直径小于0.3cm的圆孔，在保证主胚根和侧生胚根不会从圆孔处延展出去的前提下，为根系的细胞提供氧气，达到主胚根和侧生胚根顺利生长的目的。

4.本发明中种子承载部托盘为锥形，种子承载部托盘的外侧壁上等间距缠绕布置有托盘纬线环和托盘经线环，锥形的种子承载部的设计方式保证了在对种子进行加水施肥时，水分和养料聚集在种子周围，避免养分的流失，实现种子的健康生长，同时，托盘纬线环和托盘经线环的设置保证了种子承载部托盘的稳定性，避免了种子在发芽生长、体积改变时，对种子承载部托盘造成损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图1引导植物胚根定向生长的实验装置；

附图2为种子承载部结构示意图；

附图3为种子承载部托盘底部俯视图；

附图4为主胚根接收筐和主胚根引导管结构示意图；

附图5为侧生胚根分隔器和侧生胚根引导管结构示意图；

其中，1、种子承载部；2、主胚根接收筐体；3、主胚根引导管；4、侧生胚根分隔器；5、侧生胚根引导管；6、种子承载部托盘；7、托盘经线环；8、托盘纬线环。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明公开了一种引导植物胚根定向生长的实验装置及其使用方法，达到将主胚根和侧生胚根分别进行引导，进而实现主胚根和侧生胚根的区分研究的目的。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

请参考图1-5，一种引导植物胚根定向生长的实验装置，包括主胚根引导部和侧生胚根引导部，主胚根引导部包括通过连接柱连接的种子承载部1和主胚根接收部，侧生胚根引导部安装在种子承载部1和主胚根接收部的连接部位；本发明利用主胚根引导部和侧生胚根引导部对植物主胚根和侧生胚根分别进行引导，进而使植物的主胚根和侧生胚根的区分研究成为可能，为主胚根和侧生胚根的针对性培养、施肥以及灌溉提供准确的理论依据，同时，利用主胚根引导部和侧生胚根引导部的引导作用，将根系的不可控的生长方向变为按照预定的方向生长，实现植物胚根生长的控制。

参考图1-5，主胚根接收部包括主胚根接收筐体2和与主胚根接收筐体2连通的主胚根引导管3，主胚根的生长是相对时间比较长的过程，主胚根在生长过程中不可能直接进入到主胚根引导管3中，因此，主胚根接收筐体2的设置给了主胚根生长过程的一个缓冲空间，保证主胚根在重力作用下缓慢的进入到主胚根引导管3中，且不会受到狭窄空间的挤压，造成主胚根的畸形问题。

参考图1-5，侧生胚根引导部包括若干个子侧生胚根引导部，若干子侧生胚根引导部均匀环向布置在种子承载部1和主胚根接收部的连接部，由于侧生胚根延展生长方向的不确定性，子侧生胚根引导部实现对种子承载部1和主胚根接收部的连接部的全部包裹，实现对侧生胚根的全部引导，同时均匀的布置方式，实现了对侧生胚根数量的均匀引导，避免了漏掉对侧生胚根的包裹引导以及单个子侧生胚根引导部中侧生胚根数量分布不均的问题。

参考图1-5，子侧生胚根引导部包括侧生胚根分隔器4和与侧生胚根分隔器4连通的侧生胚根引导管5，侧生胚根的生长是相对时间比较长的过程，侧生胚根在生长过程中不可能直接进入到侧生胚根引导管5中，因此，侧生胚根分隔器4的设置给了侧生胚根生长过程的一个缓冲空间，保证侧生胚根在重力作用下缓慢的进入到侧生胚根引导管5中，且不会受到狭窄空间的挤压，造成侧生胚根的畸形问题。

进一步的，主胚根接收筐体2、主胚根引导管3、侧生胚根分隔器4以及侧生胚根引导管5侧壁上均开设有直径小于0.3cm的圆孔，同时，种子承载部1包括圆柱形的种子承载部1侧壁和安装在种子承载部1侧壁底部的种子承载部托盘6，种子承载部1侧壁上同样开设有圆孔，在保证主胚根和侧生胚根不会从圆孔处延展出去的前提下，为根系的细胞提供氧气，达到主胚根和侧生胚根顺利生长的目的。

进一步的，种子承载部1、主胚根接收筐体2以及侧生胚根分隔器4的侧壁由带圆孔的有机玻璃材料制成，便于观察主胚根和侧生胚根的生长情况，主胚根引导管3以及侧生胚根引导管5由带圆孔的尼龙网制成，尼龙的良好延展性便于主胚根和侧生胚根的自由延展，且不会受到阻碍。

参考图1-5，种子承载部托盘6为锥形，种子承载部托盘6的外侧壁上等间距缠绕布置有托盘纬线环8和托盘经线环7，锥形的种子承载部1的设计方式保证了在对种子进行加水施肥时，水分和养料聚集在种子周围，避免养分的流失，实现种子的健康生长，同时，托盘纬线环8和托盘经线环7的设置保证了种子承载部托盘6的稳定性，避免了种子在发芽生长、体积改变时，对种子承载部托盘6造成损坏。

一种引导植物胚根定向生长的实验装置的使用方法，包括以下步骤：将所述主胚根引导管3和所述侧生胚根引导管5中装入土壤；调整所述主胚根引导管3和所述侧生胚根引导管5的方向，满足植物根系的生长规律；将引导植物胚根定向生长的实验装置放入到植物生长容器中，并在所述植物生长容器中填满土壤；将植物种子竖直放入所述种子承载部1中，使植物种子位于所述种子承载部托盘6的底部；将种子承载部1内覆土，按照试验要求管理植物种子到需要的天数，达到将主胚根和侧生胚根分别进行引导，进而实现主胚根和侧生胚根的区分研究的目的。

进一步的，装入主胚根引导管3和侧生胚根引导管5中的土壤为过筛的土壤，去除掉土体中的较大块体，保证主胚根和侧生胚根的顺利延展生长，不会受到其他因素的干扰，为后续的实验提供准确的数据基础。

进一步的，引导植物胚根定向生长的实验装置的顶端距离植物生长容器内覆盖土壤的表面为2-4cm，一方面保证了对引导植物胚根定向生长的实验装置的全面覆盖，另一方面2-4cm距离的设置使得浇灌的水分可以顺利快速的进入到引导植物胚根定向生长的实验装置中，使得根系顺利健康生长。

根据实际需求而进行的适应性改变均在本发明的保护范围内。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。