專利名稱：巖生植物根系分泌物和循環(huán)液收集裝置及收集方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分析裝置及方法，特別是涉及一種巖生植物根系分泌物和循環(huán)液收集裝置及收集方法。
背景技術(shù)：
巖生植物在生長(zhǎng)過程中為適應(yīng)養(yǎng)分貧瘠、生態(tài)因子變化激烈頻繁的特殊生境，其根系不斷地向根際環(huán)境分泌種類繁多的活性化學(xué)物質(zhì)，主要包括無機(jī)離子和有機(jī)化合物，除細(xì)胞脫落物和粘液外，其余的根際物質(zhì)均為可溶性物質(zhì)，統(tǒng)稱為根系分泌物，其中，有4～7％進(jìn)入巖石內(nèi)部，促進(jìn)巖石內(nèi)養(yǎng)分的活化與遷移。研究巖生植物根系分泌物及轉(zhuǎn)化遷移巖石養(yǎng)分的能力是研究植物營(yíng)養(yǎng)、化感作用及根際微生態(tài)的重要內(nèi)容。中國(guó)專利021382581公開了一種植物根分泌物連續(xù)收集方法及裝置，它包括裝有石英砂的植物裁培皿，其底部開口，開口處與開有通孔的橡皮塞密封，插入一根連通管，連通管口與石英砂之間有玻璃棉隔離，連通管下端經(jīng)閥門與裝有樹脂的玻璃瓶上口連接，其下口用玻璃棉隔離后經(jīng)連通管再返至裁培皿上口，在此段管路中設(shè)有充氣口，裁培皿及玻璃瓶均為不透光壁。該裝置不能模擬巖生植物原位生長(zhǎng)環(huán)境，培養(yǎng)過程中植物根系長(zhǎng)期處于無氧環(huán)境，收集的活性物質(zhì)不能代表植物正常生長(zhǎng)狀態(tài)下的情況，只能收集根系分泌物，采集循環(huán)液較困難，無法研究根系分泌物轉(zhuǎn)化巖石養(yǎng)分的能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種不但能收集巖生植物根系分泌物，而且能方便地采集循環(huán)液，有利于研究巖生植物營(yíng)養(yǎng)、化感作用及根際微生態(tài)的巖生植物根系分泌物和循環(huán)液收集裝置及收集方法。
本發(fā)明巖生植物根系分泌物和循環(huán)液收集裝置由植株培養(yǎng)部分及根系分泌物和循環(huán)液收集部分組成。植株培養(yǎng)部分包括植株培養(yǎng)皿，設(shè)置在其上口部的無菌膜，位于植株培養(yǎng)皿下部的漏斗，置于植株培養(yǎng)皿中被縱向平均切割開的圓柱形石體，石體中各部分間的縫距為3～5mm。為了在植株培養(yǎng)過程中觀察并控制水位的高低及方便地補(bǔ)充水分，可在植株培養(yǎng)皿側(cè)壁設(shè)置液位計(jì)；根系分泌物和循環(huán)液收集部分包括循環(huán)液采集柱，樹脂收集柱、連接管和充氣泵。循環(huán)液采集柱上端通過漏斗閥門與漏斗下端連接，循環(huán)液采集柱下端與樹脂收集柱一端連接，樹脂收集柱另一端與連接管連接，連接管另一端伸入植株培養(yǎng)皿中的石體上，連接管上接有充氣泵，且樹脂收集柱兩端有連通管連通。其中，循環(huán)液采集柱包括柱體，分別設(shè)置在柱體上、下部的上閥門和下閥門，設(shè)置在柱體中部的過濾膜，設(shè)置在柱體上且分別位于過濾膜上部的上支管及下部的下支管，下支管用于與水箱連接。樹脂采集柱內(nèi)裝有陽離子交換樹脂、陰離子交換樹脂和中性交換樹脂，樹脂采集柱兩端設(shè)置有A閥門和C閥門，連通管上設(shè)置有B閥門，連接管上設(shè)置有D閥門。
本發(fā)明巖生植物根系分泌物和循環(huán)液收集裝置的工作原理是，巖生植物生長(zhǎng)于石體上，關(guān)閉樹脂收集柱兩端的A閥門和C閥門，淋洗石體，并進(jìn)行一定時(shí)間的循環(huán)，再?gòu)难h(huán)液采集柱上支管抽取循環(huán)液；然后關(guān)閉B閥門，開啟A閥門和C閥門，使循環(huán)液通過樹脂收集柱再循環(huán)一定時(shí)間，取下樹脂收集柱，按傳統(tǒng)方式用淋洗液淋洗樹脂收集柱，收集巖生植物根系分泌物。當(dāng)需清洗過濾膜時(shí)，關(guān)閉上閥門和下閥門，將下支管與水箱連通，水箱內(nèi)的水進(jìn)入循環(huán)液采集柱向上經(jīng)過濾膜后從上支管流出，從而將過濾膜上的污物沖掉，達(dá)到清潔過濾膜的目的。
本發(fā)明巖生植物根系分泌物及循環(huán)液收集方法其操作步驟是1)將滅菌后的巖生植物種子撒播于圓柱形巖石表面，鋪上經(jīng)滅菌處理的石英砂，放置于種子培養(yǎng)皿中，加入無菌水，并控制溫度、光照時(shí)間及光照強(qiáng)度進(jìn)行培養(yǎng)，直到幼苗根系發(fā)達(dá)。
2)將1)步驟培養(yǎng)的幼苗清洗、滅菌處理后，將其根系平鋪于植株培養(yǎng)皿中的石體表面，用石英砂壓根，石英砂厚度根據(jù)植物的種類而定，一般為5～15mm，并用不透光紙包裹植株培養(yǎng)皿外壁，包裹高度同石體高度，關(guān)閉漏斗閥門，調(diào)節(jié)并保持植株培養(yǎng)皿中的水位，將植株培養(yǎng)皿上口部的無菌過濾膜蓋上，進(jìn)行植株培養(yǎng)；3)開啟漏斗閥門、上閥門、下閥門、B閥門及D閥門，關(guān)閉A閥門和C閥門，分別用蒸餾水和去離子水沖洗石英砂和石體，并開啟充氣泵，使液體循環(huán)12～24小時(shí)，從上支管抽取循環(huán)液待分析測(cè)定；4)關(guān)閉B閥門，開啟A閥門和C閥門，使循環(huán)液通過樹脂收集柱再循環(huán)48～72小時(shí)，取下樹脂收集柱，按傳統(tǒng)方法分別用淋洗液沖洗樹脂，收集洗出液，真空減壓濃縮，用纖維微孔膜過濾，得根系分泌物(濾液)，保存于冰箱內(nèi)待分析測(cè)定。
本發(fā)明裝置的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，為一封閉系統(tǒng)，達(dá)無菌水平高，可同時(shí)用于收集循環(huán)液和根系分泌物。收集方法的優(yōu)點(diǎn)在于，可在收集根系分泌物之前方便地采集循環(huán)液，用于測(cè)定其養(yǎng)分含量，不用拆卸裝置來收集，從而避免由此而引起的外部干擾，保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，達(dá)到無菌原位收集根系分泌物的效果，收集的活性物質(zhì)完全能代表巖生植物正常生長(zhǎng)狀態(tài)下的情況，用于研究根系分泌物轉(zhuǎn)化巖石養(yǎng)分的能力。


圖1本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
本發(fā)明巖生植物根系分泌物和循環(huán)液收集裝置包括上口部有無菌培養(yǎng)膜5的植株培養(yǎng)皿1，與植株植株皿1下部連接的漏斗2，置于植株培養(yǎng)皿1中被縱向平均切割成四塊的圓柱形石體3，設(shè)置在培養(yǎng)皿側(cè)壁上的液位計(jì)4，與漏斗2下端連接的循環(huán)液采集柱，與循環(huán)液采集柱下端連接的樹脂收集柱6，與樹脂收集柱6另一端連接且伸入石體3上的連接管20，與樹脂收集柱6兩端連接的連通管7，設(shè)置在連接管20上的充氣泵8。其中，循環(huán)液采集柱包括柱體9，分別設(shè)置在柱體9上、下部的上閥門10和下閥門11，設(shè)置在柱體9中部的過濾膜12，設(shè)置在柱體9上且分別位于過濾膜12上部的上支管13及下部的下支管14，下支管14與水箱15連接。循環(huán)液采集柱與漏斗4間設(shè)置有漏斗閥門16，樹脂采集柱6兩端設(shè)置有A閥門17和C閥門18，連通管7上設(shè)置有B閥門19，連接管20上設(shè)置有D閥門21。
本發(fā)明根系分泌物和循環(huán)液收集方法是1)將滅菌后的巖生植物金發(fā)草種子撒播于圓柱形巖石表面，鋪上5mm厚經(jīng)滅菌處理的石英砂，放置于種子培養(yǎng)皿中，加入無菌水，并控制溫度25±2℃、光照時(shí)間10小時(shí)/天，光照強(qiáng)度2200lux，培養(yǎng)2周，種子發(fā)芽，繼續(xù)培養(yǎng)60天，幼苗根系發(fā)達(dá)。
2)將1)步驟培養(yǎng)的幼苗用蒸餾水清洗根、莖和葉，經(jīng)常規(guī)方法滅菌處理后，將其根系平鋪于植株培養(yǎng)皿中的石體表面，用石英砂壓根，石英砂厚度為10mm，并用不透光紙包裹植株培養(yǎng)皿外壁，包裹高度同石體高度，將植株培養(yǎng)皿上口部的無菌過濾膜蓋上，關(guān)閉上閥門，調(diào)節(jié)并保持植株培養(yǎng)皿中的水位低于石體表面1cm，保持此水位30天，后植株生長(zhǎng)過程中水位下降，下降至原高度1/2時(shí)，保持此水位培養(yǎng)5個(gè)月；3)開啟漏斗閥門、上閥門、下閥門、B閥門及D閥門，關(guān)閉A閥門和C閥門，分別用蒸餾水沖洗石英砂和石體4次，然后用去離子水沖洗石英砂和石體2次，開啟充氣泵，使液體循環(huán)20小時(shí)，從上支管抽取循環(huán)液待分析測(cè)定；4)關(guān)閉B閥門，開啟A閥門和C閥門，使循環(huán)液通過樹脂收集柱再循環(huán)60小時(shí)，取下樹脂收集柱，按傳統(tǒng)方法分別用淋洗液沖洗樹脂，收集洗出液，真空減壓濃縮，用纖維微孔膜過濾，得根系分泌物(濾液)，保存于冰箱內(nèi)待分析測(cè)定。
權(quán)利要求
1.一種巖生植物根系分泌物和循環(huán)液收集裝置，由植株培養(yǎng)部分及根系分泌物收集部分組成，植株培養(yǎng)部分包括植株培養(yǎng)皿和培養(yǎng)基體，根系分泌物收集部分包括樹脂收集柱、連接管和充氣泵，其特征在于，培養(yǎng)基體是被縱向平均切割開的圓柱形石體，且植株培養(yǎng)皿上口部設(shè)置有無菌膜，植株培養(yǎng)皿下部設(shè)置有漏斗；根系分泌物收集部分還設(shè)置有循環(huán)液采集柱，循環(huán)液采集柱的上端與漏斗下端連接，循環(huán)液采集柱下端與樹脂收集柱一端連接，樹脂收集柱另一端與連接管連接，連接管另一端伸入石體上，且樹脂收集柱兩端有連通管連通。
2.如權(quán)利要求1所述巖生植物根系分泌物及循環(huán)液收集裝置，其特征在于循環(huán)液采集柱包括柱體，分別設(shè)置在柱體上、下部的上閥門和下閥門，設(shè)置在柱體中部的過濾膜，設(shè)置在柱體上且分別位于過濾膜上部的上支管及下部的下支管，循環(huán)液采集柱與漏斗間設(shè)置有漏斗閥門。
3.如權(quán)利要求1所述巖生植物根系分泌物和循環(huán)液收集裝置，其特征在于，樹脂收集柱是裝有陽離子樹脂、陰離子樹脂和中性樹脂的樹脂收集柱，其兩端設(shè)置有A閥門和C閥門，連通管上設(shè)置有B閥門，連接管上設(shè)置有D閥門。
4.如權(quán)利要求1所述巖生植物根系分泌物和循環(huán)液收集裝置，其特征在于植株培養(yǎng)皿上設(shè)置有液位計(jì)。
5.如權(quán)利要求1所述巖生植物根系分泌物及循環(huán)液收集裝置，其特征在于石體中各部分間的縫距為3～5mm。
6.一種利用權(quán)利要求1所述收集裝置的巖生植物根系分泌物和循環(huán)液收集方法，其特征在于操作步驟如下1)將滅菌后的巖生植物種子撒播于圓柱形巖石表面，鋪上滅菌處理后的石英砂，放置于種子培養(yǎng)皿中，加入無菌水進(jìn)行培養(yǎng)；2)步驟1)將培養(yǎng)出的幼苗清洗、滅菌處理后，將其根系平鋪于植株培養(yǎng)皿中的石體表面，用石英砂壓根，并用不透光紙包裹植株培養(yǎng)皿外壁，包裹高度同石體高度，關(guān)閉漏斗閥門，調(diào)節(jié)并保持植株培養(yǎng)皿中的水位，將植株培養(yǎng)皿上口部的無菌培養(yǎng)膜蓋上，進(jìn)行植株培養(yǎng)；3)開啟漏斗閥門、上閥門、下閥門、B閥門及D閥門，關(guān)閉A閥門和C閥門，分別用蒸餾水和去離子水沖洗石英砂和石體，并開啟充氣泵，使液體循環(huán)12～24小時(shí)，從上支管抽取循環(huán)液待分析測(cè)定；4)關(guān)閉B閥門，開啟A閥門和C閥門，使循環(huán)液經(jīng)過樹脂收集柱再循環(huán)48～72小時(shí)，取下樹脂收集柱，分別用淋洗液沖洗樹脂，收集洗出液，真空減壓濃縮，用纖維微孔膜過濾，得根系分泌物，保存于冰箱內(nèi)待分析測(cè)定。
全文摘要
本發(fā)明提供一種根系分泌物和循環(huán)液收集裝置及收集方法，由植株培養(yǎng)部分及根系分泌物和和循環(huán)液收集部分組成，植株培養(yǎng)部分包括上口部有無菌膜的植株培養(yǎng)皿、被縱向平均切割開的圓柱形石體及漏斗；根系分泌物和循環(huán)液收集部分包括循環(huán)液采集柱、樹脂收集柱、充氣泵和連接管。利用該裝置從循環(huán)液采集柱采集循環(huán)液，從樹脂收集柱收集根系分泌物。結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，為一封閉系統(tǒng)，達(dá)無菌水平高。該方法能方便地?zé)o菌原位收集根系分泌物及循環(huán)液，用于在植株培養(yǎng)過程中對(duì)其根系分泌物及轉(zhuǎn)化遷移巖石養(yǎng)分能力進(jìn)行分析測(cè)定。
文檔編號(hào)A01H4/00GK1719220SQ20051002113
公開日2006年1月11日 申請(qǐng)日期2005年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月21日
發(fā)明者李紹才, 賈玲俠, 蒲海梅 申請(qǐng)人:四川省勵(lì)自生態(tài)技術(shù)有限公司