本發(fā)明是關于一種適用于發(fā)根農桿菌轉基因組合植株根系培養(yǎng)的專用水培裝置及用該裝置進行轉基因發(fā)根水培的方法。

背景技術：

發(fā)根農桿菌在侵染植物后，能夠誘導植物產(chǎn)生根瘤，并進一步形成大量高度分支的不定根，通常稱為發(fā)根，具有生長速度快，分化程度高的特點。發(fā)根在離體條件下還能夠再生成完整的植株，此時由于整株植株均含轉基因成分，是完全的轉基因植株；若發(fā)根侵染植物莖部或根部并形成發(fā)根，這時即使全部剪除植物本身的普通根，發(fā)根也能很好地取代其功能吸收水分和養(yǎng)分，植株繼續(xù)正常地生長發(fā)育。這種不完全的轉基因植株由含轉基因成分的根部和非轉基因的地上部分組合而成，即所謂轉基因組合植株。轉基因組合植株由于不需要發(fā)根再生植株的過程，大大縮短了獲得轉基因植株的時間，同時由于其種子是不含轉基因成分的正常種子，轉基因成分不會遺傳給下一代，不會對環(huán)境安全和生物多樣性造成影響，因此是進行基因功能，特別是在根部表達基因的功能研究非常理想的材料。本實驗室利用發(fā)根農桿菌轉基因組合植株技術體系，研究了一系列耐鹽相關的大豆ZFP、MYB，HLH轉錄因子基因和耐鹽耐旱相關水通道蛋白基因TIP、ZIP等，成功鑒定發(fā)掘了一批能明顯提高植物耐鹽性的有用基因資源。但是在發(fā)根農桿菌轉基因組合植株根系培養(yǎng)環(huán)節(jié)，還存在操作繁雜、效率不高的問題。在初步獲得發(fā)根農桿菌轉基因組合植株后，通常是將每株植株單獨放在玻璃試管中培養(yǎng)生根。這種方法操作很麻煩且非常的費時費力，難于規(guī)?；焖俚倪M行培養(yǎng)。其困難主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1）非轉基因毛根修剪時只能一株一株取出，逐個修剪好后再依次裝入試管并固定；2）試管容積很小，需要每天頻繁的換營養(yǎng)液，每次只能更換單個試管。3）必需每個試管分別泵入空氣，操作繁瑣。 4）不適宜高大植株的固定和培養(yǎng)。5）玻璃試管透明，易滋生藻類植物，影響實驗結果。6）需要大量試管及試管架，占用空間大，不易清洗。 本發(fā)明針對發(fā)根農桿菌轉基因組合植株根系培養(yǎng)中的上述問題，極大地簡化了操作過程，提高了效率，使發(fā)根農桿菌轉基因組合植株的根系培養(yǎng)能夠快速、高效和規(guī)?；倪M行。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，針對現(xiàn)有設備和方法存在的上述問題，提供一種適于發(fā)根農桿菌轉基因組合植株根系培養(yǎng)的專用水培裝置及其應用。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：一種適于發(fā)根農桿菌轉基因組合植株根系培養(yǎng)的專用水培裝置，包括儲液箱、植物固定架，其特征在于：

1）植物固定架包括一對立板支撐，兩立板支撐由水平的固定下層夾持板和垂直的連接立板固為一體，固定下層夾持板與立板支撐等寬，固定下層夾持板上覆有遮光板，固定下層夾持板上方的立板支撐至少設有兩道并列的高度調節(jié)卡槽，緊鄰高度調節(jié)卡槽上沿設有一道與其溝通的滑槽，滑槽中配有滑槽封口條，并列的高度調節(jié)卡槽中配有組合式上層夾持板，組合式上層夾持板由兩片對稱的單片組成，在兩個單片交匯處設有均勻分布的植株夾持孔，兩單片的端部外側均設有榫頭，榫頭通過滑槽滑入并向下卡入高度調節(jié)卡槽中，再插入滑槽封口條對組合式上層夾持板定位，組裝后，組合式上層夾持板的寬度不大于立板支撐的寬度；

2）組合式上層夾持板的植株夾持孔配有夾持海綿；固定下層夾持板和遮光板上設有與組合式上層夾持板中植株夾持孔對應的根孔和莖孔，其中，根孔大于植株夾持孔，莖孔等于植株的莖稈直徑；

3）所述的儲液箱為矩形容器，儲液箱的箱內凈長度等于植物固定架的實際長度，箱內凈寬度為植物固定架寬度的整倍數(shù)，儲液箱底部設有含排液閥的排液口，上沿設有注液通道和進氣通道，所述的儲液箱內設有與根系分隔柵分隔的獨立根系區(qū)，所述的獨立根系區(qū)與植株夾持孔、莖孔和根孔一一對應，

4）固定下層夾持板的安裝高度過低于儲液箱內的凈高度，且高于分隔柵的高度。

在本發(fā)明中，一個儲液箱至少配置與其箱內凈寬度對應匹配的植物固定架，位于邊緣的植物固定架的外側組合式上層夾持板、固定下層夾持板和遮光板上設有一組對應的指示浮標卡孔和泵氣孔，并配有對應的指示浮標和增氧泵。

在本發(fā)明中，所述的注液通道配有注液漏斗，增氧泵的輸出管路通過進氣通道和泵氣孔進入儲液箱。

在本發(fā)明中，所述儲液箱和遮光板由不透光材質制作，滑槽封口條由彈性橡膠材料制作，植物固定架的其他構建均由無色透明材質制作。

在本發(fā)明中，所述的一個專用水培裝置還配有一個根系修剪支架，根系修剪支架由底板和底板兩側的支撐板組成，由支撐板頂部支撐植物固定架。

一種上述專用水培裝置的應用，其特征在于:

a)按實驗要求配制植物培養(yǎng)營養(yǎng)液，通過注液通道注入儲液箱；

b)取預先準備好經(jīng)發(fā)根農桿菌介導轉化、已在植株近根部位置初步有轉基因發(fā)根產(chǎn)生的轉基因組合植株，只保留可能是轉基因發(fā)根的根，其他普通根全部修剪掉，先將植物根部插入植物固定架的下層根孔，裝好遮光板，植株莖稈由其莖孔中穿出，莖稈中上部與高度調節(jié)卡槽對應高度處包裹夾持海綿，夾持海綿卡入組合式上層夾持板的植株夾持孔，上層夾持板插入相應高度的滑槽并向下卡入高度調節(jié)卡槽中，通過滑槽封口條對組合式上層夾持板限位；c)將固定好植株的植物固定架并排緊貼著插入儲液箱，遮光板應低于儲液箱側壁的高度，安裝指示浮標和增氧泵；d)觀察水位指示浮標，若液面低于實驗標準，可用注液漏斗經(jīng)加液孔道補充植物培養(yǎng)營養(yǎng)液；當需要更換時，可以通過排液口將舊植物培養(yǎng)營養(yǎng)液排空，然后經(jīng)注液通道加入新鮮的植物培養(yǎng)營養(yǎng)液；e)培養(yǎng)數(shù)天后要經(jīng)常注意檢查是否在植株根部有新的非轉基因根長出，若有則必需剪除，方法是將植物固定架整體取出并安放到根系修剪支座上，檢查并小心修剪掉植株根部的非轉基因發(fā)根，只保留轉基因發(fā)根；

f)轉基因發(fā)根根系生長發(fā)育好后，植株整體取出進行下一步實驗。

本發(fā)明的技術效果為：由于植物固定架具有高度調節(jié)卡槽，可以適用于不同株高幼苗的固定與培養(yǎng)。由于植物固定架能夠與儲液箱分離，能夠方便地整體取出，安裝到根系修剪支架并對轉基因根進行批量修剪，這些操作都非常方便。由于植物固定架配有遮光板，可以有效防止儲液箱中營養(yǎng)液滋生藻類，確保其質量，同時能夠直觀地觀察液面高度并實現(xiàn)營養(yǎng)液快速適時的補充、更換。本發(fā)明結構緊湊，維護方便。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實施例結構示意圖。

圖2是儲液箱實施例的結構示意圖。

圖3是植物固定架的立板支撐結構示意圖。

圖4是植物固定架的固定部分實施例結構示意圖。

圖5是遮光板結構示意圖。

圖6是上層夾持板結構示意圖。

圖7是植物固定架配置實施例結構示意圖。

圖中：1、儲液箱，2、植物固定架，3、根系修剪支架，4、增氧泵，5、注液漏斗，6、排液口，7、指示浮標，8、分隔柵，9、注液通道，10、進氣通道，11、立板支撐，12、高度調節(jié)卡槽，13、滑槽，14、固定下層夾持板，15、根孔，16、指示浮標卡孔，17、泵氣孔，18、連接立板，19、遮光板，20、莖孔，21、組合式上層夾持板，22、植株夾持孔，23、榫頭，24，夾持海綿，25、滑槽封口條，26、插孔。

具體實施方式

附圖非限制性的公開了本發(fā)明實施例的具體結構，下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。

由圖1和圖2可見，本發(fā)明包括儲液箱1、植物固定架2，其中，所述的儲液箱1為矩形容器，儲液箱1的箱內長度為植物固定架2的長度，箱內凈寬度為植物固定架2寬度的整倍數(shù)，其底部設有含排液閥的排液口6，其上沿設有注液通道9和進氣通道10，所述的儲液箱1內設有根系分隔柵8分隔的獨立根系區(qū)；一個專用水培裝置還配有一個根系修剪支架3，根系修剪支架3由底板和底板兩側的支撐板組成。

由圖3-圖7可見，植物固定架2包括一對與儲液箱1箱內長度對應的立板支撐11，兩立板支撐11通過水平固定下層夾持板14和垂直連接立板18固為一體，固定下層夾持板14上敷有遮光板19，立板支撐11對應遮光板19的上部至少設有兩道并列的高度調節(jié)卡槽12，高度調節(jié)卡槽12上方與滑槽13相聯(lián)通，滑槽13中配有滑槽封口條25，固定下層夾持板14和遮光板19的高度高于分隔柵卻不得超過儲液箱1箱內的凈高度。

高度調節(jié)卡槽12中設有一個組合式上層夾持板21，每個組合式上層夾持板21由兩個半片對稱的單片組成。單片交匯處設有一列半圓形缺口，兩單片的半圓形缺口組合成一個圓形植株夾持孔22，其兩端外側均有榫頭23，可通過滑槽13滑進并向下卡入高度調節(jié)卡槽12，與每個植株夾持孔22對應遮光板19亦由兩個半片組成，其上對應的地方也設有一列圓形莖孔20，根孔15的孔徑大于植株夾持孔22，莖孔20的孔徑為植株的莖稈直徑。植株夾持孔22、莖孔20、根孔15與儲液箱1中的根系區(qū)一一對應，植物根系可以通過固定下層夾持板根孔15和遮光板19莖孔20置于營養(yǎng)液中。夾持板21和遮光板19上可以設有一組對應的指示浮標卡孔16和泵氣孔17。

在本實施例中，所述的立板支撐11的下方為矩形支腳，且設有四個并列的高度調節(jié)卡槽12和對應的滑槽13。使用中，可以通過立板支撐矩形支腳騎跨在兩端的分隔柵8上。本實施例的根系修剪支架3的支撐板的間距和寬度均與植物固定架12對應，其頂部有與植物固定架12中矩形支腳對應的插孔26，修剪時植物固定架2的矩形支腳可以插入支撐板頂部的插孔26中。所述的上層植株夾持孔22中配有夾持海綿24；所述的注液通道9配有注液漏斗5，所述的進氣通道10配有增氧泵4。

具體實施時，所述儲液箱1、遮光板19由不透光材質制作，滑槽封口條25由彈性橡膠材料制作。植物固定架2的其他構建由無色透明材質制作。

本發(fā)明實際使用時，首先按實驗要求配制植物培養(yǎng)營養(yǎng)液，通過注液通道9注入儲液箱1。然后取預先準備好經(jīng)發(fā)根農桿菌介導轉化，選擇在植株近根部位置初步有轉基因發(fā)根產(chǎn)生的轉基因組合植株，只保留可能是轉基因發(fā)根的根，其他普通根全部修剪掉，先將植物根部插入植物固定架2的根孔15，裝好遮光板19，植株莖稈由其莖孔22中穿出，莖稈中上部與高度調節(jié)卡槽12對應高度處包裹夾持海綿24，夾持海綿24卡入上層夾持板之夾持孔22，上層夾持板插入相應高度的滑槽13并向下卡入高度調節(jié)卡槽12中，通過滑槽封口條25對夾持板限位。將固定好植株的植物固定架2并排緊貼著插入儲液箱1，遮光板19應低于儲液箱1側壁的高度，安裝指示浮標7和增氧泵4。經(jīng)常觀察水位指示浮標7，若液面低于實驗標準，可用注液漏斗5經(jīng)加液孔道9補充植物培養(yǎng)營養(yǎng)液；當需要更換時，可以通過排液口6上的排液閥將舊植物培養(yǎng)營養(yǎng)液排空，然后經(jīng)注液通道9加入新鮮的植物培養(yǎng)營養(yǎng)液。培養(yǎng)數(shù)天后，要經(jīng)常注意檢查是否在植株根部有新的非轉基因毛根長出，若有則必需剪除，方法是將植物固定架2整體取出并安放到根系修剪支架3上，檢查并小心修剪掉植株根部的非轉基因發(fā)根，只保留轉基因發(fā)根。轉基因發(fā)根根系生長發(fā)育好后，植株整體取出進行下一步實驗。