本發(fā)明屬生物技術(shù)領(lǐng)域，具體而言是一種利用透析袋截留大分子物質(zhì)，透過小分子物質(zhì)，從而阻隔生物的直接接觸，通過信息物質(zhì)的傳遞，研究種間相互關(guān)系的微宇宙實(shí)驗裝置。

背景技術(shù)：

生物的種間關(guān)系是生物群落中各個物種之間的相互關(guān)系。群落內(nèi)的生物并非獨(dú)立的個體，而是因能量和物質(zhì)資源、棲息地等非生物因素普遍聯(lián)系。生物的種間關(guān)系十分復(fù)雜，主要有原始合作、共棲、共生、寄生、捕食、競爭等類型。生物群落中占據(jù)不同營養(yǎng)級的生物通過物質(zhì)、信號等形式進(jìn)行能量的傳遞和信息的交流。生物的種間關(guān)系不僅有直接的相互作用，還有間接的作用。如同一營養(yǎng)級生物間的競爭關(guān)系中，有直接的競爭棲息地、爭奪物質(zhì)資源，同時也存在通過信號物質(zhì)的傳遞抑制競爭物種的生長等間接的競爭行為。在捕食和被捕食關(guān)系中，也同樣存在間接作用。研究發(fā)現(xiàn)，很多低等的獵物同樣具有識別捕食者的能力：植物和藻類能夠識別捕食者的信號分子，并且做出防御響應(yīng)。

在水域生態(tài)系統(tǒng)中，物種間具有普遍的以水為載體通過信號傳遞信息的現(xiàn)象。不同藻類間以及藻類與水生植物間能夠通過化感物質(zhì)影響競爭者的光合作用、細(xì)胞膜透過性等從而抑制競爭者的正常生長。許多藻類以及無脊椎動物還能利用捕食者的捕食信號、受傷同類的信號等來感知捕食者的存在，從而躲避捕食者。目前研究水生態(tài)系統(tǒng)種間關(guān)系的方法通常有直接接觸法和間接作用法。直接接觸法：將種間關(guān)系中相互作用的兩個物種于同一體系中共同培養(yǎng)，觀察兩個物種的種群動態(tài)變化或生理生化過程。間接作用法：將兩個物種分別培養(yǎng)，通過向一種生物的培養(yǎng)體系中添加另一種生物生活過的溶液，研究兩種生物通過向水體釋放化學(xué)信號進(jìn)行相互交流。直接接觸法能夠直接反映種間關(guān)系的結(jié)局，但往往掩蓋了化學(xué)信號傳遞和作用的過程。而間接作用法中通過添加生活液的方式雖然能夠反映信號交流，但信號的作用常常會隨著時間而衰減。自然水體中，種間相互關(guān)系時刻都在發(fā)生，因此如何優(yōu)化種間相互關(guān)系的研究方法和手段，對于獲得可靠的實(shí)驗結(jié)論有著至關(guān)重要的作用。

現(xiàn)有技術(shù)中常見的透析袋微宇宙裝置中的透析裝置多為一截透析袋，兩端采用密封夾封住構(gòu)成，這樣的裝置取樣困難，并且由于密封夾多為塑料制品，不僅難以在水體中保持懸浮，同時無法高溫滅菌。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供一種易于取樣，容易在水體中保持懸浮，同時可進(jìn)行高溫滅菌的透析裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種透析裝置，所述透析裝置包括透析袋和去底離心管，所述去底離心管包括管蓋和管身螺紋；所述透析袋撐開呈圓柱體，圓柱體透析袋兩端分別通過兩個去底離心管的管蓋和管身螺紋密封。

本發(fā)明還提供一種包含上述透析裝置的微宇宙實(shí)驗裝置。通過模擬自然水體中長期存在的種間信號物質(zhì)的傳遞，將種間關(guān)系雙方間隔在透析袋內(nèi)外，從而達(dá)到研究物種間通過信號物質(zhì)相互影響的目的。所述裝置使得實(shí)時觀察和研究種間間接關(guān)系成為可能，由于關(guān)系雙方雖不直接接觸，但共同生活于同一水體，避免了信號物質(zhì)衰減的可能。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種用于研究水生態(tài)系統(tǒng)種間關(guān)系的微宇宙透析袋實(shí)驗裝置，所述裝置包括上述透析裝置和培養(yǎng)容器，所述透析裝置放置在培養(yǎng)容器中。

所述去底離心管優(yōu)選選用50ml規(guī)格的離心管，去底，保留管蓋和管身螺紋部分制成，起固定和密封透析袋的功能。

透析袋規(guī)格為截留分子量8000-14000，寬55mm，撐開成圓柱形后直徑3.5mm，袋長15cm。該規(guī)格透析袋能有效地透過種間信息化學(xué)物質(zhì)，截留大分子代謝廢物和生物體，將透析袋內(nèi)外兩邊生物體隔離，僅保留信息物質(zhì)的傳遞。

為保證透析膜懸浮在培養(yǎng)容器內(nèi)液體中，下端離心管中放置負(fù)重，以保持離心管沉在培養(yǎng)容器底部，所述負(fù)重可為玻璃球或其他可起到相同功能的物質(zhì)。

透析容器內(nèi)溶液液面低于上部離心管口，保持透析裝置直立于培養(yǎng)容器中的溶液內(nèi)。

本發(fā)明還提供了前述透析裝置的制備方法，包括如下步驟：

（1）將兩個離心管去底，保留離心管管蓋和管身螺紋部分；

（2）將透析袋撐開呈圓柱形，透析袋兩端分別包裹一個去底離心管管身，下部去底離心管中放置負(fù)重玻璃珠，透析袋兩端袋口向內(nèi)折，旋緊離心管管蓋，構(gòu)成封閉系統(tǒng)；即為所述透析裝置。

本發(fā)明還提供了上述透析裝置及微宇宙實(shí)驗裝置在水生態(tài)系統(tǒng)種間關(guān)系研究中的應(yīng)用。

通過上部透析袋口加入種間關(guān)系中的一種生物，在培養(yǎng)容器內(nèi)添加另一種生物，構(gòu)成研究水生態(tài)系統(tǒng)種間相互關(guān)系的微宇宙透析袋系統(tǒng)，進(jìn)行水生態(tài)系統(tǒng)種間關(guān)系的研究。

本發(fā)明技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明通過結(jié)合直接接觸法和間接作用法的思想，利用透析膜的截留性，將種間作用雙方分別隔于透析袋的兩邊，保留信號物質(zhì)的交換和傳遞，從而達(dá)到研究作用雙方是否存在信息交流、信息交流的結(jié)果、作用雙方對信息物質(zhì)做出如何響應(yīng)的目的。

本發(fā)明針對改進(jìn)水生態(tài)系統(tǒng)中復(fù)雜的種間關(guān)系研究的實(shí)驗裝置和實(shí)驗手段，結(jié)合直接接觸的持續(xù)影響特點(diǎn)和間接研究干擾小的特點(diǎn)，通過透析膜隔離種間關(guān)系雙方，研究信號物質(zhì)是否存在，如何影響種間關(guān)系雙方以及生物響應(yīng)種間信號物質(zhì)的過程。本發(fā)明裝置體系小，方便研究藻類、浮游動物等小型水生生物。透析袋內(nèi)外兩側(cè)水流自由交換，信號物質(zhì)能夠自由通過透析袋進(jìn)行傳遞。

本發(fā)明采用去底離心管固定，透析袋更換容易簡便。利用離心管的螺紋口對透析袋進(jìn)行固定和密封，去底離心管制作方便簡單，能在高溫下滅菌，以供反復(fù)使用。通過離心管使得透析袋撐開成圓柱形，使透析裝置能夠很好地懸浮在培養(yǎng)基中，且與傳統(tǒng)透析袋裝置相比，有效增加了水體交換面積，有利于透析袋內(nèi)外液體交換，且無需借助磁力攪拌就能很好地進(jìn)行透析袋內(nèi)外物質(zhì)交換，避免由于磁力攪拌對實(shí)驗的影響。利用遇水后兩層透析袋容易粘黏的性質(zhì)，透析袋通過離心管口向內(nèi)折疊部分能夠粘附在一起，起到固定作用，離心管口可以任意打開，方便實(shí)驗中的日常取樣。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是本發(fā)明透析裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明微宇宙實(shí)驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例1透析裝置制備方式示意圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例4應(yīng)用的實(shí)驗裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

如圖1所示，一種透析裝置2，包括透析袋21和去底離心管22、23，所述去底離心管22、23包括管蓋31和管身螺紋30；所述透析袋2撐開呈圓柱體，圓柱體透析袋2兩端分別通過兩個去底離心管22、23的管蓋31和管身螺紋30密封。

本實(shí)施例中，去底離心管22、23規(guī)格選用50ml離心管去底制成；透析袋2規(guī)格為截留分子量8000-14000，寬55mm，撐開成圓柱形后直徑3.5mm，袋長15cm。

實(shí)施例2

如圖2所示，一種用于研究水生態(tài)系統(tǒng)種間關(guān)系的微宇宙透析袋實(shí)驗裝置，包括透析裝置2和培養(yǎng)容器1，所述透析裝置2放置在培養(yǎng)容器1中；所述透析裝置2包括透析袋21和去底離心管22、23，所述去底離心管22、23包括管蓋31和管身螺紋30；所述透析袋2撐開呈圓柱體，圓柱體透析袋2兩端分別通過兩個去底離心管22、23的管蓋31和管身螺紋30密封；

透析裝置2內(nèi)溶液液面低于上部離心管口22，保持透析裝置直立于培養(yǎng)容器中的溶液內(nèi)。

所述透析裝置2內(nèi)設(shè)玻璃珠24，使透析裝置2沉在培養(yǎng)容器1底部。

本實(shí)施例中，去底離心管22、23規(guī)格選用50ml離心管去底制成；透析袋2規(guī)格為截留分子量8000-14000，寬55mm，撐開成圓柱形后直徑3.5mm，袋長15cm。

本實(shí)施例中培養(yǎng)容器1選用燒杯。

實(shí)施例3

本實(shí)施例說明實(shí)施例1所述透析裝置的制備方法。

如圖3所示，將兩個離心管去底，保留離心管管蓋和管身螺紋部分；將透析袋撐開呈圓柱形，透析袋兩端分別包裹一個去底離心管管身，透析袋兩端袋口向內(nèi)折，旋緊離心管管蓋，構(gòu)成封閉系統(tǒng)；即為所述透析裝置。

在應(yīng)用至微宇宙實(shí)驗裝置時，根據(jù)需要下部去底離心管中放置負(fù)重。

所述去底離心管選用50ml離心管去底制成；所述透析袋規(guī)格為截留分子量8000-14000，寬55mm，撐開成圓柱形后直徑3.5mm，袋長15cm。

實(shí)施例4

本實(shí)施例通過采用本發(fā)明的裝置研究藻類釋放化感物質(zhì)影響不同種藻類的生長，提供一種本發(fā)明裝置在水生態(tài)系統(tǒng)種間關(guān)系研究中的應(yīng)用。

本實(shí)施例研究大型藻類緣管滸苔（Enteromorpha linza）對微藻三角褐指藻（Phaeodactylum tricornutum）的競爭性抑制作用。緣管滸苔分離自青島近海海域，三角褐指藻由中國科學(xué)院海洋研究所提供，采用人工海水配置f/2培養(yǎng)基于恒溫光照培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)。培養(yǎng)條件：25℃，光照2500lux，光暗比14h：10h。

取圖4所示的實(shí)驗裝置研究，其中，培養(yǎng)容器選用錐形瓶。取長度約為10cm緣管滸苔3根，至于透析袋內(nèi)，添加培養(yǎng)基至低于管口，旋緊管蓋，將透析袋裝置置于1L錐形瓶中。透析袋外，即錐形瓶中接種三角褐指藻。通過對比透析袋裝置內(nèi)不加入緣管滸苔，即三角褐指藻純培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)有緣管滸苔存在時，三角褐指藻的生長顯著受到抑制。本實(shí)施例說明，緣管滸苔對三角褐指藻的生長抑制作用能夠通過釋放化感物質(zhì)來達(dá)到，表明了該類化感物質(zhì)是真實(shí)存在的。

實(shí)施例5

本實(shí)施例通過采用本發(fā)明實(shí)施例2所述裝置研究微宇宙透析袋研究柵藻對浮游動物信息物質(zhì)的響應(yīng)，以及反牧食形態(tài)的形成，提供一種本發(fā)明裝置在水生態(tài)系統(tǒng)種間關(guān)系研究中的應(yīng)用。

本實(shí)施例研究斜生柵藻（Scenedesmus obliquus）在大型溞（Daphnia magna）存在時，反牧食防御形態(tài)的形成過程。斜生柵藻FACHB-416由中國科學(xué)院水生生物研究所淡水藻種庫提供，采用BG-11培養(yǎng)基于恒溫光照培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)。大型溞為實(shí)驗室克隆系。選取實(shí)施例1所述裝置研究。取指數(shù)期培養(yǎng)的斜生柵藻置于透析袋內(nèi)，將大型溞置于透析袋外燒杯內(nèi)，并投喂一定量的斜生柵藻為食物。每天于透析袋內(nèi)取1ml藻樣，觀察斜生柵藻的種群動態(tài)變化和形態(tài)轉(zhuǎn)變。通過對比透析袋外無大型溞的培養(yǎng)組發(fā)現(xiàn)，斜生柵藻在透析袋外有大型溞存在時，形態(tài)會發(fā)生顯著的改變，由以單細(xì)胞為主向以4細(xì)胞、8細(xì)胞等定型群體的形式轉(zhuǎn)變。