[發明專利]一種動態檢測組培苗蒸騰速率和水分利用率的方法

有效

• 申請號: 201210009996.3
• 申請日: 2012-01-13
• 公開（公告）號: CN102550310A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 吳沿友;趙寬;陳迎;龐靜;徐紅成;趙玉國;朱詠莉;付為國;李萍萍;毛罕平
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: A01G7/00
• 分類號: A01G7/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及一種動態檢測組培苗蒸騰速率和水分利用率的方法，屬于植物生物技術領域。

背景技術

植物經常處于吸水和失水的動態平衡之中。植物一方面從生長基質中吸收水分，另一方面又向大氣中蒸發水分。陸生植物在一生中耗水量很大。據估算，一株玉米一生需耗水200?kg?以上。其中只有極少數（約占1.5%～2%）水分是用于體內物質代謝，絕大多數都散失到體外。其散失的方式，除了少量的水分以液體狀態通過吐水的方式散失外，大部分水分則以氣態、即以蒸騰作用的方式散失。所謂蒸騰作用是指植物體內的水分以氣態散失到大氣中去的過程。與一般的蒸發不同，蒸騰作用是一個生理過程，受到植物體結構和氣孔行為的調節。

蒸騰作用消耗水分，這對陸生植物來說是不可避免的，它既會引起水分虧缺，破壞植物的水分平衡，甚至引起禍害，但同時，它又對植物的生命活動具有重要的意義。蒸騰作用的正常進行有利于CO₂的同化；蒸騰作用產生的蒸騰拉力是植物被動吸水與轉運水分的主要動力。植物在發生蒸騰作用時，基質中的礦質鹽類和根系合成的物質可隨著水分的吸收和集流而被運輸和分布到植物體各部分去。蒸騰作用還能降低植物體的溫度。

植物組織培養是指在控制的環境條件下，在人工配制的培養基中，將離體的植物細胞、組織或器官進行培養發育再生成完整植株的技術。在植物組織培養過程中，組培苗的生長方式有三種：一種是小植株靠光合作用進行自養生長；二是小植株靠培養基中的糖進行異養生長；三是小植株既靠培養基中的糖又靠人工光照，同時進行異養和自養的兼養生長。現在常規的組織培養快繁技術大多數是以第三種方式進行。組培苗的光合能力的大小影響著植株的生長、發育和分化。而小植株在進行光合作用的過程中，也必須和周圍環境發生氣體交換；在氣體交換的同時，又會引起植物大量丟失水分。因此組培苗的蒸騰作用的大小也與組培苗的自養能力有關，測定組培苗的蒸騰速率和水分利用率，不僅為探討組培苗的生長規律提供了重要的理論價值，同時還可以為培養基的選擇、激素的配比、培養環境的控制、組培苗的轉接時間的選擇以及馴化提供科學依據。

目前，測定大田植物的蒸騰速率的常用方法有以下幾種：

1.植物離體部分的快速稱重法。切取植物體的一部分(葉、苗、枝或整個地上部分)迅速稱重，2～3min后再次稱重，兩次重量差即為單位時間內的蒸騰失水量。這個方法的依據是植物離體部分在切割后開始的2～5min內，原有的蒸騰速率無多大改變。稱重時可采用扭力天平或電子分析天平。

2.測量重量法。把植株栽在容器中，莖葉外露進行蒸騰作用，容器口適當密封，使容器內的水分不發生散失。在一定間隔的時間里，用電子天平稱得容器及植株重量的變化，就可以得到蒸騰速率。

3.量計測定法。這是一種適合于田間條件下測定瞬時蒸騰速率的方法，主要是應用靈敏的濕度敏感元件測定蒸騰室內的空氣相對濕度的短期變化，當植物的枝、葉或整株植物放入蒸騰室后，在第一個30s內每隔10s測定一次室內的濕度。蒸騰速率是由絕對濕度增加而得到的，而絕對濕度是由相對濕度的變化速率和同一時刻的空氣溫度計算出來的。近年來，有一種穩態氣孔計，其透明小室的直徑僅1～2cm，將葉片夾在小室間，在微電腦控制下向小室內通入干燥空氣，流速恰好能使小室內的濕度保持恒定，然后可根據干燥空氣流量的大小計算出蒸騰速率。

4.紅外線分析儀測定法。紅外線對雙元素組成的氣體有強烈的吸收能力，H₂O是雙元素（H和O）組成，因此，用紅外線分析儀(IRGA)可測定水的濃度，即濕度，并用來計算蒸騰速率。這種儀器如Li-6400便攜式光合儀是測定兩種空氣流中水濃度（絕對濕度）的差值，且可以作兩種類型的測量：一是絕對測量，即測定蒸騰室中水蒸氣濃度與封閉在參比管內的隋性氣體或含有已知濃度的水蒸氣的濃度的差值。二是相對測量，即測定流入蒸騰室前和流出蒸騰室后的兩種水蒸氣濃度間的差值。

以上諸多方法需要與葉片進行接觸才能進行測定。對于常規小容器培養的組培苗來說，顯然是不合適的，即使將容器設置較大，儀器能接觸到組培苗小植株葉片，這一方面不僅會破壞植株生長的無菌封閉環境，同時也不能長期動態地檢測組培苗生長過程中的蒸騰作用和水分利用率。目前，國內外還未見對組織培養過程中植株的蒸騰作用和水分利用率進行動態無菌檢測的報道。