[發明專利]一種利用同位素探針研究植物殘體腐解的微域裝置

有效

• 申請號: 201410270245.6
• 申請日: 2014-06-17
• 公開（公告）號: CN104073424A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 連騰祥;金劍;王光華;劉曉冰;劉居東;于鎮華;李彥生
• 申請（專利權）人: 中國科學院東北地理與農業生態研究所
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

技術領域

本發明涉及一種培養裝置，具體涉及一種適于土壤腐解少量同位素植物殘體的裝置。

背景技術

全球每年產生估計37.5億噸的作物秸稈，這些植物殘體大部分都進入土壤，轉化為土壤有機質，改善土壤物理和化學特性，并增加養分有效性。在植物死亡進入腐解期后，易分解的成分首先降解，難分解的成分不斷在土壤中積累，微生物的群落因作用殘體不同組織成分而發生變化，不同有機質含量土壤利用植物殘體的微生物也有所不同。

近期發展起來的穩定性同位素探針技術(SIP)是連接某種特定微生物和它們功能的一種新方法，這種方法也被用來追蹤環境腐解植物殘體的微生物。如利用同位素¹³C標記的底物來培養微生物時，通過微生物的代謝合成使得¹³C進入微生物體內，提取微生物DNA/RNA，鑒定功能微生物類群。但該方法對核酸中同位素比例要求較高，只有當微生物DNA/RNA中同位素達到一定含量時，¹³C-DNA/RNA和¹²C-DNA/RNA才能分離開來，以確保SIP實驗的順利進行。但是，僅僅將土壤和同位素標記的植物殘體簡單混合，這不僅需要大量的同位素植物殘體，而且提取到的土壤微生物DNA/RNA同位素豐度太低，很有可能達不到SIP技術的要求。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有土壤腐解同位素標記植物殘體時，微生物利用植物殘體不足，造成微生物體內同位素含量過低的問題，而提供一種利用同位素探針研究植物殘體腐解的微域裝置。

本發明利用同位素探針研究植物殘體腐解的微域裝置由4個PVC板和夾持裝置組成，每個PVC板的中心開有空心圓，每個PVC板中的空心圓均用呢絨網封底，4個PVC板逐層疊放，在第二層PVC板的空心圓處填充有土壤，在第三層PVC板的空心圓處填充有同位素標記的植物殘體，在第四層PVC板的空心圓處填充有土壤，4個PVC板通過夾持裝置夾緊固定。

采用本發明利用同位素探針研究植物殘體腐解的微域裝置只需用少量同位素標記后的植物殘體，就能夠在該微域裝置的微域中富集較高同位素含量的微生物，大大節省了實驗成本。另外，此微域裝置的夾層結構還能方便實驗結束后的取樣工作。

附圖說明

圖1是本發明單個PVC板的結構示意圖；

圖2是本發明利用同位素探針研究植物殘體腐解的微域裝置四層PVC板的結構示意圖；

圖3是實施例一利用本發明的微域裝置得到的樣品分層后的PCR膠圖。

具體實施方式

具體實施方式一：本實施方式利用同位素探針研究植物殘體腐解的微域裝置由4個PVC板1和夾持裝置組成，每個PVC板1的中心開有空心圓，每個PVC板中的空心圓均用呢絨網1-1封底，4個PVC板1逐層疊放，在第二層PVC板b的空心圓處填充有土壤，在第三層PVC板c的空心圓處填充有同位素標記的植物殘體，在第四層PVC板d的空心圓處填充有土壤，4個PVC板通過夾持裝置夾緊固定。

本實施方式微域裝置中的第一層PVC板a為空板，用以將上層土壤和培養環境土壤隔離開。

本實施方式的微域裝置能夠保證土壤和植物殘體之間微生物、水分、養分上自由運移。在同位素植物殘體附近富集了大量微生物，因而此微域里微生物體內同位素將會有顯著提高。收集提取植物表面的微生物，此部分微生物腐解植物殘體活躍，體內同位素含量大大提高，能夠滿足SIP實驗要求。

具體實施方式二：本實施方式與具體實施方式一不同的是所述的夾持裝置為長尾夾。

具體實施方式三：本實施方式與具體實施方式一或二不同的是PVC板1為正方形。

具體實施方式四：本實施方式與具體實施方式一至三之一不同的是PVC板1的厚度為1mm。

具體實施方式五：本實施方式與具體實施方式一至四之一不同的是呢絨網1-1的孔徑為48μm。

實施例一：本實施例利用同位素探針研究植物殘體腐解的微域裝置由4個1mm厚的PVC板1和4個長尾夾組成，每個PVC板1的中心開有空心圓，每個PVC板中的空心圓均用48μm呢絨網1-1封底，4個PVC板1逐層疊放，在第二層PVC板b的空心圓處填充有1g土壤，在第三層PVC板c的空心圓處填充有0.5g同位素標記的植物殘體，在第四層PVC板d的空心圓處填充有1g土壤，4個長尾夾夾持在疊層放置的PVC板的四邊上。

本實施例中PVC板為正方形，正方形的邊長為5cm，其中心空心圓的直徑為3cm。本實施例PVC板的尺寸在滿足提取土壤和植物殘體表面核酸的前提下，最大限度的減少了植物殘體的使用。

將本實施例的微域裝置埋入土壤環境中，土壤水分控制在土壤最高持水量的70％，然后將整個裝置放在25℃下進行黑暗培養，一段時間后將裝置拆開，分別收集PVC板上的2g土壤和0.5g植物殘體，液氮處理后保存在-80℃環境中。提取土壤DNA/RNA，也可以提取植物殘體表面微生物的DNA/RNA，將得到的DNA/RNA進行SIP實驗。從圖3的樣品分層后PCR膠圖可知植物殘體表面微生物RNA中同位素含量大大提高。