[發(fā)明專利]一種定時(shí)循環(huán)的AM真菌擴(kuò)繁及功能實(shí)驗(yàn)裝置和使用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710117733.7
• 申請(qǐng)日: 2017-03-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106834087B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王強(qiáng);嚴(yán)重玲;陳敬艷;李軍偉;顏文飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號(hào): C12M1/00
• 分類號(hào): C12M1/00;C12N1/14
• 代理公司: 廈門南強(qiáng)之路專利事務(wù)所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應(yīng)森

一種定時(shí)循環(huán)的AM真菌擴(kuò)繁及功能實(shí)驗(yàn)裝置和使用方法，涉及土壤微生物的培養(yǎng)。裝置設(shè)有培養(yǎng)箱蓋、培養(yǎng)箱、培養(yǎng)基質(zhì)、同位素等添加空間、菌絲室、排水箱蓋、排水箱、過(guò)濾泵、植物生長(zhǎng)室、噴嘴調(diào)控鉤和尼龍網(wǎng)；所述培養(yǎng)箱蓋蓋在培養(yǎng)箱上，培養(yǎng)箱由縱向網(wǎng)分割成菌絲室和植物生長(zhǎng)室，培養(yǎng)基質(zhì)和同位素等添加空間放置在菌絲室內(nèi)，培養(yǎng)箱的底部設(shè)有排水孔；排水箱設(shè)在培養(yǎng)箱底部，排水箱蓋蓋在排水箱上，過(guò)濾泵設(shè)在排水箱內(nèi)，噴嘴調(diào)控鉤和尼龍網(wǎng)設(shè)在植物生長(zhǎng)室內(nèi)，噴嘴調(diào)控鉤上設(shè)有霧化噴嘴，所述霧化噴嘴與過(guò)濾泵之間由PVC軟管連接，植物生長(zhǎng)室的頂部設(shè)植物固定裝置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土壤微生物的培養(yǎng)，尤其是涉及一種定時(shí)循環(huán)的AM真菌擴(kuò)繁及功能實(shí)驗(yàn)裝置和使用方法。

背景技術(shù)

叢枝菌根(arbuscular mycorrhizae，AM)真菌是自然界分布最廣泛的土壤微生物之一，它能與地球上80％以上的陸生植物形成菌根共生體，在植物個(gè)體、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)等不同層次均具有重要功能，但這些潛在的巨大作用尚未得到充分開(kāi)發(fā)。由于AM真菌是專性活體營(yíng)養(yǎng)微生物，無(wú)性繁殖具有豐富的遺傳多樣性，迄今為止尚不能完全在離體條件下純培養(yǎng)，只能依賴活體植物對(duì)其進(jìn)行繁殖，這已成為AM真菌分類鑒定以及廣泛應(yīng)用的主要屏障。究其原因，菌根共生體生理、共生體系中真菌和宿主的相互關(guān)系尚未揭示。AM真菌的遺傳學(xué)和生物學(xué)的研究有賴于如何獲得純凈菌體。1955年，Gerdemann發(fā)明了濕篩-傾析法，人類才能夠從土壤中直接篩選出AM真菌的各種孢子，AM真菌的研究才取得較大的發(fā)展。1968年，Gilmore采用盆栽法獲得了以孢子、菌絲、菌根根段或侵染土壤多種形式存在的AM真菌繁殖體；1973年，Hattingh等首次建立了隔網(wǎng)分室培養(yǎng)系統(tǒng),開(kāi)展AM真菌生理、生態(tài)功能的一體化研究,為專性共生的AM真菌提供了新的研究思路和方法。1981年，Crush&Hay設(shè)計(jì)了靜止?fàn)I養(yǎng)液培養(yǎng)法，利用白三葉草(Trifolium repens)在滅菌的營(yíng)養(yǎng)液中培養(yǎng)珠狀巨孢囊霉(Gigaspora margarita)；1981年，Mosse&Thompson設(shè)計(jì)了汽霧培養(yǎng)AM真菌系統(tǒng)，成功獲得了AM真菌菌劑；1984年，Elmes&Mosse和Mosse&Thompson分別以玉米(Zea mays)和菜豆(Phaseolus vulgaris)等作為宿主植物，探索AM真菌菌劑的營(yíng)養(yǎng)液流動(dòng)培養(yǎng)技術(shù)；1987年，Mugnier&Mosse利用雙重?zé)o菌培養(yǎng)技術(shù)由Ri T-DNA轉(zhuǎn)基因胡蘿卜根和AM真菌建立的菌根共生體得到孢子；1994年，沈廷厚等為克服盆栽培養(yǎng)的不足，利用盆栽培養(yǎng)原理，巧妙設(shè)計(jì)了溫室苗床擴(kuò)繁AM真菌菌劑和柑桔(Citrus reticulata)砧木幼苗成功接種的簡(jiǎn)易方法；1995年，Redecker等首次提出玻璃珠分室培養(yǎng)技術(shù)，該技術(shù)可以培養(yǎng)大量無(wú)菌真菌孢子，而且真菌易于基質(zhì)分離；2001年，Chen等對(duì)該裝置的培養(yǎng)條件進(jìn)行改進(jìn)，將菌根室中的玻璃珠換成河砂；2001年，F(xiàn)racchiaa從盆栽培養(yǎng)技術(shù)獲得啟示，設(shè)計(jì)了一個(gè)獲得單孢AM真菌培養(yǎng)技術(shù)。我國(guó)在AM真菌的培養(yǎng)和擴(kuò)繁領(lǐng)域，先后有數(shù)個(gè)專利獲得授權(quán)，中國(guó)專利ZL00132468.3公開(kāi)一種以玻璃珠為培養(yǎng)基質(zhì)的AM真菌的培養(yǎng)，主要涉及一種使用特定培養(yǎng)裝置及培養(yǎng)介質(zhì)的AM真菌的分室培養(yǎng)方法，該方法表明對(duì)于產(chǎn)孢能力強(qiáng)的AM真菌地表球囊霉(Glomus versiforme)在真菌生長(zhǎng)室中可以獲得多至20mg干重的菌體，每盆獲得的孢子數(shù)以萬(wàn)計(jì)。中國(guó)專利ZL200610165326.5公開(kāi)一種提高礦區(qū)復(fù)墾效果的叢枝菌根菌劑培養(yǎng)方法，將沙土栽培基質(zhì)更換為以沙土、沸石和珍珠巖(10：10：1m/m/m)混合組成的基質(zhì)，由于沸石(ρ＝1.0g/mL)和珍珠巖(ρ＝0.1g/mL)的密度比沙土(ρ＝1.5g/mL)小，在相同體積時(shí)，該混合基質(zhì)的重量要比單純沙土的重量輕很多,而且混合基質(zhì)培養(yǎng)出的菌根菌劑質(zhì)量?jī)?yōu)于沙土和礦區(qū)廢棄物粉煤灰基質(zhì)，適于野外遠(yuǎn)距離運(yùn)輸攜帶,為叢枝菌根技術(shù)在礦區(qū)大規(guī)模復(fù)墾應(yīng)用提供一種高效方法。中國(guó)專利ZL201420440445.7公開(kāi)一種復(fù)合式AM真菌分室培養(yǎng)裝置，主要涉及特殊微生物的培養(yǎng)技術(shù)領(lǐng)域，將AM真菌的傳統(tǒng)基質(zhì)培養(yǎng)與無(wú)土培養(yǎng)結(jié)合，提供一種可用于研究AM真菌培養(yǎng)和生理機(jī)制的復(fù)合式AM真菌分室培養(yǎng)裝置。但是該培養(yǎng)系統(tǒng)仍處于一個(gè)開(kāi)放的操作環(huán)境，操作復(fù)雜，所采用的培養(yǎng)基質(zhì)易攜帶其他外源微生物。中國(guó)專利ZL201420763337.3公開(kāi)一種采用人工培養(yǎng)基開(kāi)展AM真菌純培養(yǎng)的分室培養(yǎng)裝置，該專利基于發(fā)根農(nóng)桿菌的Ri質(zhì)粒上的T-DNA轉(zhuǎn)移到胡蘿卜肉質(zhì)根，可以促使胡蘿卜根產(chǎn)生大量毛狀根，設(shè)計(jì)了人工培養(yǎng)基開(kāi)展AM真菌純培養(yǎng)的分室培養(yǎng)裝置，可以得到大量純凈繁殖體，而且可以用于研究AM真菌與宿主根系之間關(guān)系，如C-P分配。該專利的最大缺點(diǎn)是宿主材料為植物根系無(wú)法進(jìn)行光合作用產(chǎn)生光合產(chǎn)物，違背了植物與宿主植物在自然環(huán)境中的共生關(guān)系。綜上所述，以上專利所設(shè)計(jì)的培養(yǎng)裝置基本處于改善培養(yǎng)基質(zhì)優(yōu)化AM真菌菌劑，而將菌劑擴(kuò)繁與AM真菌功能特性研究相結(jié)合的甚少。