[發(fā)明專利]一種實(shí)時(shí)檢測(cè)低溫脅迫下植物根系Ca2+

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010892843.2
• 申請(qǐng)日: 2020-08-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111983002B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 景雄;范少輝;蔡春菊;劉廣路;蘇文會(huì);劉蘊(yùn)琦;儲(chǔ)昊煜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)際竹藤中心
• 主分類號(hào): G01N27/49
• 分類號(hào): G01N27/49;G01N1/28
• 代理公司: 北京八月瓜知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11543
• 代理人: 陶敏

本發(fā)明提供了一種實(shí)時(shí)檢測(cè)低溫脅迫下植物根系Ca²⁺流的方法。本發(fā)明的方法包括如下步驟：將測(cè)試液預(yù)冷至低溫測(cè)試溫度，獲得預(yù)冷測(cè)試液；將植物根系和Ca²⁺傳感器置于測(cè)試容器中，隨后向測(cè)試容器中加入所述預(yù)冷測(cè)試液進(jìn)行檢測(cè)；特別是，在檢測(cè)之前進(jìn)行瞬時(shí)空白試驗(yàn)以獲得空白時(shí)間，在檢測(cè)時(shí)記錄所述空白時(shí)間之后的Ca²⁺流數(shù)據(jù)。本發(fā)明的方法能夠?qū)Χ喾N植物根系在低溫脅迫下的Ca²⁺流進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，檢測(cè)所需時(shí)間短、穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及非損傷微測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種實(shí)時(shí)檢測(cè)低溫脅迫下植物根系Ca²⁺流的方法。

背景技術(shù)

當(dāng)植物受到各種物理刺激及各類化學(xué)物質(zhì)作用后，相關(guān)刺激信號(hào)在植物胞間傳遞和胞內(nèi)轉(zhuǎn)導(dǎo)的過(guò)程稱為植物體內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。當(dāng)植物受到非生物脅迫時(shí)，Ca²⁺作為“第二信使”，通過(guò)濃度的特異性變化形式可達(dá)到信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的目的，以激活下游防御信號(hào)影響其細(xì)胞生物學(xué)功能。研究已表明，幾乎所有的胞外刺激信號(hào)都能引起植物細(xì)胞內(nèi)游離Ca²⁺濃度的變化，這種變化在時(shí)間、頻率、幅度以及區(qū)域化分布中存在明顯差異，所以說(shuō)精準(zhǔn)的植物細(xì)胞Ca²⁺流速測(cè)試技術(shù)以及科學(xué)的脅迫試驗(yàn)處理方法顯得尤為重要。

運(yùn)用非損傷微測(cè)技術(shù)檢測(cè)植物根系Ca²⁺流是一種實(shí)時(shí)活體的檢測(cè)方法，該方法在檢測(cè)時(shí)需要將活體植物根系置于溶液(即測(cè)試液)中且保持完整。以低溫脅迫為例，瞬時(shí)低溫脅迫時(shí)，植物根系內(nèi)的Ca²⁺濃度會(huì)迅速提升，這種濃度升高的Ca²⁺一部分來(lái)自胞內(nèi)鈣庫(kù)，另一部分來(lái)自根系對(duì)胞外Ca²⁺的吸收。利用非損傷微測(cè)技術(shù)檢測(cè)的Ca²⁺流，正是根系吸收環(huán)境中 Ca²⁺的速率。

如圖1所示，現(xiàn)有的植物瞬時(shí)低溫脅迫其根系Ca²⁺流檢測(cè)方法是將植物根系置于盛有測(cè)試液的小培養(yǎng)皿(直徑約35mm)中，且小培養(yǎng)皿的外圍套有大培養(yǎng)皿(直徑約90mm)。檢測(cè)處理時(shí)在大、小培養(yǎng)皿的間隙中加入冰水混合物，以實(shí)現(xiàn)逐漸降低小培養(yǎng)皿中測(cè)試液溫度的目的，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)根系產(chǎn)生低溫脅迫效果。然而，上述方法存在測(cè)試液降溫時(shí)間長(zhǎng)且無(wú)法實(shí)現(xiàn)科研要求的瞬間低溫處理等缺陷，尤其是冰水混合物降溫效果無(wú)法保證降溫曲線的一致性，進(jìn)而使得試驗(yàn)處理下檢測(cè)出的根系Ca²⁺流速產(chǎn)生明顯差異，導(dǎo)致Ca²⁺流數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性較差。

鑒于此，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種實(shí)時(shí)檢測(cè)低溫脅迫下植物根系Ca²⁺流的方法，該方法的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性高。

本發(fā)明人對(duì)現(xiàn)有方法進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有方法是通過(guò)熱傳導(dǎo)來(lái)降低小培養(yǎng)皿中測(cè)試液的溫度；然而，熱傳導(dǎo)需要較長(zhǎng)時(shí)間，無(wú)法控制不同重復(fù)試驗(yàn)的降溫曲線保持一致，無(wú)法將測(cè)試液的溫度瞬間降低至目標(biāo)溫度，且在不同的溫度下的傳感器的標(biāo)準(zhǔn)曲線產(chǎn)生會(huì)產(chǎn)生變化，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致以下問(wèn)題的產(chǎn)生：

1)測(cè)試液在“起始溫度→最低(目標(biāo))溫度”的降溫過(guò)程中，每個(gè)樣品的“溫度-時(shí)間”曲線均不一致；瞬時(shí)低溫處理時(shí)，加入夾層中的冰水混合物的冰水比例無(wú)法精確控制，從而導(dǎo)致降溫時(shí)每次實(shí)驗(yàn)的“溫度-時(shí)間”曲線不一致以及最低溫度不一致等情況，這些情況會(huì)對(duì)Ca²⁺流結(jié)果的平行性造成影響，從而造成檢測(cè)的穩(wěn)定性較差。

2)采用冰水混合物熱傳導(dǎo)降溫過(guò)程中，測(cè)試液中存在較強(qiáng)烈的冷熱對(duì)流，其對(duì)Ca²⁺流數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性造成影響；Ca²⁺流屬于微觀物理現(xiàn)象，外界震動(dòng)、內(nèi)部溶液流動(dòng)均會(huì)對(duì)Ca²⁺流數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響，現(xiàn)有方法在檢測(cè)時(shí)，小培養(yǎng)皿中的測(cè)試液在降溫過(guò)程中必然會(huì)產(chǎn)生冷熱對(duì)流，從而影響Ca²⁺流數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。