[發明專利]一種土壤培養方式下植物根系分泌物的膜收集裝置及方法

有效

• 申請號: 202110474979.6
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113218700B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 錢進;劉寅;王沛芳;陳圓圓;鄧永恒;李瀅瀅;吳美榮
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N1/10
• 分類號: G01N1/10;G01N1/40
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司 32215
• 代理人: 李國政

1.一種土壤培養方式下植物根系分泌物的膜收集裝置的工作方法，其特征是所述膜收集裝置的結構包括箱體、表層基質（1）、PVC固定管（2）、土壤基質（3）、分泌物提取分離模塊（4）、尼龍網（41）、平板微濾膜（42）、醋酸纖維素條（43）、收集室（5）、聚酰胺反滲透膜（6）、回流室（7）、循環泵（8）、排液管（9），所述箱體頂部固定有PVC固定管（2），PVC固定管（2）上鋪設表層基質（1），PVC固定管（2）下鋪設土壤基質（3），土壤基質（3）底部布設分泌物提取分離模塊（4），分泌物提取分離模塊（4）由上至下具體包括尼龍網（41）、平板微濾膜（42）、醋酸纖維素條（43），分泌物提取分離模塊（4）下依次設有收集室（5）、聚酰胺反滲透膜（6）和回流室（7），收集室（5）一側設有排液管（9），循環泵（8）將回流室中的液體循環澆灌至土壤基質（3）中；

其工作方法，其特征是包括以下步驟：

（1）生根轉栽：在進行根系培養之前，實驗人員進行植物的萌芽生根培養，并選定根系生長良好的植株進行轉栽；植物轉栽時將根注栽至內徑為1.5cm 的PVC固定管（2）中，PVC固定管（2）上鋪設表層基質（1），表層基質（1）成分為砂壤土，其中根系注栽入PVC固定管（2）保證根系不會在表層基質（1）中生長并形成根墊；

（2）引根培養：根系在PVC固定管（2）中注栽固定后，在PVC固定管（2）下鋪設土壤基質（3）用以植物根系的引導生長；所述土壤基質（3）內添加營養液并控制土壤濕度在60%-80%，并根據植物種類調整土壤基質（3）的pH；結合PVC固定管（2）的固定，表層基質（1）與土壤基質（3）形成上干下濕、底層營養物質和礦物質含量高的環境，保障根系優先向下的生長蔓延；

（3）澆灌提取液：在培養結束后先配置澆灌穩定液，穩定液為0.05mol/L PBS緩沖液，其中包含1%PVP；澆灌穩定液10min后配置并澆灌100-200ml提取液，提取液溶劑包含80% v/v甲醇和0.5% v/v甲酸，同時補充澆灌四分之三提取液體積的去離子水減少甲醇對根系組織的損傷，提取液收集根系分泌物中非極性/疏水性物質如苯丙酸，配合附加的去離子水收集極性/親水性物質如多糖；

（4）分泌物初提取與成分分離：在土壤基質（3）底部布設分泌物提取分離模塊（4），分泌物提取分離模塊（4）最上層鋪設尼龍網（41）用以阻隔大部分土壤顆粒物；尼龍網（41）下為平板微濾膜，孔徑范圍設置為0.20-0.60μm，平板微濾膜（42）過濾微米級的細菌和微粒，同時截留表層基質（1）和土壤基質（3）中的沙礫、土壤顆粒及細菌，根系分泌物中的大分子或小分子溶質通過平板微濾膜（42）得到初步提取，初提液在收集室（5）內存儲；為富集根系分泌物中酚類物質，分泌物提取分離模塊（4）最下層為均勻布置5個6mm厚的醋酸纖維素條（43），實驗結束后取出所有醋酸纖維素條（43），先用去離子水沖洗醋酸纖維素條（43），在90%甲醇振蕩5min后浸泡30min獲取酚類提取液；

（5）反滲透膜富集：收集室（5）下布置聚酰胺反滲透膜（6），聚酰胺反滲透膜（6）將收集室內的初提液中的根系分泌物分離，如多糖、有機酸、酶類；回流室（7）中為去離子水，同時接納聚酰胺反滲透膜（6）分離根系分泌物后的提取余液；循環泵（8）將回流室中的液體循環澆灌至土壤中，形成連續性提取根系分泌物收集方法；最后打開收集室（5）連接的排液管（9），獲得較高濃度根系分泌物的收集液。

2.根據權利要求1所述的一種土壤培養方式下植物根系分泌物的膜收集裝置的工作方法，其特征是所述步驟（1）生根轉栽中，所述砂壤土組分為60 wt%河沙、30 wt %粉土、10 wt%粘土。