一种快速检测物质化感作用的方法

1.本发明涉及生物测定技术领域，特别是一种快速检测物质化感作用的方法。


背景技术：

2.化感作用是指植物或微生物的代谢分泌物对环境中其他植物或微生物有利或不利的作用。植物化感作用的媒体是化学物质，被称为"化感物质"(allelochemical)。化感物质(allelochemical)是生物体内产生的非营养性物质，能影响其他植物生长、健康、行为或群体关系，主要是植物的次生代谢物质。近年来,有关植物化感作用的研究十分活跃,通过这一研究不仅可以很好的指导生产实践,实现农业生态系统的良性循环,建立合理的栽培技术和耕作制度,而且可以以植物化感作用为理论依托,从植物组织中寻找具有抑制杂草生长的天然除草活性物质,进而进行仿生除草剂的研究与开发。
3.现常用测定植物化感作用的方法，一种以植物材料为直接检测物质，常用琼脂混合植物材料，进行待测受体植物培养，培养一定时间后，用游标卡尺或其它测量工具进行测量受体植物的根长、芽长。另一种是以植物提取物或化学物质为检测物质，常用水溶液培养皿法检测，培养一定时间后，用测量工具测量受体植物的根长和芽长。但在进行大批量化感物质测定时，根长和芽长测量工作量大，需要大量的人力、物力。国知局公开的专利文件中，cn102172128a专利申请公开了一种植物根系分泌物的化感潜力的生物测定方法，以及cn102257947a专利申请公开了一种具有抑草功能的水稻的实验室快速筛选方法，这两种方法中受体植物均为在培养皿中培养，结果测定时，需要人工手动测量结果。


技术实现要素：

4.针对现有物质化感作用测定试验耗费时间、人力、物力等技术问题，本发明的目的是提供一种快速检测物质化感作用的方法，该方法能节省受体植物根长和芽长的测量时间，在短时间内大量统计测量待测物质的化感作用。
5.为达到上述目的，主要提供如下技术方案：
6.一种快速检测物质化感作用的方法，包括以下步骤：
7.(1)受体植物催芽：将受体植物a的种子消毒后，放入培养皿内催芽至刚露白；
8.(2)配制培养基：配制质量百分浓度为1.0
‑
1.8％的琼脂水溶液，待配好的琼脂水溶液温度降至60℃
±
5℃时，加入待测化学物质b，配制后的最终琼脂质量百分浓度高于1.0％；
9.(3)培养基转移：配好后，用移液枪吸取8
‑
9ml的琼脂水溶液至15ml离心管中；盖紧离心管盖，横面旋转离心管，将离心管平放在桌面上；待琼脂完全冷凝后，用镊子轻压琼脂面，旋转离心管，使琼脂面正对离心管刻度面；
10.(4)受体植物培养：将受体植物a种子根露白处朝下，使种子紧贴琼脂面；每个离心管平行放入2
‑
4粒种子，摆放在同一水平高度，每个处理重复3
‑
5管；将离心管竖直插入试管架中，放入光照培养箱内；
11.(5)读取数据：培养完成后取出离心管，平视离心管刻度面，透过离心管按照离心管刻度格，以每0.5ml刻度为一个测量单位，快速读取受体植物a的根长和芽长；
12.(6)计算化感效应指数：
13.以未添加化学物质b的同样质量百分浓度的琼脂培养基培养的受体植物a为对照；化感效应指数的公式为：
14.ri＝t/c
‑
1；
15.式中c为对照根长或芽长，t为处理根长或芽长；根据化感效应指数快速判定化学物质b的化感作用。
16.作为优选，所述步骤(1)中受体植物a为中小型植物。
17.作为优选，所述步骤(2)中化学物质b为不易挥发类物质，包括单一化学物质或混合物质。
18.作为优选，所述步骤(2)中化学物质b为粉剂、颗粒、水剂、油剂或悬浮剂。
19.作为优选，所述步骤(2)中化学物质b为不溶于水的物质时，先用少量乙醇或二甲亚砜进行溶解。
20.作为优选，所述步骤(4)中受体植物a种子放置位置为离心管刻度对应的11ml
‑
1ml刻度处，种子位置统一。
21.作为优选，所述步骤(5)中受体植物a的种子培养时，生长时间为3
‑
7d。
22.作为优选，所述步骤(6)中根据化感效应指数，结果判定为：ri>0，化学物质b对受体植物a有促进作用；ri<0，化学物质b对受体植物a有抑制作用。
23.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
24.首先用本发明方法培养的受体植物长势均一，受体植物在有刻度的离心管中的生长，肉眼可见，能够明显的观察植物的生长，容易读取数据，节省受体植物根长和芽长的测量时间。其次在进行大批量物质化感作用检测时，能够节省人力、物力，减少试验成本。
附图说明
25.图1为生菜种子培养4d后，6个离心管中从左到右第一管为没有添加化学物质的对照，第二至六管分别是添加了双戊烯、亚油酸、异戊酸、芳樟醇和壬酸的试验组。
具体实施方式
26.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.以下实施例中所使用的材料均可自常规途径购买得到。
28.实施例1
29.(1)受体植物催芽：用0.3％的次氯酸钠将购买的青丰美玉结球生菜种子、实验室收集的稗草种子和黑麦草种子消毒5
‑
10分钟，消毒后的种子放入垫有两层滤纸的9cm培养皿中，皿内加入5ml清水。将生菜种子和黑麦草种子置于温度为15℃/20℃，12h/12h的光照培养箱内；稗草种子置于温度为25℃/27℃，12h/12h的光照培养箱内催芽至刚露白。
30.(2)配制培养基：配制1.2％的琼脂水溶液。待配好的琼脂水溶液温度降至60℃
±
2℃时，加入异戊酸、芳樟醇、亚油酸、双戊烯和壬酸(后4个物质提前用少量无水乙醇溶解)，配制成1ml/l的琼脂溶液。同时配制不添加化感物质的琼脂溶液作为对照。
31.(3)培养基转移：用移液枪吸取8.5ml的琼脂溶液至15ml离心管中，移液过程中慢吸慢打，紧贴离心管壁，以防止气泡产生。盖紧离心管盖，横面旋转离心管，将离心管平放在实验台上。待琼脂完全冷凝后，打开离心管盖，用镊子轻压琼脂面，旋转离心管，使琼脂面正对离心管刻度面。
32.(4)受体植物培养：平视离心管刻度面，用尖头镊子将生菜种子、黑麦草种子和稗草种子尖头朝下平放入离心管，根露白处朝下，摆放在同一水平高度，使种子紧贴琼脂面，尖头位置统一在离心管刻度对应的11ml处。每个离心管平行放入3粒种子，每个处理重复5管。将离心管竖直插入离心管架中，放入上述的光照培养箱内。
33.(5)读取数据：4d后，取出离心管，平视离心管刻度面，无需测量，可以透过离心管看到生菜的根长和芽长，对应离心管刻度，以每0.5ml刻度为一个测量单位，快速读出种子的根长和芽长。见图1。
34.(6)计算化感效应指数：
35.统计5个重复离心管中种子根长和芽长，计算平均数，根据化感效应指数计算公式，比较异戊酸、芳樟醇、亚油酸、双戊烯和壬酸的化感效果。计算公式：ri＝t/c
‑
1；式中c为对照根长(芽长)，t为处理根长(芽长)；表1中1.0则为1个刻度长度，结果见表1、表2：
36.表1生菜、稗草和黑麦草的根和芽长度
[0037][0038]
表2五种化感物质对生菜、稗草和黑麦草的化感效应指数
[0039][0040]
由结果可知，异戊酸、芳樟醇、亚油酸、双戊烯和壬酸对3种杂草均有化感抑制效果，其中壬酸的化感抑制效果最强，整体抑制效果趋势为：壬酸＞芳樟醇＞异戊酸＞亚油酸＞双戊烯，其中双戊烯对黑麦草的抑制效果强于亚油酸，表明化感物质对不同杂草种类有不同化感效应。