一种根系分泌物的收集装置

本技术涉及植物培养，尤其涉及一种根系分泌物的收集装置。

背景技术：

1、根系分泌物是植物外泌到根际环境中代谢产物，占植物固碳总量的5～21％，是植物与根际土壤、微生物等互作调控的物质媒介。鉴定分析植物根系分泌物组分物质变化是认识植物与外界互作的重要基础。但是，自然生长的植物根际土壤环境复杂多样，根系分泌物产生过程及其微量缓慢，无法直接收集。根系分泌物的收集装置和收集方法一直备受国内外学者关注，建立了多种植物根系分泌物收集方法，并借此检测根系分泌物组分变化，揭示其在“植物-病原菌-生防菌-土著微生物”等互作过程中发挥的重要调控作用。

2、目前，常用的植物根系分泌物收集方法主要有水培提取法、基质培养提取法、土培提取法、原位提取法、土壤提取法等等。已报道的水培根系分泌物收集方法通常以按照收集前植株培育方式分为2类。其中最被认可的是在营养液中培育植物幼苗，收集时将植株移动至新营养液或无菌水中培养数天后收集培养液。该方法收集的根系分泌物组分丰富多样，可以减少根系损伤、微生物降解、土壤环境等外界因素的影响，但是长时间水培与多数植物生境差异较大，经常导致有机酸类、氨基酸类等组分的含量变化(sun er al.,2020；horchani et al.,2008)。另一类水培法是指将植物在土壤中自然生长一段时间后完整挖出，清洗根系后放入无菌水中培养数天后收集培养液。该方法收集到的根系分泌物组分较为接近自然生长状态，但是挖出植株和清洗根系时会产生大量的机械损伤，而且外界环境的快速改变会导致植株出现休克现象，使根系分泌物组分含量反常地增加(gao et al.,2014)。基质培养提取法通常是在水培的基础上进行的，通过特定装置定期循环营养液洗脱根系，通过树脂等吸附材料富集根系分泌物组分，通过洗脱获得根系分泌物。该方法的有点是组分物质富集浓度高，但与水培法同样非自然生境的缺陷，而且富集物质的种类受吸附材料影响使组分含量更容易失真(廖继佩等，2003)。土培提取法和原位提取法均是先用自然土壤培育的植株，前者将根系挖出后直接用蒸馏水洗下根际土壤或根系收集根系分泌物；后者是将根系套袋后埋回原处，数天后重新取出用去离子水洗脱根表积累的分析分泌物(王灿等,2020)。这2种方法均受环境和土壤因素影响，而且挖出根系过程中容易出现大量机械损伤，收集液中可能包含根系内含物质和伤流液。土壤提取法是指直接挖取植物周边土壤，过筛后用无菌水浸提获得根系分泌物的方法(尹玉莲等，2008)。该方法可以简单直接获得大量样本适用于田间栽培研究，但是根系分泌物组分受土著微生物和非根际土壤和影响较大，根系分泌物组分的真实性不高。此外还有“一种旱生植物高纯净根系分泌物收集装置”(李明杰等，2020)，但是该装置不适合胡椒这类需水量大却不耐涝的作物，而且该装置收集的根系分泌物总量很少，也无法避免根际土壤及土著生物的影响。

3、综上，根系分泌物收集方法常具有受植物生长环境差异影响、根系损伤影响、根际土壤及土著生物降解和代谢影响、非根际土壤影响等缺陷，即使最受国际认可的水培育苗水培提取方法也无法避免生境差异影响。而且对于胡椒等无法水培的植物更是缺乏能够真实反应植株自然状态的根系分泌物收集方法。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型提供了一种根系分泌物的收集装置。该收集装置结构简单，能够有效地消除植物生长环境差异，避免根系损伤、土壤环境影响，使收集到的根系分泌物能够真实反映其自然生长状态，适用于植物单独培养、及其与生防菌、病原菌、信号物质等互作试验中根系分泌物收集。

2、为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供以下技术方案：

3、一种根系分泌物的收集装置，包括收集管；

4、所述收集管包括上盖、管体和底盖；

5、所述收集管的上盖设置有固定孔和浇水孔；所述底盖设置有排水孔。

6、本实用新型所述收集管的管体的管腔内还设置有与所述管体相平行的内管；所述内管包括内管管体和底部设有连接管的内底盖；所述内管通过内底盖的连接管与所述收集管底盖的排水孔相连通。

7、本实用新型所述的收集装置可用于植物单独培养、及其与生防菌、病原菌、信号物质等互作试验中根系分泌物收集。本实用新型所述的收集装置中，当收集管中不包含内管时，为单作收集管，用于植物单独培养条件下根系分泌物的收集；当收集管中设有内管时，所述收集管为互作收集管，用于植物与微生物、信号物质等互作条件下根系分泌物的收集。

8、一些实施方案中，本实用新型所述收集装置包括单作收集管和/或互作收集管，对单作收集管和互作收集管的个数不作具体限定，本领域技术人员可根据实际情况进行选择。

9、本实用新型中，所述连接管为双通圆管，其外径为5-10mm、长度为5-10mm、管壁厚度为1-1.5mm；所述连接管的材质为石英。

10、本实用新型中，所述上盖和底盖为不透明塑料或橡胶材质；所述管体为石英材质。

11、本实用新型中，所述排水孔的个数为1～2个。一些具体实施例中，排水孔的个数具体可为1个或2个。所述收集管为互作收集管时，即收集管管体的管腔内设置有与所述管体相平行的内管，所述收集管底盖上的排水孔至少包括两个，所述内管的内底盖上的连接管与所述收集管底盖的其中一个排水孔相连通。

12、本实用新型所述的收集装置，还包括固定所述收集管的支架；所述支架的材质为有机玻璃。

13、本实用新型中，所述收集装置还包括放置所述收集管的托盘；所述托盘的材质为硬质塑料。

14、本实用新型中，所述收集装置还包括放置于所述收集管管腔内和/或内管的石英砂。

15、本实用新型中，所述收集装置中，收集管外部还包裹有遮光纸；所述遮光纸为铝箔。

16、本实用新型还提供了所述的收集装置在收集植物根系分泌物中的应用。所述植物为需水量大却无法水培的植物，包括但不仅限于胡椒。

17、本实用新型还提供一种根系分泌物的收集方法，包括：

18、将植物置于本实用新型所述的收集装置中培养，收集排水孔排出的水分，用孔径为0.20μm～0.55μm的无菌微孔滤器过滤后获得根系分泌物。

19、一些具体实施例中，无菌微孔滤器的孔径具体可为0.20μm、0.22μm或0.50μm。

20、本实用新型提供的根系分泌物的收集装置包括收集管；所述收集管包括上盖、管体和底盖；所述收集管的上盖设置有固定孔和浇水孔；所述底盖设置有排水孔。本实用新型具有如下优势：

21、1、以装有石英砂基质的石英收集管直接栽培植物，无需挖出根系，全程贴合植株自然生长状态。

22、2、收集管和基质可整体高温灭菌，可降低土著微生物降解的影响，满足一些精密试验需求。

23、3、栽培植物的收集管为石英管加遮光纸，占空间小，可以打开监测根系生长状态。

24、4、收集管为圆柱形，分根互作的内管位于收集管内部，使收集管外在规格均一，便于集装。

25、5、配套支架和托盘，可以对大量收集管进行模块集装，满足高通量检测需求。

26、6、使用方法简单，从浇水孔注水洗脱，从排水孔收集根系分泌物。

27、7、收集柱洗脱后植株生长状态不变，可持续监测植物生长过程，反复多次收集根系分泌物。

28、8、收集柱可通过洗脱，清除前期积累的根系分泌物，专门收集特定阶段积累的根系分泌物。

29、9、可用于多种植物根系分泌收集，包括胡椒等需水量大却无法水培的植物。