[发明专利]一种植物根边缘细胞无菌培养装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种植物根边缘细胞无菌培养装置与方法。

背景技术

根边缘细胞来源于根冠分生组织，存在于根冠松散相连的水溶性粘胶层中，在水中轻轻搅动或机械性摩擦下易从根尖脱离下来，是不同于根冠细胞的有特殊生理活性和生物学意义的活细胞群体。它们在根表和土壤间构建了一个生物界面，能特异性地合成、分泌一系列的代谢物，如花青素、抗生素、根瘤菌诱导产生的过氧化物酶、半乳糖苷酶、低分子量蛋白、酚类、黄酮类等物质，影响根际微生态系统，起着抑制病原菌的侵入、减少根系机械阻力、保护根尖等重要作用。如根边缘细胞释放的低分子量蛋白质给细胞外环境提供了稳定的碳源，促进有益微生物生长，抑制病原菌的生长；铝毒存在时，边缘细胞通过分泌粘液增强对铝的抵抗力，产生活性氧ROS来引导细胞的程序性死亡，并将铝固定在细胞壁的果胶中。

根边缘细胞通过水溶性多聚糖基质粘附在根外缘，该中间层一旦接触水分或细胞内的果胶酯酶，就会被溶解，从而使边缘细胞脱落。在边缘细胞脱落或是人为除去1h内，就能从根冠上获得新的边缘细胞，24h后一组新的4000个细胞会形成。但根边缘细胞非常容易脱落，轻易触碰或者摩擦就极易从根冠表面脱落下来。在利用培养液或培养基进行培养时，边缘细胞易脱落进入培养液中；而利用土壤培养，实验观察前为了去除根表土壤，对根进行清洗时也容易将边缘细胞洗脱下来从而造成边缘细胞的损失。在缺水的条件下，根边缘细胞会紧贴在根冠周围而难以进行区分观察。此外，许多环境如线虫、病菌、真菌和温度等都有可能影响边缘细胞的产生。

常用的根边缘细胞收集方法为：将经消毒、无菌水洗净的种子培养至露白后插入底部覆盖有2cm厚7‰琼脂培养基的培养瓶中，露白处朝外，再把培养瓶倒扣于1/3体积蒸馏水的磁盘上，放入培养箱中进行琼脂倒悬空培养，之后进行根边缘细胞的收集。这种方法步骤繁琐，而且需要准备大量的玻璃器皿等以获得可观数量的边缘细胞。已有的植物根边缘细胞培养装置未涉及无菌环境，而在敞开体系中，根边缘细胞的产生有可能受到环境中病菌和真菌等微生物的感染，从而导致根边缘细胞死亡和对释放分泌物的分解；同时，在切取根尖收集根边缘细胞时，需要移动装置及其内部网状培养架，其过程中产生的机械外力极容易使根边缘细胞从根尖抖落，从而造成边缘细胞的损失，影响实验结果的平行性。基于现今利用水培、土培培养方式边缘细胞损失量大、实验周期长等缺点，以及现有的植物根边缘细胞培养装置无法保证无菌环境和细胞收集量等不足，结合收集观察边缘细胞需要高湿度的方法，亟须发明一种培养操作简单、培养环境无菌、取样快捷方便、一次性高效获取大量根边缘细胞的植物根边缘细胞无菌培养装置与方法来进行边缘细胞的培养与收集。

发明内容

本发明的目的是为了克服水培、土培等培养方式的边缘细胞损失量大、实验周期长等缺点，以及解决现有的植物根边缘细胞培养装置无法保证无菌环境和细胞收集量等不足，提供一种植物根边缘细胞无菌培养装置与方法。该装置与方法提供适宜根边缘细胞形态观察环境，在确保生长环境无菌的情况下，简便、快速、有效地培养和原位收集边缘细胞。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的植物根边缘细胞无菌培养装置包括立方体柜、滑轮轨道、轨道处滑轮、抽屉隔板、抽屉隔板上滑轮、开关门、开关门合页、磁碰、拉手、紫外灭菌灯、万向轮。

所述的立方体柜由六面围合而成，内部中空；其一个侧面设置有开关门，开关门的下沿距离立方体柜下底面5cm，上沿与立方体柜上表面边沿重合；

开关门与相邻的左右侧面活动连接，其外壁上设置有拉手；与开关门相邻的一个侧面内壁上设置有磁碰，磁碰与靠近开关门的侧壁内边沿重合，且开关门内壁设置有与该磁碰相对应的铁块；开关门与相邻的另一个侧面通过开关门合页相连接；

与开关门相邻的左右侧面内壁上，距下表面三分之二处设置有滑轮轨道，且滑轮轨道靠近开关门的一端设置有轨道处滑轮；抽屉隔板上设置有抽屉隔板上滑轮，并通过抽屉隔板上滑轮与滑轮轨道相连接；紫外灭菌灯设置在立方体柜的内侧面上，该内侧面与开关门对应，且紫外灭菌灯位于立方体柜上表面与抽屉隔板之间。

立方体柜上表面开有多个通孔，用于气体流动，通孔上方设置有直径大于通孔直径、孔径为0.22微米的滤膜，用于滤除空气中微生物；立方体柜下表面开有底部排水孔，且设置有配套阀门，其四个直角端设置有万向轮；立方体柜中与开关门对应的侧面设置有电源线孔。

所述的紫外灭菌灯带有防水罩；所述的抽屉隔板上设置有多个通孔，通孔大小根据实际植物种子大小而定。

一种植物根边缘细胞无菌培养方法包括下列步骤：