适于发根农杆菌转基因组合植株根系培养的专用水培装置

摘要

本发明涉及一种适于发根农杆菌转基因组合植株根系培养的专用水培装置及其应用，所述的装置包括储液箱、植物固定架，其中，植物固定架包括立板支撑、固定下层夹持板、接立板组装的架体，架体中设有高度调节卡槽和滑槽，配有组合式上层夹持板、滑槽封口条和遮光板，上层夹持板上设有植株夹持孔，下层夹持板和遮光板上设有对应的根孔和茎孔。储液箱为矩形箱，箱内凈长度与植物固定架对应，净宽度为植物固定架宽度的整倍数，箱内设有由分隔栅分隔的与所述根孔对应的独立根系区。装置的配置中还包括增氧泵、根系修剪支架和注液漏斗。本发明可以用于发根农杆菌转基因组合植株根系培养。

说明书

技术领域

本发明是关于一种适用于发根农杆菌转基因组合植株根系培养的专用水培装置及用该装置进行转基因发根水培的方法。

背景技术

发根农杆菌在侵染植物后，能够诱导植物产生根瘤，并进一步形成大量高度分支的不定根，通常称为发根，具有生长速度快，分化程度高的特点。发根在离体条件下还能够再生成完整的植株，此时由于整株植株均含转基因成分，是完全的转基因植株；若发根侵染植物茎部或根部并形成发根，这时即使全部剪除植物本身的普通根，发根也能很好地取代其功能吸收水分和养分，植株继续正常地生长发育。这种不完全的转基因植株由含转基因成分的根部和非转基因的地上部分组合而成，即所谓转基因组合植株。转基因组合植株由于不需要发根再生植株的过程，大大缩短了获得转基因植株的时间，同时由于其种子是不含转基因成分的正常种子，转基因成分不会遗传给下一代，不会对环境安全和生物多样性造成影响，因此是进行基因功能，特别是在根部表达基因的功能研究非常理想的材料。本实验室利用发根农杆菌转基因组合植株技术体系，研究了一系列耐盐相关的大豆ZFP、MYB，HLH转录因子基因和耐盐耐旱相关水通道蛋白基因TIP、ZIP等，成功鉴定发掘了一批能明显提高植物耐盐性的有用基因资源。但是在发根农杆菌转基因组合植株根系培养环节，还存在操作繁杂、效率不高的问题。在初步获得发根农杆菌转基因组合植株后，通常是将每株植株单独放在玻璃试管中培养生根。这种方法操作很麻烦且非常的费时费力，难于规模化快速的进行培养。其困难主要表现在以下几个方面：1）非转基因毛根修剪时只能一株一株取出，逐个修剪好后再依次装入试管并固定；2）试管容积很小，需要每天频繁的换营养液，每次只能更换单个试管。3）必需每个试管分别泵入空气，操作繁琐。 4）不适宜高大植株的固定和培养。5）玻璃试管透明，易滋生藻类植物，影响实验结果。6）需要大量试管及试管架，占用空间大，不易清洗。 本发明针对发根农杆菌转基因组合植株根系培养中的上述问题，极大地简化了操作过程，提高了效率，使发根农杆菌转基因组合植株的根系培养能够快速、高效和规模化的进行。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有设备和方法存在的上述问题，提供一种适于发根农杆菌转基因组合植株根系培养的专用水培装置及其应用。

本发明的目的是这样实现的：一种适于发根农杆菌转基因组合植株根系培养的专用水培装置，包括储液箱、植物固定架，其特征在于：

1）植物固定架包括一对立板支撑，两立板支撑由水平的固定下层夹持板和垂直的连接立板固为一体，固定下层夹持板与立板支撑等宽，固定下层夹持板上覆有遮光板，固定下层夹持板上方的立板支撑至少设有两道并列的高度调节卡槽，紧邻高度调节卡槽上沿设有一道与其沟通的滑槽，滑槽中配有滑槽封口条，并列的高度调节卡槽中配有组合式上层夹持板，组合式上层夹持板由两片对称的单片组成，在两个单片交汇处设有均匀分布的植株夹持孔，两单片的端部外侧均设有榫头，榫头通过滑槽滑入并向下卡入高度调节卡槽中，再插入滑槽封口条对组合式上层夹持板定位，组装后，组合式上层夹持板的宽度不大于立板支撑的宽度；

2）组合式上层夹持板的植株夹持孔配有夹持海绵；固定下层夹持板和遮光板上设有与组合式上层夹持板中植株夹持孔对应的根孔和茎孔，其中，根孔大于植株夹持孔，茎孔等于植株的茎秆直径；

3）所述的储液箱为矩形容器，储液箱的箱内净长度等于植物固定架的实际长度，箱内净宽度为植物固定架宽度的整倍数，储液箱底部设有含排液阀的排液口，上沿设有注液通道和进气通道，所述的储液箱内设有与根系分隔栅分隔的独立根系区，所述的独立根系区与植株夹持孔、茎孔和根孔一一对应，

4）固定下层夹持板的安装高度过低于储液箱内的净高度，且高于分隔栅的高度。

在本发明中，一个储液箱至少配置与其箱内净宽度对应匹配的植物固定架，位于边缘的植物固定架的外侧组合式上层夹持板、固定下层夹持板和遮光板上设有一组对应的指示浮标卡孔和泵气孔，并配有对应的指示浮标和增氧泵。

在本发明中，所述的注液通道配有注液漏斗，增氧泵的输出管路通过进气通道和泵气孔进入储液箱。

在本发明中，所述储液箱和遮光板由不透光材质制作，滑槽封口条由弹性橡胶材料制作，植物固定架的其他构建均由无色透明材质制作。

在本发明中，所述的一个专用水培装置还配有一个根系修剪支架，根系修剪支架由底板和底板两侧的支撑板组成，由支撑板顶部支撑植物固定架。

一种上述专用水培装置的应用，其特征在于:

a)按实验要求配制植物培养营养液，通过注液通道注入储液箱；

b)取预先准备好经发根农杆菌介导转化、已在植株近根部位置初步有转基因发根产生的转基因组合植株，只保留可能是转基因发根的根，其他普通根全部修剪掉，先将植物根部插入植物固定架的下层根孔，装好遮光板，植株茎秆由其茎孔中穿出，茎秆中上部与高度调节卡槽对应高度处包裹夹持海绵，夹持海绵卡入组合式上层夹持板的植株夹持孔，上层夹持板插入相应高度的滑槽并向下卡入高度调节卡槽中，通过滑槽封口条对组合式上层夹持板限位；c)将固定好植株的植物固定架并排紧贴着插入储液箱，遮光板应低于储液箱侧壁的高度，安装指示浮标和增氧泵；d)观察水位指示浮标，若液面低于实验标准，可用注液漏斗经加液孔道补充植物培养营养液；当需要更换时，可以通过排液口将旧植物培养营养液排空，然后经注液通道加入新鲜的植物培养营养液；e)培养数天后要经常注意检查是否在植株根部有新的非转基因根长出，若有则必需剪除，方法是将植物固定架整体取出并安放到根系修剪支座上，检查并小心修剪掉植株根部的非转基因发根，只保留转基因发根；

f)转基因发根根系生长发育好后，植株整体取出进行下一步实验。

本发明的技术效果为：由于植物固定架具有高度调节卡槽，可以适用于不同株高幼苗的固定与培养。由于植物固定架能够与储液箱分离，能够方便地整体取出，安装到根系修剪支架并对转基因根进行批量修剪，这些操作都非常方便。由于植物固定架配有遮光板，可以有效防止储液箱中营养液滋生藻类，确保其质量，同时能够直观地观察液面高度并实现营养液快速适时的补充、更换。本发明结构紧凑，维护方便。

附图说明

图1是本发明的实施例结构示意图。

图2是储液箱实施例的结构示意图。

图3是植物固定架的立板支撑结构示意图。

图4是植物固定架的固定部分实施例结构示意图。

图5是遮光板结构示意图。

图6是上层夹持板结构示意图。

图7是植物固定架配置实施例结构示意图。

图中：1、储液箱，2、植物固定架，3、根系修剪支架，4、增氧泵，5、注液漏斗，6、排液口，7、指示浮标，8、分隔栅，9、注液通道，10、进气通道，11、立板支撑，12、高度调节卡槽，13、滑槽，14、固定下层夹持板，15、根孔，16、指示浮标卡孔，17、泵气孔，18、连接立板，19、遮光板，20、茎孔，21、组合式上层夹持板，22、植株夹持孔，23、榫头，24，夹持海绵，25、滑槽封口条，26、插孔。

具体实施方式

附图非限制性的公开了本发明实施例的具体结构，下面结合附图对本发明作进一步的描述。

由图1和图2可见，本发明包括储液箱1、植物固定架2，其中，所述的储液箱1为矩形容器，储液箱1的箱内长度为植物固定架2的长度，箱内净宽度为植物固定架2宽度的整倍数，其底部设有含排液阀的排液口6，其上沿设有注液通道9和进气通道10，所述的储液箱1内设有根系分隔栅8分隔的独立根系区；一个专用水培装置还配有一个根系修剪支架3，根系修剪支架3由底板和底板两侧的支撑板组成。

由图3-图7可见，植物固定架2包括一对与储液箱1箱内长度对应的立板支撑11，两立板支撑11通过水平固定下层夹持板14和垂直连接立板18固为一体，固定下层夹持板14上敷有遮光板19，立板支撑11对应遮光板19的上部至少设有两道并列的高度调节卡槽12，高度调节卡槽12上方与滑槽13相联通，滑槽13中配有滑槽封口条25，固定下层夹持板14和遮光板19的高度高于分隔栅却不得超过储液箱1箱内的净高度。

高度调节卡槽12中设有一个组合式上层夹持板21，每个组合式上层夹持板21由两个半片对称的单片组成。单片交汇处设有一列半圆形缺口，两单片的半圆形缺口组合成一个圆形植株夹持孔22，其两端外侧均有榫头23，可通过滑槽13滑进并向下卡入高度调节卡槽12，与每个植株夹持孔22对应遮光板19亦由两个半片组成，其上对应的地方也设有一列圆形茎孔20，根孔15的孔径大于植株夹持孔22，茎孔20的孔径为植株的茎秆直径。植株夹持孔22、茎孔20、根孔15与储液箱1中的根系区一一对应，植物根系可以通过固定下层夹持板根孔15和遮光板19茎孔20置于营养液中。夹持板21和遮光板19上可以设有一组对应的指示浮标卡孔16和泵气孔17。

在本实施例中，所述的立板支撑11的下方为矩形支脚，且设有四个并列的高度调节卡槽12和对应的滑槽13。使用中，可以通过立板支撑矩形支脚骑跨在两端的分隔栅8上。本实施例的根系修剪支架3的支撑板的间距和宽度均与植物固定架12对应，其顶部有与植物固定架12中矩形支脚对应的插孔26，修剪时植物固定架2的矩形支脚可以插入支撑板顶部的插孔26中。所述的上层植株夹持孔22中配有夹持海绵24；所述的注液通道9配有注液漏斗5，所述的进气通道10配有增氧泵4。

具体实施时，所述储液箱1、遮光板19由不透光材质制作，滑槽封口条25由弹性橡胶材料制作。植物固定架2的其他构建由无色透明材质制作。

本发明实际使用时，首先按实验要求配制植物培养营养液，通过注液通道9注入储液箱1。然后取预先准备好经发根农杆菌介导转化，选择在植株近根部位置初步有转基因发根产生的转基因组合植株，只保留可能是转基因发根的根，其他普通根全部修剪掉，先将植物根部插入植物固定架2的根孔15，装好遮光板19，植株茎秆由其茎孔22中穿出，茎秆中上部与高度调节卡槽12对应高度处包裹夹持海绵24，夹持海绵24卡入上层夹持板之夹持孔22，上层夹持板插入相应高度的滑槽13并向下卡入高度调节卡槽12中，通过滑槽封口条25对夹持板限位。将固定好植株的植物固定架2并排紧贴着插入储液箱1，遮光板19应低于储液箱1侧壁的高度，安装指示浮标7和增氧泵4。经常观察水位指示浮标7，若液面低于实验标准，可用注液漏斗5经加液孔道9补充植物培养营养液；当需要更换时，可以通过排液口6上的排液阀将旧植物培养营养液排空，然后经注液通道9加入新鲜的植物培养营养液。培养数天后，要经常注意检查是否在植株根部有新的非转基因毛根长出，若有则必需剪除，方法是将植物固定架2整体取出并安放到根系修剪支架3上，检查并小心修剪掉植株根部的非转基因发根，只保留转基因发根。转基因发根根系生长发育好后，植株整体取出进行下一步实验。