技术领域
[0001] 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
[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 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
[0005] 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。
[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
[0007] 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。
[0008] 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；
[0009] 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；
[0010] 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。
[0011] 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。
[0012] 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。
[0013] 一种植物根边缘细胞无菌培养方法包括下列步骤：
[0014] 步骤(1)：挑选颗粒均匀饱满的植物种子，
自来水洗净后用10%
次氯酸钠溶液浸种10min用于种子表面杀菌，超纯水充分清洗后置于超纯水中浸泡6小时；
[0015] 步骤(2)：将浸泡后的种子转移至盖有湿润纱布的培养皿中，置于黑暗环境下25℃的恒温培养箱中萌发；
[0016] 步骤(3)：准备好所用的植物根边缘细胞无菌培养装置；
[0017] 准备包括：植物根边缘细胞无菌培养装置的立方体柜上表面通孔处粘贴孔径为0.22微米滤膜，在抽屉隔板上放两层经高温灭菌的浸湿纱布，将开关门打开，放入盛有无菌水配置的0.1mM 氯化
钙溶液的
加湿器后关闭开关门，利用紫外灭菌灯进行紫外灭菌；
[0018] 步骤(4)：待种子露白后将其均匀铺置于植物根边缘细胞无菌培养装置中的抽屉隔板纱布上。加湿器喷雾培养48～72h，每隔5min喷雾一次，每次喷雾30s，昼夜温度为26～22℃，避光。培养结束后，打开装置开关门，抽出抽屉隔板对植物根边缘细胞进行原位
采样。
[0019] 所述的植物根边缘细胞无菌培养装置中，种子需垂直放置以防止边缘细胞的掉落；所述的实验中所用的装置和容器都需经紫外灭菌，所有溶液需采用无菌水配制；所述的喷雾流量可调节加湿器开关进行控制；所述的喷雾间隔时间可通过植物根边缘细胞装置外加湿器插头连接的
定时器加以控制。
[0020] 本发明的植物根边缘细胞无菌培养装置使用过程如下：
[0021] 1、立方体柜上表面通孔处粘贴滤膜，在抽屉隔板上放两层经高温灭菌的浸湿纱布，将开关门打开，放入盛有无菌水配置的0.1mM
氯化钙溶液的加湿器后关闭开关门，利用紫外灭菌灯进行紫外灭菌；
[0022] 2、再打开开关门，在纱布上面放上用10%次氯酸钠溶液消毒后的种子，合上开关门；
[0023] 3、将装置推入暗室，启动加湿器，种子开始生长，种子伸出的根部穿过纱布和抽屉隔板孔洞；
[0024] 4、待种子生长达到实验要求后，将开关门打开，抽屉隔板抽出即可对根边缘细胞进行原位取样。
[0025] 本发明有益效果如下：
[0026] 本发明的装置中设有紫外灭菌灯，能很好得杀灭装置内部细菌，为边缘细胞的培养提供无菌环境，提高实验准确度；装置顶部设置有通孔利于空气流通，同时通孔上盖有一层滤膜用于过滤空气中微生物，有助于保持种子生长的无菌环境；为了使种子在高湿度环境下生长，在抽屉隔板上铺一层纱布有利于保持水分，提高种子周边小环境内的湿度，利于种子及根边缘细胞的生长；装置抽屉隔板可沿滑轮轨道推进抽出，便于对根边缘细胞进行原位取样，滑轮轨道也对抽屉隔板起到固定保持水平的作用；装置底部孔洞及阀门用来排除装置内部多余的积水。装置抽屉隔板右后方留有线路孔，供走紫外灭菌灯电线；紫外灭菌灯和加湿器电线均可由装置和后部电源线孔的穿出联通电源；装置配有万向轮，便于移运；装置材料以聚乙烯为主。
[0027] 本发明与已有的技术相比，能为植物根边缘细胞提供几乎无菌的生长环境、具有简便、快速、有效培养和原位收集植物根边缘细胞的优点。
附图说明
[0028] 图1为本发明植物根边缘细胞无菌培养装置的结构示意图。
[0029] 图中，通孔1、滑轮轨道2、轨道处滑轮3、抽屉隔板4、抽屉隔板上滑轮5、开关门6、开关门合页7、磁碰8、拉手9、电源线孔10、底部排水孔11、紫外灭菌灯12、万向轮13。
具体实施方式
[0030] 下面结合附图和实例对本发明植物根边缘细胞无菌培养装置与方法进行详细描述：
[0031] 如图1所示，植物根边缘细胞无菌培养装置，包括立方体柜、滑轮轨道2、轨道处滑轮3、抽屉隔板4、抽屉隔板上滑轮5、开关门6、开关门合页7、磁碰8、拉手9、紫外灭菌灯12、万向轮13。
[0032] 所述的立方体柜由六面围合而成，内部中空；其上下底面是边长为50 cm *50 cm的正方形，高为60cm；其一个侧面设置有开关门6，开关门6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；
[0033] 开关门6与相邻的左右侧面活动连接，其外壁上设置有拉手9；与开关门6相邻的一个侧面内壁上设置有磁碰8，磁碰8与靠近开关门6的侧壁内边沿重合，且开关门6内壁设置有与该磁碰8相对应的铁块；开关门6与相邻的另一个侧面通过开关门合页7相连接；
[0034] 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2，且滑轮轨道2靠近开关门的一端设置有轨道处滑轮3；抽屉隔板4上设置有抽屉隔板上滑轮5，并通过抽屉隔板上滑轮5与滑轮轨道2相连接；紫外灭菌灯12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12位于立方体柜上表面与抽屉隔板4之间。
[0035] 立方体柜的上表面开有多个直径为6cm的通孔1，用于气体流动，通孔1上方设置有直径大于通孔直径、孔径为0.22微米的滤膜，用于滤除空气中的微生物；立方体柜的下表面开有底部排水孔11，且设置有配套阀门，其四个直角端设置有万向轮13；立方体柜中与开关门对应的侧面设置有电源线孔10。
[0036] 所述的紫外灭菌灯12带有防水罩；所述的抽屉隔板4上设置有多个通孔，通孔大小根据实际植物种子大小设置。
[0037] 一种植物根边缘细胞无菌培养方法包括下列步骤：
[0038] 步骤(1)：挑选颗粒均匀饱满的植物种子，自来水洗净后用10%次氯酸钠溶液浸种10min用于种子表面杀菌，超纯水充分清洗后置于超纯水中浸泡6小时；
[0039] 步骤(2)：将浸泡后的种子转移至盖有湿润纱布的培养皿中，置于黑暗环境下25℃的恒温培养箱中萌发；
[0040] 步骤(3)：准备好所用的植物根边缘细胞无菌培养装置；
[0041] 准备包括：植物根边缘细胞无菌培养装置的立方体柜上表面通孔处粘贴滤膜，在抽屉隔板上放两层经高温灭菌的浸湿纱布，将开关门打开，放入盛有无菌水配置的0.1mM 氯化钙溶液的加湿器后关闭开关门，利用紫外灭菌灯进行紫外灭菌；
[0042] 步骤(4)：待种子露白后将其均匀铺置于植物根边缘细胞无菌培养装置中的抽屉隔板纱布上。加湿器喷雾培养48～72h，每隔5min喷雾一次，每次喷雾30s，昼夜温度为26～22℃，避光。培养结束后，打开装置开关门，抽出抽屉隔板对植物根边缘细胞进行原位采样。
[0043] 所述的植物根边缘细胞无菌培养装置中，种子需垂直放置以防止边缘细胞的掉落；所述的实验中所用的装置和容器都需经紫外灭菌，所有溶液需采用无菌水配制；所述的喷雾流量可调节加湿器开关进行控制；所述的喷雾间隔时间可通过植物根边缘细胞装置外加湿器插头连接的定时器加以控制。
[0044] 本发明植物根边缘细胞无菌培养装置使用过程如下：
[0045] 1、立方体柜上表面通孔处粘贴滤膜，抽出抽屉隔板在其上放上一层经高温灭菌的浸湿纱布，将开关门打开，放入加湿器后关闭开关门，利用紫外灭菌灯进行紫外灭菌；
[0046] 2、再打开开关门，在纱布上面放上用10%次氯酸钠溶液消毒后的种子，合上开关门；
[0047] 3、将装置推入暗室，启动加湿器，种子开始生长，种子发芽出的根部穿过纱布和抽屉隔板孔洞；
[0048] 4、待种子生长达到实验要求后，将开关门打开，抽屉隔板抽出就能够对根边缘细胞进行原位取样。
