[发明专利]一种定时循环的AM真菌扩繁及功能实验装置和使用方法

说明书

一种定时循环的AM真菌扩繁及功能实验装置和使用方法，涉及土壤微生物的培养。装置设有培养箱盖、培养箱、培养基质、同位素等添加空间、菌丝室、排水箱盖、排水箱、过滤泵、植物生长室、喷嘴调控钩和尼龙网；所述培养箱盖盖在培养箱上，培养箱由纵向网分割成菌丝室和植物生长室，培养基质和同位素等添加空间放置在菌丝室内，培养箱的底部设有排水孔；排水箱设在培养箱底部，排水箱盖盖在排水箱上，过滤泵设在排水箱内，喷嘴调控钩和尼龙网设在植物生长室内，喷嘴调控钩上设有雾化喷嘴，所述雾化喷嘴与过滤泵之间由PVC软管连接，植物生长室的顶部设植物固定装置。

技术领域

本发明涉及土壤微生物的培养，尤其是涉及一种定时循环的AM真菌扩繁及功能实验装置和使用方法。

背景技术

丛枝菌根(arbuscular mycorrhizae，AM)真菌是自然界分布最广泛的土壤微生物之一，它能与地球上80％以上的陆生植物形成菌根共生体，在植物个体、种群、群落和生态系统等不同层次均具有重要功能，但这些潜在的巨大作用尚未得到充分开发。由于AM真菌是专性活体营养微生物，无性繁殖具有丰富的遗传多样性，迄今为止尚不能完全在离体条件下纯培养，只能依赖活体植物对其进行繁殖，这已成为AM真菌分类鉴定以及广泛应用的主要屏障。究其原因，菌根共生体生理、共生体系中真菌和宿主的相互关系尚未揭示。AM真菌的遗传学和生物学的研究有赖于如何获得纯净菌体。1955年，Gerdemann发明了湿筛-倾析法，人类才能够从土壤中直接筛选出AM真菌的各种孢子，AM真菌的研究才取得较大的发展。1968年，Gilmore采用盆栽法获得了以孢子、菌丝、菌根根段或侵染土壤多种形式存在的AM真菌繁殖体；1973年，Hattingh等首次建立了隔网分室培养系统,开展AM真菌生理、生态功能的一体化研究,为专性共生的AM真菌提供了新的研究思路和方法。1981年，Crush&Hay设计了静止营养液培养法，利用白三叶草(Trifolium repens)在灭菌的营养液中培养珠状巨孢囊霉(Gigaspora margarita)；1981年，Mosse&Thompson设计了汽雾培养AM真菌系统，成功获得了AM真菌菌剂；1984年，Elmes&Mosse和Mosse&Thompson分别以玉米(Zea mays)和菜豆(Phaseolus vulgaris)等作为宿主植物，探索AM真菌菌剂的营养液流动培养技术；1987年，Mugnier&Mosse利用双重无菌培养技术由Ri T-DNA转基因胡萝卜根和AM真菌建立的菌根共生体得到孢子；1994年，沈廷厚等为克服盆栽培养的不足，利用盆栽培养原理，巧妙设计了温室苗床扩繁AM真菌菌剂和柑桔(Citrus reticulata)砧木幼苗成功接种的简易方法；1995年，Redecker等首次提出玻璃珠分室培养技术，该技术可以培养大量无菌真菌孢子，而且真菌易于基质分离；2001年，Chen等对该装置的培养条件进行改进，将菌根室中的玻璃珠换成河砂；2001年，Fracchiaa从盆栽培养技术获得启示，设计了一个获得单孢AM真菌培养技术。我国在AM真菌的培养和扩繁领域，先后有数个专利获得授权，中国专利ZL00132468.3公开一种以玻璃珠为培养基质的AM真菌的培养，主要涉及一种使用特定培养装置及培养介质的AM真菌的分室培养方法，该方法表明对于产孢能力强的AM真菌地表球囊霉(Glomus versiforme)在真菌生长室中可以获得多至20mg干重的菌体，每盆获得的孢子数以万计。中国专利ZL200610165326.5公开一种提高矿区复垦效果的丛枝菌根菌剂培养方法，将沙土栽培基质更换为以沙土、沸石和珍珠岩(10：10：1m/m/m)混合组成的基质，由于沸石(ρ＝1.0g/mL)和珍珠岩(ρ＝0.1g/mL)的密度比沙土(ρ＝1.5g/mL)小，在相同体积时，该混合基质的重量要比单纯沙土的重量轻很多,而且混合基质培养出的菌根菌剂质量优于沙土和矿区废弃物粉煤灰基质，适于野外远距离运输携带,为丛枝菌根技术在矿区大规模复垦应用提供一种高效方法。中国专利ZL201420440445.7公开一种复合式AM真菌分室培养装置，主要涉及特殊微生物的培养技术领域，将AM真菌的传统基质培养与无土培养结合，提供一种可用于研究AM真菌培养和生理机制的复合式AM真菌分室培养装置。但是该培养系统仍处于一个开放的操作环境，操作复杂，所采用的培养基质易携带其他外源微生物。中国专利ZL201420763337.3公开一种采用人工培养基开展AM真菌纯培养的分室培养装置，该专利基于发根农杆菌的Ri质粒上的T-DNA转移到胡萝卜肉质根，可以促使胡萝卜根产生大量毛状根，设计了人工培养基开展AM真菌纯培养的分室培养装置，可以得到大量纯净繁殖体，而且可以用于研究AM真菌与宿主根系之间关系，如C-P分配。该专利的最大缺点是宿主材料为植物根系无法进行光合作用产生光合产物，违背了植物与宿主植物在自然环境中的共生关系。综上所述，以上专利所设计的培养装置基本处于改善培养基质优化AM真菌菌剂，而将菌剂扩繁与AM真菌功能特性研究相结合的甚少。