一种利用同位素探针研究植物残体腐解的微域装置

摘要

一种利用同位素探针研究植物残体腐解的微域装置，本发明涉及一种培养装置，它为了解决现有土壤腐解同位素标记植物残体时，微生物利用植物残体不足，造成微生物体内同位素含量过低的问题。该微域装置由4个PVC板和夹持装置组成，每个PVC板的中心开有空心圆，每个PVC板中的空心圆均用呢绒网封底，4个PVC板逐层叠放，第二层PVC板的空心圆处填充有土壤，第三层填充有植物残体，第四层填充有土壤，4个PVC板通过夹持装置夹紧固定。采用本发明的微域装置只需用少量同位素标记后的植物残体，就能够在该微域装置的微域中富集较高同位素含量的微生物，节省了实验成本。

说明书

技术领域

本发明涉及一种培养装置，具体涉及一种适于土壤腐解少量同位素植物残体的装置。

背景技术

全球每年产生估计37.5亿吨的作物秸秆，这些植物残体大部分都进入土壤，转化为 土壤有机质，改善土壤物理和化学特性，并增加养分有效性。在植物死亡进入腐解期后， 易分解的成分首先降解，难分解的成分不断在土壤中积累，微生物的群落因作用残体不同 组织成分而发生变化，不同有机质含量土壤利用植物残体的微生物也有所不同。

近期发展起来的稳定性同位素探针技术(SIP)是连接某种特定微生物和它们功能的 一种新方法，这种方法也被用来追踪环境腐解植物残体的微生物。如利用同位素¹³C标记 的底物来培养微生物时，通过微生物的代谢合成使得¹³C进入微生物体内，提取微生物 DNA/RNA，鉴定功能微生物类群。但该方法对核酸中同位素比例要求较高，只有当微生 物DNA/RNA中同位素达到一定含量时，¹³C-DNA/RNA和¹²C-DNA/RNA才能分离开来， 以确保SIP实验的顺利进行。但是，仅仅将土壤和同位素标记的植物残体简单混合，这不 仅需要大量的同位素植物残体，而且提取到的土壤微生物DNA/RNA同位素丰度太低， 很有可能达不到SIP技术的要求。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有土壤腐解同位素标记植物残体时，微生物利用植物残体 不足，造成微生物体内同位素含量过低的问题，而提供一种利用同位素探针研究植物残体 腐解的微域装置。

本发明利用同位素探针研究植物残体腐解的微域装置由4个PVC板和夹持装置组成， 每个PVC板的中心开有空心圆，每个PVC板中的空心圆均用呢绒网封底，4个PVC板 逐层叠放，在第二层PVC板的空心圆处填充有土壤，在第三层PVC板的空心圆处填充有 同位素标记的植物残体，在第四层PVC板的空心圆处填充有土壤，4个PVC板通过夹持 装置夹紧固定。

采用本发明利用同位素探针研究植物残体腐解的微域装置只需用少量同位素标记后 的植物残体，就能够在该微域装置的微域中富集较高同位素含量的微生物，大大节省了实 验成本。另外，此微域装置的夹层结构还能方便实验结束后的取样工作。

附图说明

图1是本发明单个PVC板的结构示意图；

图2是本发明利用同位素探针研究植物残体腐解的微域装置四层PVC板的结构示意 图；

图3是实施例一利用本发明的微域装置得到的样品分层后的PCR胶图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式利用同位素探针研究植物残体腐解的微域装置由4个 PVC板1和夹持装置组成，每个PVC板1的中心开有空心圆，每个PVC板中的空心圆 均用呢绒网1-1封底，4个PVC板1逐层叠放，在第二层PVC板b的空心圆处填充有土 壤，在第三层PVC板c的空心圆处填充有同位素标记的植物残体，在第四层PVC板d的 空心圆处填充有土壤，4个PVC板通过夹持装置夹紧固定。

本实施方式微域装置中的第一层PVC板a为空板，用以将上层土壤和培养环境土壤 隔离开。

本实施方式的微域装置能够保证土壤和植物残体之间微生物、水分、养分上自由运移。 在同位素植物残体附近富集了大量微生物，因而此微域里微生物体内同位素将会有显著提 高。收集提取植物表面的微生物，此部分微生物腐解植物残体活跃，体内同位素含量大大 提高，能够满足SIP实验要求。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是所述的夹持装置为长尾夹。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是PVC板1为正方形。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是PVC板1的厚度 为1mm。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是呢绒网1-1的孔径 为48μm。

实施例一：本实施例利用同位素探针研究植物残体腐解的微域装置由4个1mm厚 的PVC板1和4个长尾夹组成，每个PVC板1的中心开有空心圆，每个PVC板中的空 心圆均用48μm呢绒网1-1封底，4个PVC板1逐层叠放，在第二层PVC板b的空心圆 处填充有1g土壤，在第三层PVC板c的空心圆处填充有0.5g同位素标记的植物残体， 在第四层PVC板d的空心圆处填充有1g土壤，4个长尾夹夹持在叠层放置的PVC板的 四边上。

本实施例中PVC板为正方形，正方形的边长为5cm，其中心空心圆的直径为3cm。 本实施例PVC板的尺寸在满足提取土壤和植物残体表面核酸的前提下，最大限度的减少 了植物残体的使用。

将本实施例的微域装置埋入土壤环境中，土壤水分控制在土壤最高持水量的70％， 然后将整个装置放在25℃下进行黑暗培养，一段时间后将装置拆开，分别收集PVC板上 的2g土壤和0.5g植物残体，液氮处理后保存在-80℃环境中。提取土壤DNA/RNA，也可 以提取植物残体表面微生物的DNA/RNA，将得到的DNA/RNA进行SIP实验。从图3的 样品分层后PCR胶图可知植物残体表面微生物RNA中同位素含量大大提高。