[发明专利]一种用于测定野外根际土壤原位酶谱的设备及方法

权利要求书

1.一种用于测定野外根际土壤原位酶谱的设备，其特征在于，所述设备包括纤维膜、反应装置、土壤根系培养装置、荧光反应暗室-酶谱成像装置和图像处理器。

2.根据权利要求1所述的用于测定野外根际土壤原位酶谱的设备，其特征在于，所述反应装置用于使底物与纤维膜结合，包括底物-纤维膜结合容器（2）；所述土壤根系培养装置用于原位监测，包括上下部开放的根际土壤监测根箱（5）和根箱可移动挡板（6）；并且所述荧光反应暗室-酶谱成像装置包括荧光反应暗室（7）、荧光反应暗室门（8）、可移动托板（9）、紫外灯（11）和相机（12），并优选进一步包括紫外灯控制器（13）和相机控制器（14）。

3.根据权利要求1或2所述的用于测定野外根际土壤原位酶谱的设备，其特征在于，所述纤维膜为2cm×2cm、10 cm×10 cm、20 cm×20 cm或30 cm×30 cm的0.45μm聚酯纤维膜，所述底物-纤维膜结合容器（2）的尺寸为30 cm×30 cm×20 cm；所述土壤根系培养装置的尺寸为30cm×30 cm×30 cm、50 cm×50 cm×50 cm或100 cm×100 cm×100 cm，所述荧光反应暗室（7）的尺寸为50 cm×50 cm×50 cm，所述荧光反应暗室门（8）的尺寸为 45 cm×45 cm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的用于测定野外根际土壤原位酶谱的设备，其特征在于，所述图像处理器为安装有图像处理软件如Image-J软件的电脑。

5.一种测定野外根际土壤原位酶谱的方法，其特征在于，所述方法使用权利要求1至4任一项所述的用于测定野外根际土壤原位酶谱的设备进行，包括以下步骤：

1) 制备荧光标准物质-纤维膜介质：采用甲基7-羟基香豆素作为荧光标准物质，通过将权利要求1至4任一项所述的用于测定野外根际土壤原位酶谱的设备的纤维膜浸泡于不同浓度梯度的荧光标准物质中1-3分钟，优选1分钟，由此制备不同浓度梯度的荧光标准物质-纤维膜介质；

2) 制作标准曲线：将步骤1）中获得的荧光标准物质-纤维膜介质放入权利要求1至4任一项所述的用于测定野外根际土壤原位酶谱的设备的荧光反应暗室-酶谱成像装置中，用紫外光照射1-3分钟，优选1分钟，并用权利要求1至4任一项所述的用于测定野外根际土壤原位酶谱的设备的图像处理器对所获得图像进行灰度值定量化处理，并将所获得灰度值与标准物质浓度拟合获得标准曲线；

3) 制备底物-纤维膜介质：选用能与甲基7-羟基香豆素结合的物质作为底物，配制底物溶液，并于权利要求1至4任一项所述的用于测定野外根际土壤原位酶谱的设备的底物-纤维膜结合容器中，将权利要求1至4任一项所述的用于测定野外根际土壤原位酶谱的设备的纤维膜浸泡于该底物溶液中1-3分钟，优选1分钟，由此制备底物-纤维膜介质；

4) 原位监测根际土壤：针对不同种类的植物挖掘不同尺寸的土壤剖面，并将权利要求1至4任一项所述的用于测定野外根际土壤原位酶谱的设备的土壤根系培养装置紧贴土壤剖面安放，之后土壤回填；经过1-3个月原位培养后，挖开土壤剖面，打开所述土壤根系培养装置，将步骤3）获得的底物-纤维膜介质覆盖在根系分布的土壤剖面上，并关闭所述土壤根系培养装置，使所述底物-纤维膜介质与根际土壤紧密贴合，原位培养1-4个小时；

5) 荧光反应-酶谱成像：将步骤4）获得的经原位培养的底物-纤维膜介质放在权利要求1至4任一项所述的用于测定野外根际土壤原位酶谱的设备的荧光反应暗室-酶谱成像装置中，紫外光照射1-3分钟，优选1分钟；

6) 根际土壤酶谱影像数字化：利用权利要求1至4任一项所述的用于测定野外根际土壤原位酶谱的设备的图像处理器对步骤5）获得的图像进行灰度值量化处理，并利用步骤2）获得的标准曲线将所获得灰度值转换成酶活性，由此定量化表达二维根际土壤酶活性。

6.根际土壤酶谱影像数字化：利用权利要求1至4任一项所述的用于测定野外根际土壤原位酶谱的设备的图像处理器对步骤5）获得的图像进行灰度值量化处理，并利用步骤2）获得的标准曲线将所获得灰度值转换成酶活性，由此定量化表达二维根际土壤酶活性。