[实用新型]用于研究根系亲缘识别的试验装置

说明书

本实用新型涉及一种用于研究根系亲缘识别的试验装置，包括上端面敞口的培养槽，培养槽上方设置有两块用以阻隔植物根系释放挥发物向地上部空间扩散的盖板，两块盖板沿侧边相互紧贴，在盖板的紧贴边上设置有两个半圆形种植孔，在盖板上方设置有两个用以阻隔植物之间通过根系上部释放化学挥发物进行信息交流的玻璃罩，玻璃罩上设置有与外界空气连通的通气管。本实用新型能够对植物根系亲缘识别作出互惠共存或竞争互斥等行为进行观察研究，并能阻隔植物之间通过根系上部释放化学挥发物进行信息交流，增加实验的准确性。

技术领域

本实用新型涉及一种用于研究根系亲缘识别的试验装置。

技术背景

亲缘识别（Kin recognition）在动物界中非常普遍，是动物利用内部神经区分不同亲缘程度个体的过程。有趣的是，植物不具有动物所特有的视觉、嗅觉等神经系统，也可以通过特定的挥发物、感知光质变化和根系分泌物等途径进行亲缘识别。动植物往往是在亲缘识别之后才作出合作共存、竞争排斥或化感毒杀等行为，以促进自身及亲缘个体的生存与繁衍。目前有关植物能够识别亲缘的研究在北美凤仙花(Impatiens pallida)、马康草(Cakile edentula var. lacustr)、高粱(Sorghum vulgare)等20余种植物上得到了验证：同种植物（同一母株种子培育而成的苗木或相同无性系）之间可通过亲缘识别后启动减少根系生物量分配的行为，以减缓与亲缘邻居的竞争强度；不同植物或同种植物不同母株的子代之间也能通过亲缘识别，以加强与非亲缘邻居的竞争强度。如何深入揭示植物亲缘识别行为所蕴含的自然奥秘已成为当前研究的热点。特别是在土壤养分匮乏环境中，植物无法像动物一样自由移动，不同植物根系对地下公共资源的竞争甚至比地上部分对光的竞争更为强烈，通过研究植物亲缘识别的内在机理，对指导群落构建和管理具重大理论和现实意义。

然而，目前对于植物究竟是通过何种途径对邻居亲缘关系进行识别并通讯交流的内在调控机制仍不完全清楚。这主要是由于不同研究对于亲缘关系的界定标准、实验材料、测定指标、环境因素均存在较大差异，得出的结果也大相径庭，造成有关植物亲缘识别的诱导及调控的关键因子尚不很清楚。有研究表明，根系分泌物是介导植物身份识别的主要途径。将拟南芥（Arabidopsis thaliana）浸泡于含有不同亲缘个体根系分泌物的培养液中，发现邻株根系亲缘识别行为明显；但在加入根系分泌物抑制剂后，这种识别行为即消失。由于根系分泌物组成复杂，具体是哪些物质在起作用还不清楚。其中，植物根系释放的挥发性有机化合物（VOCs）作为根系分泌物的一种化学物质，在种内与种间有识别、吸引和防御等作用。它们少量即可被有机体感知，且可长距离扩散，明显有别于根系分泌物其它化学物质的传播途径。但由于土壤环境条件复杂，难以对根系挥发性化合物等分泌物的释放规律及通讯作用进行实时定位观察和测定，极大限制了人们对根系亲缘识别行为的研究及认识。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供了一种用于研究根系亲缘识别的试验装置，能够对植物根系亲缘识别作出互惠共存或竞争互斥等行为进行观察研究，并能阻隔植物之间通过根系上部释放化学挥发物进行信息交流，增加实验的准确性。

本实用新型的技术方案是：一种用于研究根系亲缘识别的试验装置，包括上端面敞口的培养槽，培养槽上方设置有两块用以阻隔植物根系释放挥发物向地上部空间扩散的盖板，两块盖板沿侧边相互紧贴，在盖板的紧贴边上设置有两个半圆形种植孔，在盖板上方设置有两个用以阻隔植物之间通过根系上部释放化学挥发物进行信息交流的玻璃罩，玻璃罩上设置有与外界空气连通的通气管。

进一步的，在培养槽底部设置有排水孔，排水孔内设置有与排水孔相配合的活塞，在培养槽侧壁上设置有若干个用以观测植物根系生长状况和补充水分及营养液的注射孔。