[发明专利]一种实时检测低温胁迫下植物根系Ca2+

说明书

本发明提供了一种实时检测低温胁迫下植物根系Ca²⁺流的方法。本发明的方法包括如下步骤：将测试液预冷至低温测试温度，获得预冷测试液；将植物根系和Ca²⁺传感器置于测试容器中，随后向测试容器中加入所述预冷测试液进行检测；特别是，在检测之前进行瞬时空白试验以获得空白时间，在检测时记录所述空白时间之后的Ca²⁺流数据。本发明的方法能够对多种植物根系在低温胁迫下的Ca²⁺流进行实时检测，检测所需时间短、稳定性和准确性高。

技术领域

本发明涉及非损伤微测技术领域，尤其是涉及一种实时检测低温胁迫下植物根系Ca²⁺流的方法。

背景技术

当植物受到各种物理刺激及各类化学物质作用后，相关刺激信号在植物胞间传递和胞内转导的过程称为植物体内的信号转导。当植物受到非生物胁迫时，Ca²⁺作为“第二信使”，通过浓度的特异性变化形式可达到信号转导的目的，以激活下游防御信号影响其细胞生物学功能。研究已表明，几乎所有的胞外刺激信号都能引起植物细胞内游离Ca²⁺浓度的变化，这种变化在时间、频率、幅度以及区域化分布中存在明显差异，所以说精准的植物细胞Ca²⁺流速测试技术以及科学的胁迫试验处理方法显得尤为重要。

运用非损伤微测技术检测植物根系Ca²⁺流是一种实时活体的检测方法，该方法在检测时需要将活体植物根系置于溶液(即测试液)中且保持完整。以低温胁迫为例，瞬时低温胁迫时，植物根系内的Ca²⁺浓度会迅速提升，这种浓度升高的Ca²⁺一部分来自胞内钙库，另一部分来自根系对胞外Ca²⁺的吸收。利用非损伤微测技术检测的Ca²⁺流，正是根系吸收环境中 Ca²⁺的速率。

如图1所示，现有的植物瞬时低温胁迫其根系Ca²⁺流检测方法是将植物根系置于盛有测试液的小培养皿(直径约35mm)中，且小培养皿的外围套有大培养皿(直径约90mm)。检测处理时在大、小培养皿的间隙中加入冰水混合物，以实现逐渐降低小培养皿中测试液温度的目的，从而实现对根系产生低温胁迫效果。然而，上述方法存在测试液降温时间长且无法实现科研要求的瞬间低温处理等缺陷，尤其是冰水混合物降温效果无法保证降温曲线的一致性，进而使得试验处理下检测出的根系Ca²⁺流速产生明显差异，导致Ca²⁺流数据的稳定性和准确性较差。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实时检测低温胁迫下植物根系Ca²⁺流的方法，该方法的稳定性和准确性高。

本发明人对现有方法进行研究，发现现有方法是通过热传导来降低小培养皿中测试液的温度；然而，热传导需要较长时间，无法控制不同重复试验的降温曲线保持一致，无法将测试液的温度瞬间降低至目标温度，且在不同的温度下的传感器的标准曲线产生会产生变化，进而会导致以下问题的产生：

1)测试液在“起始温度→最低(目标)温度”的降温过程中，每个样品的“温度-时间”曲线均不一致；瞬时低温处理时，加入夹层中的冰水混合物的冰水比例无法精确控制，从而导致降温时每次实验的“温度-时间”曲线不一致以及最低温度不一致等情况，这些情况会对Ca²⁺流结果的平行性造成影响，从而造成检测的稳定性较差。

2)采用冰水混合物热传导降温过程中，测试液中存在较强烈的冷热对流，其对Ca²⁺流数据的稳定性和准确性造成影响；Ca²⁺流属于微观物理现象，外界震动、内部溶液流动均会对Ca²⁺流数据的稳定性和准确性产生影响，现有方法在检测时，小培养皿中的测试液在降温过程中必然会产生冷热对流，从而影响Ca²⁺流数据的稳定性和准确性。