一种水生植物根系活力测定方法技术

本发明专利技术公开了一种水生植物根系活力测定方法，包括顺序相接的如下步骤：1)配制浓度为0.01±0.002mg·mL

A Method for Measuring Root Activity of Aquatic Plants

【技术实现步骤摘要】
一种水生植物根系活力测定方法
本专利技术涉及一种水生植物根系活力测定方法，属于植物学方法测定

技术介绍
根系植物是活跃的吸收器官，根系的生长状况和活力决定了植物的营养吸收和光合作用能力。水生植物是指生理上依附水环境，光合作用器官永久地、或一年中数月沉没水中或浮在水面的植物。水生植物根系和陆生植物根系由于生长环境的不同，存在诸多差异。由于陆生环境含水量低，营养相对较低，陆生植物为了从土壤中吸收水分和营养，具有发达的根系，而水环境中含水量高，营养溶解于水中，较易被植物吸收，植物根系含水量高、较不发达，有些水生植物根系只起到固定作用；水生植物根茎细胞间隙特别发达，经常还发育有特殊的管状通气组织，这种结构保证在植株的水下部分能有足够的氧气，植株在水下能作有氧呼吸；大部分陆生植物细胞间隙较不发达，根系长时间浸入水中，缺氧条件下会进行无氧呼吸，产生酒精或乳酸，对植株造成毒害，甚至死亡；相比陆生植物，水生植物根系纤维质比较较薄，可以直接从水中吸收水分和营养。对陆生植物根系活力的测定方法目前已有几种方法，如TTC还原法、α-萘胺氧化法、根系伤流法等等，尤以TTC还原法使用较为广泛，不过这几种方法操作较为繁琐，部分试剂存在毒性。如公布号为CN108562471A的专利技术申请利用TTC测定根系活力，用到强腐蚀性试剂硫酸和具毒性的甲醇；公布号为CN104649455A的专利技术申请认为TTC法产生的废液量大，对环境污染严重。另外水生植物根系和陆生植物根系差异显著，并不能将陆生植物根系活力的测定方法直接用于水生植物根系活力的测定，虽然有诸多科研工作者涉及到水生植物根系活力测定的研究，但目前为止，尚无简单、准确、快速的水生植物根系活力测定方法。
技术实现思路
本专利技术提供一种水生植物根系活力测定方法，实现了水生植物根系活力的简单、准确、快速测量。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：一种水生植物根系活力测定方法，包括顺序相接的如下步骤：1)配制浓度为0.010±0.002mg·mL-1的甲烯蓝溶液C0；2)用甲烯蓝溶液C0配制系列标准溶液，于672nm处测定OD，以甲烯蓝溶液浓度为横坐标，OD为纵坐标，绘制标准曲线；3)用体积为V0的甲烯蓝溶液C0浸泡质量为m的待测植物根系，得浸泡液；4)在672nm处测定浸泡液的OD；5)使用浸泡液的OD带入标准曲线方程计算，得到浸泡液的浓度C0'，利用下述公式计算待测植物根系单位质量总吸收面积TAA：染色剂甲烯蓝(分子式：C16H18ClN3S)毒性很低，易于清除，价格低廉。甲烯蓝可以在植物根系表面吸附形成均匀的单分子层，当根系对甲烯蓝的吸附达到饱和时，可以将吸附的甲烯蓝进一步转移到根系细胞中继续吸附，而甲烯蓝吸附的量可以通过染色前后甲烯蓝浓度的变化来计算；由于水生植物根系和陆生植物根系差异显著，陆生植物根系活力的测定方法并不能直接用于水生植物根系活力的测定。采用甲烯蓝吸附测定时，二者对甲烯蓝溶液浓度的要求也存在差异，包括吸收峰的波长等也并不完全不同，这也是本领域技术人员，一直得不到高效准确的水生植物根系活力测定的原因所在。步骤1)中，甲烯蓝溶液浓度的选择非常重要，过高或过低，不仅检测的准确性会降低，且会脱离标准曲线。步骤2)中，波长672nm的选择非常重要，除此波长外，其它波段包括660nm，用于水生植物根系活力测定时组内差异大，准确度低。申请人经研究发现，水生植物根系染色前后的吸收峰值不同，通过扫描全波段(400-800nm)甲烯蓝试剂染色后的水生植物苦草、黑藻和穗花狐尾藻等根系，发现虽然甲烯蓝纯溶液在660nm上有吸收峰值，但对于水生植物而言染色过植物根系吸收峰值均出现在672nm处，在此波长上并在特定的甲烯蓝溶液浓度下，标准曲线为线性，可以很好地表征根系活力，这是由于水生植物和陆生植物结构、含水量等差异造成的，原因在于陆生植物根系表面吸附的水分和根系含水量低，染料容易均匀渗透到植物根系中，水生植物根系含水量高，染料渗透性较差，一般聚集在根系表面，无法渗透到根系内部。为了提高溶液浓度配制的准确性，步骤1)中，先配置目标浓度100倍浓度的甲烯蓝溶液，然后再通过稀释定容的方法得到目标浓度为0.010±0.002mg·mL-1的甲烯蓝溶液C0。为了提高测定的准确性，步骤2)中，系列标准溶液的浓度分别为甲烯蓝溶液C0浓度的0～0.6倍。为了进一步提高测定的准确性，步骤3)中，待测植物根系的质量使用千分之一克天平称量。为了减少干扰，兼顾测定的准确性和效率，步骤3)中，将待测植物根系洗净，用吸水纸吸干水分、并称量后，浸入甲烯蓝溶液C0中，浸泡1±0.1min后取出，得浸泡液。申请人经研究发现，浸泡1分钟左右即可实现水生植物根系活力测定准确，效率高。为了进一步提高测定的准确性，待测植物根系浸泡取出后，要使根系上附着的甲烯蓝溶液流回到浸泡液中。上述步骤4)中672nm的确定方法，包括如下步骤：4.1)配制浓度为0.010±0.002mg·mL-1的甲烯蓝溶液C0；4.2)用甲烯蓝溶液C0浸泡水生植物根系，得浸泡液；4.3)以超纯水作为空白对照测定浸泡液的OD，得到染色过水生植物根系吸收峰值为672nm。作为本申请一种优选的具体方案，水生植物根系活力测定方法，包括顺序相接的如下步骤：1)准确称取0.1000g甲烯蓝试剂，溶解于100mL容量瓶中，制成1.000mg·mL-1甲烯蓝溶液取1mL甲烯蓝溶液溶解于100mL容量瓶中，制成0.01mg·mL-1甲烯蓝溶液浓度记为C0；2)用甲烯蓝溶液配制系列标准溶液，制作甲烯蓝标准曲线，于672nm处测定OD，以甲烯蓝溶液浓度为横坐标，OD为纵坐标，绘制标准曲线；3)吸取8mL甲烯蓝溶液放置于10mL试管中，将待测的植物根系洗净，用吸水纸吸干水分，浸入前述试管中，浸泡1min后取出，使根系上附着的甲烯蓝溶液流回到试管中，染色后的甲烯蓝溶液标记为甲烯蓝溶液4)取壁厚为1mm的石英比色皿，先用甲烯蓝溶液润洗，然后将甲烯蓝溶液倒入比色皿2/3容积处，用擦镜纸擦干比色皿外壁，以超纯水作为空白对照在672nm处测定OD；5)使用浸泡液的OD带入标准曲线方程计算求出甲烯蓝溶液的浓度，记为C0'。水生植物根系总吸收面积TAA(totalabsorptionarea)按照下面的公式计算(单位：cm2)：式中，C0为0.010mg·mL-1；C0'为甲烯蓝溶液的浓度；V0＝8mL。本专利技术未提及的技术均参照现有技术。本专利技术水生植物根系活力测定方法，针对水生植物特点设计，测试方法简便，测定结果组内差异小，可重复性高，测试速度快，毒性小。附图说明图1为本专利技术三种水生植物根系染色400-800nm吸收值图；图2为实施例2中的标准曲线图；图3为实施例3中的标准曲线图。具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面结合实施例进一步阐明本专利技术的内容，但本专利技术的内容不仅仅局限于下面的实施例。各例中测试仪器为岛津UV-2450紫外-可见分光光度计。实施例1吸收峰值的确定：1)准确称取0.1000g甲烯蓝试剂，放置于100mL容量瓶中，用超纯水定容至100mL，制成1.000mg·mL-1甲烯蓝溶液①；用移液枪取1mL甲烯蓝溶液①于100mL容量瓶中，用超纯水定容至100mL，制成0.0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水生植物根系活力测定方法，其特征在于：包括顺序相接的如下步骤：1)配制浓度为0.010±0.002mg·mL

【技术特征摘要】
1.一种水生植物根系活力测定方法，其特征在于：包括顺序相接的如下步骤：1)配制浓度为0.010±0.002mg·mL-1的甲烯蓝溶液C0；2)用甲烯蓝溶液C0配制系列标准溶液，于672nm处测定OD，以甲烯蓝溶液浓度为横坐标，OD为纵坐标，绘制标准曲线；3)用体积为V0的甲烯蓝溶液C0浸泡质量为m的待测植物根系，得浸泡液；4)在672nm处测定浸泡液的OD；5)使用浸泡液的OD带入标准曲线方程计算，得到浸泡液的浓度C0'，利用下述公式计算待测植物根系单位质量总吸收面积TAA：2.如权利要求1所述的水生植物根系活力测定方法，其特征在于：步骤1)中，先配置目标浓度100倍浓度的甲烯蓝溶液，然后再通过稀释定容的方法得到目标浓度为0.010±0.002mg·mL-1的甲烯蓝溶液C0。3.如权利要求1所述的水生植物根系活力测定方法，其特征在于：步骤2)中，系列标准溶液的浓度分别为甲烯蓝溶液C0浓度的0～0.6倍。4.如权利要求1-3任意一项所述的水生植物根系活力测定方法，其特征在于：步骤3)中，待测植物根系的质量使用千分之一克天平称量。5.如权利要求4所述的水生植物根系活力测定方法，其特征在于：步骤3)中，将待测植物根系洗净，用吸水纸吸干水分并称量后，浸入甲烯蓝溶液C0中，浸泡1±0.1min后取出，得浸泡液。6.如权利要求5所述的水生植物根系活力测定方法，其特征在于：待测植物根系浸泡取出后，要使根系上附着的甲烯蓝溶液流回到浸泡液中。7.如权利要求1-3任意一项所述的水生植物...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓龙，谢洪民，薛静琛，
申请(专利权)人：中国科学院南京地理与湖泊研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32