水稻中重金属从地上部向根系转运能力的检测方法技术

本发明专利技术涉及一种水稻中重金属从地上部向根系转运能力的检测方法。本发明专利技术水稻中重金属从地上部向根系转运能力的检测方法包括以下步骤：(1)将水稻苗A的根系平均分成两份，沿着分根界线从水稻苗A的茎的基部往上切割，将水稻苗A的根茎节点割开；(2)将步骤(1)分成的两份根系分别置于分根培养装置A的第一培养室(不含重金属)和第二培养室(含重金属)中，进行分根培养；(3)分根培养后，收获水稻苗A的两份根系，检测两份根系中的重金属含量。本发明专利技术联合使用分根培养和切割技术，这样能够检测水稻根茎节点之上的植物地上部分、根茎节点分别向根系转运重金属的能力。

Method for detecting heavy metal transport capacity from root to shoot in Rice

The invention relates to a method for detecting the transport capacity of heavy metals in rice from the overground part to the root system. The invention of heavy metals in rice, which comprises the following steps from shoot to root detection method of transport capacity: (1) the A in rice seedlings roots were divided into two, along the line from the base of rice seedling root A stem to root node will cut rice seedlings A (2) will be cut; step (1) into two roots were placed on the first train split root culture device A room (not containing heavy metals) and second chamber (containing heavy metals), were split root culture; (3) split root culture, two root harvest rice seedlings A, heavy metal content measuring two root in. The invention uses split root culture and cutting techniques to detect the ability to transport heavy metals from roots, roots, and roots to rice roots above the root node of rice.

【技术实现步骤摘要】
水稻中重金属从地上部向根系转运能力的检测方法
本专利技术涉及一种检测方法，具体涉及一种水稻中重金属从地上部向根系转运能力的检测方法。
技术介绍
镉对人体健康有很大的危害，如会引起肾脏功能障碍、骨质疏松症、癌症以及心血管等疾病。水稻大米(籽粒)是稻作区居民人体镉摄入的主要来源。减少水稻籽粒的镉积累对于降低人体Cd中毒风险意义重大。已有对于降低籽粒Cd浓度的方法主要集中在降低根系Cd吸收、降低Cd向地上部转运两个方面开展，而对于镉是否能从水稻地上部往根系转运尚无确切证据证实，关于检测镉从水稻地上部往根系转运能力的方法更是未见报道。一般研究人员研究其他元素从地上部往根部转运较常采用的是往地上部涂抹或者喷洒溶液的方式。如Wangetal.(2013)利用自制喷雾器将纳米金属溶液制成喷雾喷在西瓜幼苗叶表面让其吸收，用透明塑料袋遮住根部避免污染，培养数日后收获植株根、茎、叶，烘干消解后通过电感耦合等离子体质谱法和透射电子显微镜等元素分析法检测植株根、茎、叶中均含有相应的纳米金属物质，从而证明大小小于100nm的nTiO2、nMgO、nZnO和nFe2O3均可通过气孔进入西瓜叶，然后通过茎转运到根部。该方法一方面易使金属溶液滴到或者被雨水冲刷到根系，导致根系的Cd非完全来自于地上部的运输。此外，由于Cd是植物的非必需元素，植物叶片对于涂抹在上面的Cd的吸收极为有限，能够向下转运的量则更少，导致开展研究的难度非常高。除了涂抹的方法以外，有研究者利用两室分根装置研究金属元素由植物地上部往植物根系的转运，如Wangetal.(2012)采用分根装置和水培方法研究纳米CuO在玉米体内由上往下的转运。实验将玉米根系分为两部分，分别放置在分根装置左右两侧(分根装置为左右不连通，无法进行离子交换的两室装置)，左室为不加纳米CuO的去离子水，右室为纳米CuO溶液，培养一段时间后，与对照相比，检测到左侧根中含有高浓度Cu，又检测到玉米叶子中含有纳米CuO，结合高分辨率的透射电子显微镜观察证实纳米CuO可以通过韧皮部由玉米的地上部转运到根系。该研究成功证明纳米CuO可以由玉米的地上部往根系转运，但是该方法无法区分纳米CuO是经过玉米植株的根茎节点位置亦或是经过根茎节点以上其他部位往下转运的能力情况。综上可见，现有技术存在以下缺陷：采用往地上部涂抹或者喷洒溶液的技术手段研究元素由上往下的转运，往往会因溶液往下流动容易造成根系的污染，难以保证根系检测到的镉是由地上部向下转运而来；此外，因植物一般是利用根系吸收各类元素；叶片虽也能吸收部分元素，叶片表面的蜡质层和角质层会阻碍元素的吸收，导致地上部目标元素含量低，而能够向下转运的量更少，检测难度大，不利于研究的深入。采用传统的分根技术能够检测元素是否能由地上部往根系转运，也能估算向下转运的总量，但是无法区分经过根茎节点位置以及其他位置向根系转运的比例。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种水稻中重金属从地上部向根系转运能力的检测方法，该方法能够检测水稻根茎节点、根茎节点之上位置向根系转运的重金属。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种水稻中重金属从地上部向根系转运能力的检测方法，其包括以下步骤：(1)将水稻苗A的根系平均分成两份，沿着分根界线从水稻苗A的茎的基部往上切割，将水稻苗A的根茎节点割开；(2)将步骤(1)分成的两份根系分别置于分根培养装置A的第一培养室和第二培养室中，进行分根培养，切割所得到的新节点位于分根培养装置A的中间隔层顶部的正上方；所述分根培养装置A的第一培养室中装有不含重金属的营养液，其第二培养室中装有含浓度为e重金属的营养液；除是否含重金属的区别之外，所述分根培养装置A的第一培养室和第二培养室的营养液成分相同；所述第一培养室和第二培养室的营养液体积相同，所述第一培养室和第二培养室的营养液液面均位于所述割开的根茎节点下方；(3)分根培养后，收获水稻苗A的两份根系，收获的根系经干燥、消解后，采用原子吸收光谱法或电感耦合等离子体质谱法检测两份根系中的重金属含量；分根培养装置A的第一培养室中培养的根系所含的重金属浓度为a，分根培养装置A的第二培养室中培养的根系所含的重金属浓度为b。其中，a与b的比值为A1，A1指示水稻根茎节点之上的植物地上部分向水稻根系转运重金属的能力系数。上述分根培养装置A的第一培养室和第二培养室中的营养液，其所含成分除了重金属外，其他成分完全相同。分根培养装置A的第一培养室中不含重金属，第一培养室中根系检测到的重金属是与第二培养室中的根系相连的地上部往下转运所致。本专利技术对根茎节点进行切割，阻断了重金属暴露根系吸收的重金属通过根茎节点直接转运到另外一侧根系的路径，分根培养装置A的第一培养室根系中的重金属由根茎节点之上的地上部往根系转运得到。联合使用分根培养和切割技术，本专利技术能够检测水稻根茎节点、根茎节点之上位置向根系转运的重金属。另外，一般检测金属或其他元素由植物体地上部往根系转运的常规技术手法是往地上部喷洒或者涂抹溶液，这样的方法虽能直观验证，但是容易造成污染，而且叶子表面的蜡质层和角质层对金属或者其他元素的渗透会造成阻碍作用，尤其是单子叶植物。相较于此，本专利技术能够较大程度上避免污染问题，而且能够有效吸收镉，便于检测。作为本专利技术所述水稻中重金属从地上部向根系转运能力的检测方法的优选实施方式，所述步骤(1)中，沿着分根界线从水稻苗A的茎的基部往上切割2.0～3.0cm。切割太长(大于3cm)对植物影响大，例如3.5cm时水稻长势不好(植株高度明显减少)，大于6cm时植株在培养两周后死亡；切割太短，则没法分开节点，专利技术人发现，若切割长度小于2.0cm，随着水稻的生长，根茎节点分离处的空间(即切割间隙)会被新生的植物组织(类似“连接桥”的结构)填满，则失去了“分割”的意义。作为本专利技术所述水稻中重金属从地上部向根系转运能力的检测方法的更优选实施方式，所述步骤(1)中，沿着分根界线从水稻苗A的茎的基部往上切割2.5cm。选择切割的长度为2.5cm，这样即可以保证将切割所得到的新节点卡在分根装置的中间隔层顶部的正上方的时候不折损水稻茎，又可以保证不因过多切割而造成对水稻茎的过度损伤，还可以保证切割后的分根培养过程中，根茎节点分离处的空间(即切割间隙)不会长出新生的植物组织。作为本专利技术所述水稻中重金属从地上部向根系转运能力的检测方法的优选实施方式，所述重金属为镉元素。作为本专利技术所述水稻中重金属从地上部向根系转运能力的检测方法的优选实施方式，所述方法还包括以下步骤：在不切割的条件下，将水稻苗B的根系平均分成两份，将分成的两份根系分别置于分根培养装置B的第一培养室和第二培养室中，进行分根培养，水稻苗B的根茎节点位于分根培养装置B的中间隔层顶部的正上方；所述水稻苗B与水稻苗A在相同的条件下培育所得，所述分根培养装置B的第一培养室中装有不含重金属的营养液，其第二培养室中装有含重金属浓度为e的营养液；所述分根培养装置B的第一培养室的营养液的成分、体积均与所述分根培养装置A的第一培养室的营养液相同，且所述分根培养装置B的第二培养室的营养液的成分、体积均与所述分根培养装置A的所述第二培养室的营养液相同。分根培养后，收获水稻苗B的两份根系，收获的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水稻中重金属从地上部向根系转运能力的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将水稻苗A的根系平均分成两份，沿着分根界线从水稻苗A的茎的基部往上切割，将水稻苗A的根茎节点割开；(2)将步骤(1)分成的两份根系分别置于分根培养装置A的第一培养室和第二培养室中，进行分根培养，切割所得到的新节点位于分根培养装置A的中间隔层顶部的正上方；所述分根培养装置A的第一培养室中装有不含重金属的营养液，其第二培养室中装有含重金属浓度为e的营养液；除重金属浓度不同外，所述分根培养装置A的第一培养室和第二培养室的营养液成分相同；所述第一培养室和第二培养室的营养液体积相同，所述第一培养室和第二培养室的营养液液面均位于所述割开的根茎节点下方；(3)分根培养后，收获水稻苗A的两份根系，收获的根系经干燥、消解后，采用原子吸收光谱法或电感耦合等离子体质谱法检测两份根系中的重金属含量；分根培养装置A的第一培养室中培养的根系所含的重金属浓度为a，分根培养装置A的第二培养室中培养的根系所含的重金属浓度为b；其中，a与b的比值为A1，A1指示水稻根茎节点之上的植物地上部分向水稻根系转运重金属的能力系数。

【技术特征摘要】
1.一种水稻中重金属从地上部向根系转运能力的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将水稻苗A的根系平均分成两份，沿着分根界线从水稻苗A的茎的基部往上切割，将水稻苗A的根茎节点割开；(2)将步骤(1)分成的两份根系分别置于分根培养装置A的第一培养室和第二培养室中，进行分根培养，切割所得到的新节点位于分根培养装置A的中间隔层顶部的正上方；所述分根培养装置A的第一培养室中装有不含重金属的营养液，其第二培养室中装有含重金属浓度为e的营养液；除重金属浓度不同外，所述分根培养装置A的第一培养室和第二培养室的营养液成分相同；所述第一培养室和第二培养室的营养液体积相同，所述第一培养室和第二培养室的营养液液面均位于所述割开的根茎节点下方；(3)分根培养后，收获水稻苗A的两份根系，收获的根系经干燥、消解后，采用原子吸收光谱法或电感耦合等离子体质谱法检测两份根系中的重金属含量；分根培养装置A的第一培养室中培养的根系所含的重金属浓度为a，分根培养装置A的第二培养室中培养的根系所含的重金属浓度为b；其中，a与b的比值为A1，A1指示水稻根茎节点之上的植物地上部分向水稻根系转运重金属的能力系数。2.如权利要求1所述的水稻中重金属从地上部向根系转运能力的检测方法，其特征在于：所述步骤(1)中，沿着所述分根界线从水稻苗A的茎的基部往上切割2.0～3.0cm。3.如权利要求2所述的水稻中重金属从地上部向根系转运能力的检测方法，其特征在于：所述步骤(1)中，沿着所述分根界线从水稻苗A的茎的基部往上切割2.5cm。4.如权利要求1所述的水稻中重金属从地上部向根系转运能力的检测方法，其特征在于：还包括以下步骤：将水稻苗B的根系平均分成两份，将分成的两份根系分别置于分根培养装置B的第一培养室和第二培养室中，进行分根培养，水稻苗B的根茎节点位于分根培养装置B的中间隔层顶部的正上方；所述水稻苗B与水稻苗A在相同的条件下培育所得，所述分根培养装置B的第一培养室中装有不含重金属的营养液，其第二培养室中装有含重金属浓度为e的营养液；所述分根培养装置B的第一培养室的营养液的成分、体积与均所述分根培养装置A的第一培养室的营养液相同，且所述分根培养装置B的第二培养室的营养液的成分、体积均与所述分根培养装置A的所述第二培养室的营养液相同；分根培养后，收获水稻苗B的两份根系，收获的根系经干燥、消解后，采用原子吸收光谱法或电感耦合等离子体质谱法检测两份根系中的重金属含量；分根培...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇涛，高雅，李韶山，邱丘，杨扬，吴艺蕾，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：广东,44