孫萌,董薈慧,趙雅津
(1 大連海關(guān)技術(shù)中心,遼寧大連 116001;2 大連海關(guān)綜合技術(shù)服務(wù)中心,遼寧大連 116001)
供試土壤樣本:大連市荒地土壤;體式顯微鏡:ZEISS AXIO ZOOM V1.6;光學(xué)顯微鏡:ZEISS Discovery;線蟲快速分離器:自制。
1.2.1 線蟲快速分離裝置原理。正壓式線蟲快速分離裝置是由大連海關(guān)技術(shù)中心設(shè)計和研發(fā)的一款新型植物線蟲快速分離裝置,目前,已向國家知識產(chǎn)權(quán)局申請實用新型專利,申請?zhí)枮?02021899804.7。其工作原理是采用正向壓力,使水流攜帶土壤快速穿過由不同孔徑的篩網(wǎng)組成的快速富集系統(tǒng),篩去大部分土壤內(nèi)的植物組織、土壤顆粒、雜質(zhì),達到線蟲與土壤分離的目的。
壓差法植物線蟲快速富集裝置,包括密封筒體、氣泵、漏斗篩網(wǎng)系統(tǒng)、進排水系統(tǒng)。密封筒體上連接用于測量用的壓力表,氣泵連接至密封筒體內(nèi),漏斗篩網(wǎng)系統(tǒng)連接于密封筒體下方,包括多層目數(shù)不等的套篩,且套篩的目數(shù)從上至下層依次增加。進排水系統(tǒng)包括連接于密封筒體上的出水口與入水口,還包括連接于漏斗篩網(wǎng)系統(tǒng)下方的排水閥。
本裝置使用時,先將要處理的樣品放入密封筒體內(nèi),將土壤樣品盡量攪拌均勻。封閉艙門,向筒體內(nèi)注水,當水面達到一定高度時停止,封閉排氣閥,打開氣泵增壓,當壓力達到一定值時停止。打開最下端排水閥,待壓力表3 回零后,拆下最下層篩網(wǎng),沖洗并收集下層篩網(wǎng)中的物質(zhì),即可得到線蟲懸浮液。
1.2.2 線蟲快速分離器分離土壤樣本方法。選取植被茂盛的潮濕土壤,將植物表面部分用鋤頭除去后,疏松土壤表面,挖至下層2~3cm 處。鏟取松動的土壤,將其密封在密封袋中,帶回實驗室4℃保存?zhèn)溆谩H∩鲜鐾寥?0g 至于燒杯中,向燒杯內(nèi)注水400mL,充分攪拌均勻后靜置20s,將上浮液緩慢倒入線蟲分離器密封筒體內(nèi)。蓋上桶蓋、密封把手,關(guān)閉排氣閥、入水口、出水口,按下綠色按鈕,氣泵開始向密封筒體內(nèi)加壓,觀察壓力表,當壓力達到一定量時,按紅色按鈕停止加壓。打開底部排水閥,待水完全排干后,打開排氣閥,桶內(nèi)氣體完全排空后,取下漏斗及篩網(wǎng),收集底部1~2 層篩網(wǎng)上的物質(zhì)得到線蟲懸浮液,對其進行鏡檢并計數(shù)。
1.2.3 析因試驗設(shè)計。為研究線蟲快速分離裝置可控因子,對線蟲分離效果的影響及因子間的相互作用進行分析,根據(jù)裝置設(shè)計,采用2 因子2 水平試驗設(shè)計。裝置工作時的篩網(wǎng)組合V1和最大壓力差V2為2 個可變因子,每個因子分別設(shè)計低、高2 個水平,每個因子的組合進行3 組重復(fù)試驗(見表1)。使用Minitab 軟件,對因子水平進行完全隨機化試驗設(shè)計,即隨機對每種水平、每個因子的試驗按順序安排,以規(guī)避裝置重復(fù)或規(guī)律性地進行一種水平試驗帶來的誤差。
表1 因子水平設(shè)計
1.2.4 線蟲分離效果評價。線蟲計數(shù)方法:將線蟲分離液倒入大號培養(yǎng)皿中,在立體顯微鏡下進行觀察。取6倍目鏡與10 倍物鏡組合的1 個視野作為計數(shù)單位,共計數(shù)5 個視野。設(shè)1 個視野在整個培養(yǎng)皿中的占比為X,5 個視野中線蟲的數(shù)量分別為Ni,用于分離的土壤用量為m,則1g 土壤中分離得到的線蟲數(shù)量n 通過下式可得:
按照1.2.3 中的順序進行試驗,得到試驗結(jié)果(見表2)。
表2 各因子水平組合試驗結(jié)果
用minitab 軟件對結(jié)果進行方差分析,結(jié)果(見表3)。
表3 方差分析表
取置信水平α=0.05,通過分析結(jié)果可得:(1)模型適用程度的P 值<0.05,結(jié)果十分顯著,說明使用此方法估計正壓式線蟲快速富集裝置,對土壤線蟲的分離效果有利。(2)因子V1(篩網(wǎng)組合)對結(jié)果影響不顯著,既篩網(wǎng)組合方式并不直接影響裝置對土壤線蟲的分離效率。(3)因子V2(工作壓力差)對結(jié)果影響顯著,也就是說,采用的壓力差很大程度上會影響裝置對土壤線蟲的分離效率。(4)2 因子的交互作用對結(jié)果影響十分顯著,表明該裝置在不同孔徑的篩網(wǎng)組合下,壓力差對線蟲分離效率的影響可能呈現(xiàn)完全不同的趨勢。
通過數(shù)據(jù)分析可知,在采用較粗糙的篩網(wǎng)組合(100目—200 目—200 目—500 目)時,裝置的線蟲分離率隨著壓力差的增加而增加。但在采用較細密的篩網(wǎng)組合(100 目—200 目—400 目—500 目)時,裝置線蟲分離率隨著壓力的升高反而下降。如采用第一種篩網(wǎng)組合,0.06Map 壓力差時,裝置的分離效率達到最高。一般認為,400 目、500 目標準篩網(wǎng)是線蟲無法通過的孔徑,此篩網(wǎng)上即可收集到線蟲。而具有400、500 目篩網(wǎng)的篩網(wǎng)系統(tǒng)中,線蟲分離效率隨壓力升高而降低,主要原因可能是由于使用較細密的篩網(wǎng)(100 目—200 目—400目—500 目)。當壓力升高時,會使土壤顆粒和膠體迅速封堵住400 目的篩網(wǎng),使其通透性大大降低,從而使整個篩網(wǎng)系統(tǒng)分離效率下降。最下層的500 目篩網(wǎng)不會大量富集線蟲,因此,導(dǎo)致分離效率下降。使用較粗的篩網(wǎng)(100 目—200 目—200 目—500 目),更高的壓力會使水流更快速地穿過篩網(wǎng),使土壤中的線蟲更徹底地被沖洗出來。因此,在使用此裝置分離土壤線蟲時,首先應(yīng)避免使用過于細密的篩網(wǎng)組合,其次提高壓力差,以獲得更高的線蟲分離效率。
綜上所述,研究表明,采用正壓式線蟲快速富集裝置,快速分離和收集土壤中的活體線蟲有效、用時較短且容易觀察。通常采用傳統(tǒng)的貝爾曼漏斗法,平均分離時間為16~24h;采用過篩法,雖然時間可以縮短至1h,但分離出的線蟲懸浮液通常含有大量土壤雜質(zhì)或膠體,嚴重影響線蟲的觀察和種類鑒定。采用正壓式線蟲快速富集裝置,分離時間為20~30min,縮短了線蟲分離所需時間,且分離出的線蟲懸浮液中雜質(zhì)和土壤膠體的含量較過篩法少,平衡了分離時間和雜質(zhì)干擾的問題。
不同的線蟲分離法,對各種類群的線蟲和不同體型的線蟲分離效果存在差異。貝爾曼漏斗法由于其原理是依靠線蟲的活性和趨水性,分離出的線蟲以活體線蟲為主,且對線蟲活性有一定要求,當處于線蟲不活躍的季節(jié),分離率會受到影響。過篩法可得到死體和活體線蟲,由于依靠自然重力通過篩網(wǎng)。因此,對篩網(wǎng)孔徑有一定要求,分離出的線蟲在體型上有一定局限性。正壓式線蟲快速富集裝置由于依靠壓力差進行分離,篩網(wǎng)孔徑組合有一定靈活度,在分離出的線蟲體型方面較過篩法范圍更廣,且可以分離出死體和活體線蟲。由于分離時間短,可能導(dǎo)致某些種類,尤其是植物內(nèi)寄生線蟲沒有充分游離出寄主,就和寄主一同被篩網(wǎng)系統(tǒng)擋住。因此,分離得到的線蟲種類可能會有一定局限性,如時間充裕,可嘗試將土壤樣品浸泡1~2h,使某些種類的線蟲更充分地游離出植物組織,以得到種類更為全面的線蟲種類。
關(guān)于正壓式線蟲快速富集裝置分離線蟲的效率與傳統(tǒng)分離方法的對比及分離得到線蟲的種類差異等方面,還需進一步詳細研究,以期該裝置在口岸線蟲檢疫和土壤線蟲研究工作中得到推廣應(yīng)用。