專利名稱:植物生長(zhǎng)發(fā)育的方法及裝置的制作方法
本發(fā)明是關(guān)于一種植物生長(zhǎng)發(fā)育裝置，尤其是關(guān)于在蜂窩狀培養(yǎng)基體上寄放微繁殖植物材料，和從該培養(yǎng)基體的各培養(yǎng)室分別將小植株移植到培育設(shè)備內(nèi)，如育種盤(pán)中。本發(fā)明亦關(guān)于一種培養(yǎng)植物組織繁殖體的蜂窩狀培養(yǎng)基體。
1985年3月13日公開(kāi)的0132414號(hào)歐洲專利申請(qǐng)描述了培養(yǎng)微繁殖植物材料的方法。該法是將植物材料放在培養(yǎng)基上方的篩網(wǎng)內(nèi)。采用上述公開(kāi)的0132414號(hào)歐洲專利申請(qǐng)中的方法生產(chǎn)組織培養(yǎng)物的均勻性和質(zhì)量取決于培養(yǎng)容器內(nèi)培養(yǎng)基表面上方繁殖體的分布均勻性。
培養(yǎng)植物組織繁殖體的常規(guī)方法已被廣泛使用，也有許多評(píng)論報(bào)導(dǎo)文獻(xiàn)。例如，在P.F.Wetherall的“試管內(nèi)繁殖”(Avery，1982);B.V.Conger，Ed;T.A.Thorpe的“植物組織培養(yǎng)方法及在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用”(科學(xué)版，1981)中，都對(duì)這方面的現(xiàn)行實(shí)踐作了介紹。簡(jiǎn)而言之，試管內(nèi)繁殖就是在無(wú)菌條件下，如下部分植物體，并將其放入可促使其生長(zhǎng)和/或增殖的營(yíng)養(yǎng)介質(zhì)內(nèi)。更具體地說(shuō)，將植物組織培養(yǎng)過(guò)程分成有序的三個(gè)主要階段。第一階段的任務(wù)是讓無(wú)菌培養(yǎng)物開(kāi)始迅速發(fā)育。這種培養(yǎng)物可從一些植物器官誘發(fā)。
一般地講，外植體在無(wú)菌條件下經(jīng)表面消毒后，再進(jìn)行處理。消毒后，用無(wú)菌蒸餾水將外植體輕洗幾次，再用消毒過(guò)的器械切成符合要求的片段，然后將其放入光量、光周期和溫度可調(diào)的培養(yǎng)室內(nèi)。
在培養(yǎng)室內(nèi)經(jīng)過(guò)大約6-8周后，用發(fā)育的外植體開(kāi)始進(jìn)行試管內(nèi)繁殖的增殖過(guò)程。這時(shí)要將發(fā)育的外植體在無(wú)菌條件下從培養(yǎng)容器中移出，必要時(shí)可進(jìn)行修整和切割，然后，再放入含有適宜激素組份的培養(yǎng)基的培養(yǎng)容器中，進(jìn)行均衡誘發(fā)增殖。再將該培養(yǎng)容器放回培養(yǎng)室內(nèi)。這些植物組織在培養(yǎng)室內(nèi)增殖培養(yǎng)基上再度過(guò)約6-8周的時(shí)間后，在無(wú)菌條件下移出培養(yǎng)容器，切割后轉(zhuǎn)移到新鮮的培養(yǎng)基上，再送回培養(yǎng)室。這次轉(zhuǎn)移，既可轉(zhuǎn)移到為誘發(fā)有根或無(wú)根幼芽生長(zhǎng)發(fā)育而配制的生長(zhǎng)培養(yǎng)基上，使幼芽以后能經(jīng)受向溫室環(huán)境的過(guò)渡，也可再次轉(zhuǎn)移到增殖培養(yǎng)基上進(jìn)一步增殖。
植物組織培養(yǎng)物重復(fù)循環(huán)經(jīng)過(guò)增殖階段(階段Ⅱ)的能力是由于迅速繁殖造成的。迅速繁殖是試管內(nèi)繁殖的主要優(yōu)點(diǎn)之一。不過(guò)，這一過(guò)程中勞動(dòng)強(qiáng)度很大，據(jù)估算，用于薪水和輔助花銷(xiāo)的錢(qián)占試管內(nèi)培育植物所用成本的60-65%，(W.C.Anderson G.W.Meagher和A.G.Nelson的“采用植物組織培養(yǎng)繁殖花莖甘藍(lán)的成本”，Hertscience 12543-544，1972);(A.Donnnan，Jr.S.E.Davidson和C.L.Williams，”在溫室環(huán)境中種植經(jīng)過(guò)植物組織培養(yǎng)的植物”P(pán)roc，F(xiàn)la.State.Hort.Soc 91235-237，1978)。因此，人們?cè)谶M(jìn)行各種嘗試，減少與體力勞動(dòng)有關(guān)的開(kāi)銷(xiāo)。
上述公開(kāi)的0132414號(hào)歐洲專利申請(qǐng)所作的一種嘗試獲得了成功。本文參考了這一點(diǎn)。不過(guò)，申請(qǐng)人已發(fā)現(xiàn)，在培養(yǎng)基上用一種無(wú)差別的篩網(wǎng)承載植物材料，并不十分適用于從中機(jī)械移出小植株。
本發(fā)明力圖提供用于小植株生長(zhǎng)、發(fā)育和移植技術(shù)及機(jī)械化系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的一種擇優(yōu)實(shí)施方案，所提供的包括有第一階段蜂窩狀培養(yǎng)基體的植物生長(zhǎng)發(fā)育系統(tǒng)，該基體包括可滲透液體的支撐底面和支撐底面上按裝的第一排單獨(dú)培養(yǎng)室的壁層結(jié)構(gòu)，這些單獨(dú)的小培養(yǎng)室與第一排中鄰近的小培養(yǎng)室由第一間距所隔開(kāi);構(gòu)成第二排單獨(dú)的小植株生長(zhǎng)區(qū)的第二階段的培養(yǎng)支撐體，這些單獨(dú)的小生長(zhǎng)區(qū)與第二排中鄰近小生長(zhǎng)區(qū)由第二間距所隔開(kāi)，第二間距要大于第一間距;將植物繁殖體大致均勻分布到含有培養(yǎng)基的第一階段的蜂窩狀培養(yǎng)基體上的裝置;利用機(jī)械手段將在第一排小培養(yǎng)室中培養(yǎng)的小植株從各個(gè)小培養(yǎng)室移到第二階段的培養(yǎng)支撐體上各個(gè)相應(yīng)的生長(zhǎng)區(qū)的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一種擇優(yōu)實(shí)施方案，也提供了如下植物生長(zhǎng)發(fā)育的方法，步驟包括設(shè)置第一階段的蜂窩狀培養(yǎng)基體，該基體包括可滲透液體的支撐底面和在支撐底面上方設(shè)置一排單獨(dú)的小培養(yǎng)室的壁層結(jié)構(gòu)，這些單獨(dú)的小培養(yǎng)室與第一排中相鄰小培養(yǎng)室由第一間距隔開(kāi);
設(shè)置第二階段的培養(yǎng)支撐體，由第二排單獨(dú)的小植株生長(zhǎng)區(qū)構(gòu)成，這些單獨(dú)的小植株生長(zhǎng)區(qū)與第二排中相鄰的小生長(zhǎng)區(qū)由大于第一間距的第二間距所隔開(kāi);
將植物繁殖體均勻分布到裝有培養(yǎng)基的第一階段的蜂窩狀培養(yǎng)基體上;
利用機(jī)械手段將第一排小培養(yǎng)室中培養(yǎng)的小植株從各個(gè)小培養(yǎng)室移到第二階段的培養(yǎng)支撐體上各個(gè)相應(yīng)的生長(zhǎng)區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明的一種擇優(yōu)實(shí)施方案，每一個(gè)小培養(yǎng)室都呈倒置的截頭錐體，以有助于自動(dòng)地機(jī)械移出里面的小植株。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一種擇優(yōu)實(shí)施方案，用于機(jī)械移出，移植的裝置包括用來(lái)將小植株從第一階段的蜂窩狀培養(yǎng)基體上第一排呈規(guī)則柵格狀排列的小培養(yǎng)室中移植到第二階段的培養(yǎng)支撐體上第二排呈規(guī)則柵格狀排列，且各中心間距大于第一排小培養(yǎng)室各中心間距的各個(gè)生長(zhǎng)區(qū)內(nèi)的裝置，該裝置包括裝有多個(gè)探針的載架，這些探針由象規(guī)則的柵格一樣的排列，其間距基本上與第二排生長(zhǎng)區(qū)的中心間距一樣;
造成載架與第一和第二排之間的相對(duì)位移的裝置，通過(guò)這種位移將探針先對(duì)準(zhǔn)第一排的小培養(yǎng)室，然后再分別對(duì)準(zhǔn)第二排的各個(gè)生長(zhǎng)區(qū);
用來(lái)提取第一排中各個(gè)小培養(yǎng)室內(nèi)的小植株，并將其保持在各個(gè)探針上，直到探針?lè)謩e對(duì)準(zhǔn)第二排各生長(zhǎng)區(qū)時(shí)，最后將小植株放入第二排相應(yīng)生長(zhǎng)區(qū)的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方案，造成相對(duì)位移的裝置包括沿著第一、二、三垂直軸向移動(dòng)載架的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方案，造成相對(duì)位移的裝置包括至少沿第一，二垂直軸向移動(dòng)載架的裝置，和使第一，二排沿著垂直于第一，二軸的第三軸進(jìn)行轉(zhuǎn)換的裝置。
本發(fā)明同時(shí)提供的多階段植物生長(zhǎng)發(fā)育系統(tǒng)包括第一階段的蜂窩狀培養(yǎng)基體，該基體包括篩網(wǎng)底面和在篩網(wǎng)上方設(shè)置的一排小培養(yǎng)室的呈柵格狀排列的直立的壁層結(jié)構(gòu);將植物繁殖體均勻分布在第一階段的蜂窩狀培養(yǎng)基體上，且可基本上使所需數(shù)量的小植株在該培養(yǎng)基體上生長(zhǎng)的裝置;以及將小植株從第一階段的蜂窩狀培養(yǎng)基體上的培養(yǎng)室內(nèi)自動(dòng)取出，并將其放入尺寸較第一階段蜂窩狀培養(yǎng)基體大的第二階段的培養(yǎng)盤(pán)中的培養(yǎng)室內(nèi)的裝置。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一種擇優(yōu)實(shí)施方案提供的多階段植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程的技術(shù)包括的各步驟為設(shè)置第一階段的蜂窩狀培養(yǎng)基體，該基體包括篩網(wǎng)底面和在篩網(wǎng)上構(gòu)成一排培養(yǎng)室的呈柵格狀排列的直立壁層結(jié)構(gòu)，將植物繁殖體均勻分布在第一階段的蜂窩狀培養(yǎng)基體上，基本上使所需數(shù)量的小植株在第一階段的蜂窩狀培養(yǎng)基體上發(fā)育生長(zhǎng)，以及自動(dòng)由第一階段的蜂窩狀培養(yǎng)基體上的培養(yǎng)室內(nèi)取出小植株，并將其放入尺寸大于第一階段培養(yǎng)基體的第二階段的培養(yǎng)盤(pán)上的培養(yǎng)室內(nèi)。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一種擇優(yōu)實(shí)施方案，提供了一種將植物繁殖體均勻分布在安裝在含有上、下腔室的容器內(nèi)的第一階段蜂窩狀培養(yǎng)基體上的方法，該法包括的各步驟為將含有植物組織培養(yǎng)繁殖體的液體混合物裝入底部密封的容器內(nèi)的上腔室中，從空氣入口處通入氣泡流，氣泡向上穿過(guò)容器大部分有效橫截面，充分?jǐn)噭?dòng)，混合液體中的繁殖體，使形成基本上均勻的懸浮液，讓液體通過(guò)培養(yǎng)基體排出，使懸浮的繁殖體基本上均勻分布在該基體上。
本發(fā)明亦提供了用于將植物繁殖體均勻分布在第一階段的培養(yǎng)基體上的裝置，該基體裝在可密封的，分為上、下腔室的容器內(nèi)，該容器包括輸入含植物組織培養(yǎng)繁殖體的液體混合物的可控輸料口，可控出料口，以及與氣泡分布器相接的可控的空氣入口。
本發(fā)明提供了一種可消毒的，既可開(kāi)啟又可關(guān)閉和密封的容器，該容器裝有可移動(dòng)的，可消毒的，基本上是平而細(xì)密的培養(yǎng)基體，該培養(yǎng)基體可將該容器截然分為上、下兩部分，容器上部分裝有為送入植物繁殖體/液體混合物的進(jìn)料口和進(jìn)料閥，同時(shí)最好也裝有氣體泄壓閥，容器下部分的篩網(wǎng)下面裝有硬質(zhì)鋼分布器座體，分布器下面是出料口和進(jìn)氣閥。
在本發(fā)明的一個(gè)擇優(yōu)實(shí)施方案中，容器形狀近似正方形，邊的內(nèi)尺寸約8cm，由可分開(kāi)的兩個(gè)腔室組成，上腔室約占容器體積的三分之二，可在氣動(dòng)活塞作用下起落，下腔室是固定的。培養(yǎng)基體固定在框架上，框架的棱邊裝有，并延伸下腔室的邊緣，以便容器在氣動(dòng)活塞壓力作用下閉合靜置時(shí)，被容器上、下腔室之間的篩網(wǎng)利用水封密封。
培養(yǎng)基體和框架都最好用可消毒的，非常惰性的材料做成，如用不銹鋼做容器，用尼龍作篩網(wǎng)和框架。
如上所述，本發(fā)明主要應(yīng)用在靠自動(dòng)化工藝從組織培養(yǎng)小植株的生產(chǎn)中。植物組織經(jīng)無(wú)菌切割和/或分堆后，必須通過(guò)機(jī)械手段移到培養(yǎng)容器中，并在無(wú)菌條件下，鋪復(fù)在容器內(nèi)的培養(yǎng)基上，以此方式促使植物組織生長(zhǎng)發(fā)育。這一過(guò)程還包括將確定量的植物組織懸浮在液體中，按一定體積將懸浮液分裝到下面將亦描述的裝置中。該裝置位于裝有固體或液體培養(yǎng)基的培養(yǎng)容器上方，可將植物組織均勻分布在培養(yǎng)基體上，以使植物材料最后沉積在培養(yǎng)基體上，并與之充分接觸，如公開(kāi)的0132414號(hào)歐洲專利申請(qǐng)所述。
本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是省去了公開(kāi)的0132414號(hào)歐洲專利申請(qǐng)所述的自動(dòng)化微繁殖過(guò)程用的貯缶。該文公開(kāi)的方法是通過(guò)不斷攪動(dòng)無(wú)菌貯缶中的繁殖體/液體懸浮液，而使植物繁殖體在液體中均勻分布。由于本發(fā)明采用分配室達(dá)到均勻分布，因此，在自動(dòng)化微繁殖過(guò)程中，不再需要用上述0132414號(hào)歐洲專利申請(qǐng)所述的這種貯存缶。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一種擇優(yōu)實(shí)施方案，提供的用于培育植物組織培養(yǎng)繁殖體的培養(yǎng)基體結(jié)構(gòu)包括一排規(guī)格的柵格狀緊密間隔的小培養(yǎng)室，小培養(yǎng)室上、下貫通，且其尺寸要能保持每一小培養(yǎng)室內(nèi)發(fā)育的小植株之間處于均勻、固定的位置。
因此，在擇優(yōu)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了用于植物組織培養(yǎng)容器的一種插件，該培養(yǎng)容器由一排規(guī)則的柵格狀緊密間隔的小培養(yǎng)室形成的培養(yǎng)基體構(gòu)成，小培養(yǎng)室上，下貫通，一般7mm高，7mm寬，每個(gè)小培養(yǎng)室的形狀最好象倒截頭棱錐，即頂面開(kāi)口基本上大于底面開(kāi)口，內(nèi)壁為傾斜面，插件是可消毒的，裝在培養(yǎng)容器內(nèi)，與裝滿培養(yǎng)基的容器頂部處于同一水平面，并與培養(yǎng)基充分接觸。
最好，每一小培養(yǎng)室都是倒置截頭棱錐體，寬度約5-約12mm。培養(yǎng)基體結(jié)構(gòu)單獨(dú)加工后，再裝在培養(yǎng)容器的篩網(wǎng)表面上，或者加工時(shí)即將其底面連到平的細(xì)密篩分和支撐構(gòu)件上，該構(gòu)件的篩眼可使培養(yǎng)基通過(guò)，同時(shí)將組織培養(yǎng)繁殖體留在其表面上。
小培養(yǎng)室結(jié)構(gòu)最好選用可消毒的材料如尼龍制作，并且與塑料的篩分和支撐構(gòu)件構(gòu)成一個(gè)整體。
本發(fā)明的一種實(shí)施方案提供了可進(jìn)行消毒的植物組織培養(yǎng)容器。其特征是在該容器內(nèi)底面上方有一個(gè)基本上平的細(xì)密篩分和支撐基體構(gòu)件架，該容器基本上是可密封的，適用于培育沉積在上述篩分和支撐構(gòu)件表面的，與培養(yǎng)基充分接觸的植物組織培養(yǎng)物，該培養(yǎng)基在容器內(nèi)裝填到與上述篩分和支撐構(gòu)件持平處，篩分和支撐構(gòu)件所具有的尺寸要能使上述培養(yǎng)基通過(guò)，同時(shí)將上述組織培養(yǎng)物保留在其表面上，該構(gòu)件表面還裝有供培育植物組織培養(yǎng)繁殖體用的小培養(yǎng)室結(jié)構(gòu)，該小培養(yǎng)室結(jié)構(gòu)包括一排規(guī)則的柵格狀緊密間隔的，上下貫通的小培養(yǎng)室，小培養(yǎng)室的尺寸要能保持在其中生長(zhǎng)發(fā)育的小植株之間基本上處于均勻，固定的位置。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案涉及到一排規(guī)則的柵格狀的，上下貫通型培養(yǎng)室的培養(yǎng)基體，其形狀象倒置的截頭棱錐，可將無(wú)菌的植物組織放入其中，使其滯留在培養(yǎng)基上，并與培養(yǎng)基充分接觸，以此使每一小培養(yǎng)室內(nèi)的植物材料生長(zhǎng)為一個(gè)或一簇小植株，每個(gè)小植株實(shí)體獨(dú)立于培養(yǎng)容器內(nèi)固定位置上的所有其它小植株。
這種培養(yǎng)容器基體插件在植物組織培養(yǎng)繁殖過(guò)程中有許多用途，而且特別適用于植物自動(dòng)化微繁殖過(guò)程的各種方法。例如，它有利于這里所述的，與圖11-19有關(guān)的微繁殖移植裝置的操作運(yùn)轉(zhuǎn)，因?yàn)橐浦财髦荒芤瞥霰舜朔珠_(kāi)的小植株，所以在培養(yǎng)容器中應(yīng)占確定的位置。此外，與公開(kāi)的0132414號(hào)歐洲專利申請(qǐng)所述的那種至少是半自動(dòng)化的植物組織培養(yǎng)方法連用時(shí)，也可用這里所述的與圖11-19有關(guān)的這種類(lèi)型的機(jī)器移植用該法培育的小植株，這樣又可提供適用于溫室和實(shí)驗(yàn)室的自動(dòng)化微繁殖體系統(tǒng)。
培養(yǎng)基體的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是有助于將小植株從培養(yǎng)容器中移出裝船航運(yùn)。
培養(yǎng)基體還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)采用瓊脂復(fù)蓋層時(shí)，如果為了把纏繞在篩網(wǎng)上的根莖與小植株分開(kāi)以加快移植，要取掉篩網(wǎng)時(shí)，小培養(yǎng)室的錐形壁層可使固定小植株的瓊脂塞不致脫落。
根據(jù)本發(fā)明的一種擇優(yōu)實(shí)施方案，亦提供了用于將培養(yǎng)基體中第一排規(guī)則柵格狀貫通小培養(yǎng)室中培養(yǎng)物移到第二排規(guī)則柵格中的各個(gè)生長(zhǎng)區(qū)的裝置，第二排各生長(zhǎng)區(qū)中點(diǎn)間距比第一排各小培養(yǎng)室中點(diǎn)間距要大，基本比率等于一倍，該裝置包括安裝有一組探針的載架，這些探針的排列呈規(guī)則的柵格狀排列，各針頭的間隔距離基本上與第二排生長(zhǎng)區(qū)各中心點(diǎn)的間距一樣;造成載架和第一、二排之間相對(duì)位移的裝置，通過(guò)這種位移，可將探針先對(duì)準(zhǔn)第一排小培養(yǎng)室，然后再對(duì)準(zhǔn)第二排中的各個(gè)生長(zhǎng)區(qū)，用于提取第一排中各個(gè)小培養(yǎng)室內(nèi)培養(yǎng)物，將其保留在各個(gè)探針內(nèi)直到這些探針對(duì)準(zhǔn)第二排中相應(yīng)生長(zhǎng)區(qū)，最后將其放入第二排中相應(yīng)生長(zhǎng)區(qū)的裝置。
這種裝置可借助以一種固定形式排列的多個(gè)探針同時(shí)從多個(gè)第一階段培養(yǎng)基體的培養(yǎng)室內(nèi)移出小植株，并將其移入其長(zhǎng)、寬都大于培養(yǎng)基體上小培養(yǎng)室間隔的一排規(guī)則柵格狀生長(zhǎng)區(qū)內(nèi)。
另一方面，本發(fā)明提供了用管狀探針將頂部開(kāi)口，底部帶孔的小培養(yǎng)室中的培養(yǎng)物由第一生長(zhǎng)區(qū)移入第二生長(zhǎng)區(qū)的裝置，該裝置包括造成探針與構(gòu)成第一和第二生長(zhǎng)區(qū)的裝置之間連續(xù)進(jìn)行相對(duì)位移的構(gòu)件，通過(guò)這種位移，將探針先對(duì)準(zhǔn)第一生長(zhǎng)區(qū)小培養(yǎng)室的開(kāi)口，再對(duì)準(zhǔn)第二生長(zhǎng)區(qū);提供壓縮空氣或其它壓縮流體到培養(yǎng)室內(nèi)的壓力噴射裝置，當(dāng)探針對(duì)準(zhǔn)第一生長(zhǎng)區(qū)中小培養(yǎng)室的開(kāi)口時(shí)，即可將培養(yǎng)室中的培養(yǎng)物噴入探針里;以及另一套提供壓縮空氣或其它壓縮流體的壓力噴射裝置，當(dāng)探針對(duì)準(zhǔn)第二生長(zhǎng)區(qū)時(shí)，即可將培養(yǎng)物噴入第二生長(zhǎng)區(qū)內(nèi)。
管狀探針下部或開(kāi)口端有一個(gè)朝下的截頭棱錐形室，其錐度朝上，垂直對(duì)準(zhǔn)探針上方的培養(yǎng)室內(nèi)的培養(yǎng)物，被小培養(yǎng)室下面所施加的壓力噴射到室內(nèi)，并被楔牢。該室的頂部至少要有一個(gè)通氣孔，當(dāng)小培養(yǎng)室培養(yǎng)物上移時(shí)，可將空氣從該孔排出。
管狀探針可帶一個(gè)頂桿或跳桿，當(dāng)頂桿回縮到截頭園錐室上端以上位置后，小培養(yǎng)室內(nèi)培養(yǎng)物再向上噴入錐形室內(nèi)。當(dāng)探針對(duì)準(zhǔn)第二生長(zhǎng)區(qū)或移植區(qū)時(shí)，頂桿下移，通過(guò)上述施加到探針上的壓力噴射，將小培養(yǎng)室培養(yǎng)物從截頭錐形室噴入移植區(qū)內(nèi)。頂桿可借助復(fù)位彈簧上移到回縮位置。
可在小培養(yǎng)室下面施加上述壓力流的同時(shí)，向探針施加吸引壓力，這樣，既可在沒(méi)有復(fù)位彈簧時(shí)，使頂桿回縮，又可在未裝頂桿時(shí)，協(xié)助小培養(yǎng)室內(nèi)培養(yǎng)物向上移入截頭錐室內(nèi)，并滯留在該室內(nèi)。
下面結(jié)合附圖進(jìn)行詳盡的描述，將使您對(duì)本發(fā)明得到充分的理解。
圖1是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案在所采用的容器外殼被揭開(kāi)后內(nèi)部設(shè)備結(jié)構(gòu)的正視圖。
圖2是圖1所示的設(shè)備下部容器放大的局部視圖。
圖3是圖1所示的設(shè)備上部容器放大的局部視圖。
圖4是圖1所示的設(shè)備，沿Ⅳ-Ⅳ剖切面所表示的斷面頂視圖。
圖5是第一階段生長(zhǎng)基體和它的支架的頂視圖。
圖6是圖1所示的容器在封閉狀態(tài)下，沿Ⅵ-Ⅵ剖切面部分剖切的局側(cè)視圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明在第一階段生長(zhǎng)基體中的培養(yǎng)室的頂視圖。
圖8是圖7所示的培養(yǎng)室，沿Ⅱ-Ⅱ剖切面部分?jǐn)嗝嬉晥D。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的裝有第一階段培養(yǎng)基體的組織培養(yǎng)容器的局部斷面立面圖。
圖10是組織培養(yǎng)容器在拿去蓋子和在該處的第一階段培養(yǎng)基體的頂視圖。
圖11是根據(jù)本發(fā)明的移植設(shè)備的正視圖。
圖12是圖11所示沿Ⅱ-Ⅱ方向局部剖切后的頂視圖。
圖13是圖12所示的移植盤(pán)，部分重疊在上面的圖表指示，僅僅是用來(lái)說(shuō)明蜂窩狀的第一階段培養(yǎng)基體。
圖14是根據(jù)本發(fā)明提供的一個(gè)實(shí)施方案，支撐蜂窩狀的第一階段培養(yǎng)基體探針載架和多個(gè)探針床板的垂直剖視圖。
圖15A和圖15B分別是按照本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案移植設(shè)備的正視圖和側(cè)視圖。
圖16是圖11A所示的Ⅱ-Ⅱ剖面線局部切割的頂視圖。
圖17是根據(jù)本發(fā)明提供的實(shí)施方案中支撐蜂窩狀第一階段培養(yǎng)基體探針載架和多個(gè)探針床板的垂直剖視圖。
圖18是根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步提供的一個(gè)實(shí)施方案，支撐蜂窩狀第一階段培養(yǎng)基體探針載架和多個(gè)探針床板的垂直剖視圖。
圖19是圖15A-17所示的設(shè)備操作功能注釋方框圖。
現(xiàn)在參看附圖，圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于植物生長(zhǎng)和發(fā)育的裝置結(jié)構(gòu)和操作示意圖。它包括底座2，在底座2上，固定地安裝兩個(gè)園柱4，兩個(gè)園柱4的上端由橫向構(gòu)件6連接。兩個(gè)固定套筒8可在園柱4上滑動(dòng)，并且用緊固圈10固定其位置?？擅芊獾?，由兩部分構(gòu)成的容器12，其下部固定部分12a最好用不銹鋼制造，且放大表示在圖2，可以看到它包括一個(gè)凹槽形成的下室14，如圖所示，凹槽基本上是一個(gè)方形截面。
室14的緣框15帶有刀口形的密封凸緣16，環(huán)繞在室14的周邊上。在接近室14底部的中心處，有由排水口19構(gòu)成的第一橡皮管連接器18，在稍離室14中心處有由空氣入口21構(gòu)成的第二橡皮管連接器20，第一連接器用橡皮管與下水道一類(lèi)設(shè)施連接，而第二連接器用橡皮管與壓縮空氣氣源連接，兩根管子均通過(guò)彈簧夾或閥門(mén)(未畫(huà)出)來(lái)控制。
容器12的上部12b示于圖3，它是容器12的可移動(dòng)部分，包括由開(kāi)口方形截面形成的上室22，該室被由有機(jī)玻璃或其它類(lèi)似材料制成的透明蓋板24緊緊地復(fù)蓋。
室22的緣框26的周邊也設(shè)置刀口形的密封凸緣28，與容器下部12a的密封凸緣相同。兩個(gè)螺紋孔30和32通到室22內(nèi)，第一個(gè)螺紋孔30，用來(lái)連接閥34，用該閥控制上述植物繁殖體/液體混合物的流入量。而第二個(gè)螺紋孔32與空氣減壓閥36連接，其用途參看下文就會(huì)明白。閥34和36在圖1和圖4說(shuō)明。
容器的上部12b可滑動(dòng)地安裝在園柱4上。同時(shí)，它就構(gòu)成了支架37(圖1)的下部橫向構(gòu)件。支架37包括兩根立柱38，立柱38固定接在支架37的下端。安裝在橫向構(gòu)件6上的氣缸44的活塞桿42接到上部橫向構(gòu)件40(圖1)上，通過(guò)驅(qū)動(dòng)氣缸44(如圖1所示)，支架37可以升高或降低，從而，容器的上部12b就靠近圖6所示的容器的下部12a，下面將進(jìn)一步說(shuō)明。
圖4是容器上部12b的俯視簡(jiǎn)圖，與容器下部12a的簡(jiǎn)圖相同。
第一階段培養(yǎng)基體46及支架凸緣48，如圖5所示。該培養(yǎng)基體的另一個(gè)視圖在圖6繪出，將在下文予以說(shuō)明。
圖6說(shuō)明上下兩部分構(gòu)成的容器12，封閉時(shí)，即容器處于工作位置，通過(guò)驅(qū)動(dòng)上述氣缸44，將容器上部12b向下移動(dòng)，并對(duì)準(zhǔn)培養(yǎng)基體46的凸緣48，這樣就插入下室14內(nèi)。密封凸緣16和28的用途在此就清楚了;由于凸緣48相當(dāng)銳利，它們稍微壓入尼龍凸緣48的表面，就可產(chǎn)生很好的密封效果。
再參看圖6，噴灑器50一般包括燒結(jié)的多孔的，平均孔徑為35微米的金屬部件，其用途是提供一個(gè)通過(guò)上述的植物繁殖體/液體混合物的極小的空氣泡能穩(wěn)定流動(dòng)，以此，保證在液態(tài)混合物中的繁殖體均勻分布，將在下文說(shuō)明。
總的說(shuō)來(lái)，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的較佳的方法如下關(guān)閉經(jīng)過(guò)消毒的且保持在消毒氣氛下的容器12，通過(guò)驅(qū)動(dòng)活塞將其關(guān)閉并密封，把容器上部12b的入口閥34打開(kāi)，以一定的量把無(wú)菌的植物材料和液態(tài)混合物泵入容器12，使容器近于充滿，關(guān)閉排泄口19，同時(shí)打開(kāi)空氣閥36，現(xiàn)在液體混合物充滿整個(gè)容器12的上下培養(yǎng)體，而且，植物材料被培養(yǎng)基體46′固定在上室內(nèi)。
在2-3個(gè)大氣壓下，無(wú)菌的微小空氣泡由噴灑器50噴出，并平穩(wěn)地上升，充分混合篩網(wǎng)46上方液體中的植物材料，約混合20秒鐘之后，關(guān)閉空氣閥36，打開(kāi)排泄閥，讓液體慢慢地從容器12排出，留下的植物材料均勻地分布在培養(yǎng)基體上。然后，通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置升高容器上室12b，打開(kāi)容器12，在無(wú)菌的條件下除去培養(yǎng)基體46和其支架48，并放在培養(yǎng)容器的頂上，與培養(yǎng)基底板充分接觸，這種結(jié)構(gòu)有利于組織生長(zhǎng)和發(fā)育成小植株。然后，通過(guò)裝置將小植株移植到移植盤(pán)內(nèi)，所采用的移植技術(shù)在下文描述。
再參看附圖，圖7和圖8是本發(fā)明的培養(yǎng)基體的結(jié)構(gòu)示意圖。最好用可消毒的材料制成，如尼龍之類(lèi)的塑料，它包括基本上為方形截面和頂部開(kāi)口的象柵格一樣排列的小培養(yǎng)室102，小培養(yǎng)室的壁是實(shí)體的，且向下收縮，因此，小培養(yǎng)室為一倒置棱錐體。每?jī)蓚€(gè)相鄰的小培養(yǎng)室102的每?jī)蓚€(gè)相鄰的壁在培養(yǎng)體的上表面匯合，而形成銳利的邊緣，如圖8表示的那樣。培養(yǎng)基體的上表面設(shè)置一個(gè)平面凸緣104，裝配在組織培養(yǎng)容器上，下文將進(jìn)一步討論時(shí)，就會(huì)清楚。
在圖9和10中，示出了本發(fā)明實(shí)施方案中培養(yǎng)容器106內(nèi)的小培養(yǎng)室的結(jié)構(gòu)。室頂由頂蓋108封閉，在培養(yǎng)容器106的底110上，設(shè)置象爐蓖一樣的支撐構(gòu)件或底板112，約1厘米高，在其上放置尼龍篩網(wǎng)114。如上所述，該尼龍篩網(wǎng)允許培養(yǎng)基通過(guò)，但是網(wǎng)眼小到足以把組織培養(yǎng)物保留在篩網(wǎng)114上各小培養(yǎng)室102內(nèi)，網(wǎng)眼的尺寸可采用250-4000微米，最好為500-700微米。
在所列舉的實(shí)施方案中，篩網(wǎng)114是一個(gè)獨(dú)立的構(gòu)件，但是也可把篩網(wǎng)114與培養(yǎng)基體制成一個(gè)整體，例如，把篩網(wǎng)114壓制在培養(yǎng)基體的底面上。
現(xiàn)在參看圖11-14，這些圖說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施方案的移植裝置結(jié)構(gòu)和操作。
現(xiàn)在參看圖11和12，移植裝置包括支架180，安裝在支架180上的移動(dòng)臺(tái)201，一個(gè)或多個(gè)第一階段培養(yǎng)基體202安裝在移動(dòng)臺(tái)201上，沿著移動(dòng)臺(tái)201的邊緣，設(shè)置一臺(tái)皮帶循環(huán)輸送器，或一個(gè)可以支撐移植盤(pán)204或一排裝有肥料的床203。
在移動(dòng)臺(tái)201和輸送器或床203上方，有一個(gè)移動(dòng)的橋形臺(tái)架205，在臺(tái)架205上配置帶多個(gè)探針207的載架206，探針從載架垂直向下延伸，臺(tái)架的移動(dòng)由氣動(dòng)系統(tǒng)來(lái)提供，圖11和12沒(méi)畫(huà)出。載架206可以沿預(yù)定的X軸在臺(tái)201和輸送器或床203的上方位置之間來(lái)回移動(dòng)，并且也可以沿予定的Z軸上下移動(dòng)，并可遠(yuǎn)離移動(dòng)臺(tái)201和輸送器或床203。
在這個(gè)實(shí)施方案中，蜂窩狀培養(yǎng)基體202，每個(gè)分成256個(gè)敞開(kāi)型的培養(yǎng)室，如平面圖所示，按16×16排列。每個(gè)移植盤(pán)204?；蝾?lèi)似于肥料床的排列，一般具有256個(gè)種植位置，按16×16的排列區(qū)。培養(yǎng)基體202的每個(gè)培養(yǎng)室的邊長(zhǎng)約為5mm，因此，在移植盤(pán)中的種植位置以大約20毫米的間距排列。
因此，可以知道，在從培養(yǎng)基體202中把生長(zhǎng)的植物移植到移植盤(pán)204，植物在X、Y兩個(gè)方向上就須移動(dòng)4倍的距離。使用探針207系統(tǒng)完成從培養(yǎng)基體202提取植物，并將它們移植到盤(pán)204中的固定位置。
探針207以柵格狀一排排地排列，彼此向上的軸間距基本上與移植盤(pán)204中所要種植位置的中心間距一樣。因此，探針按柵格狀排列軸間距在X、Y方向上間距約20毫米。
在圖11中表示出4排探針207的排設(shè)位置。然而，實(shí)際上，有代表性的實(shí)施方案為探針207以4×4的排列。
在圖13中示出，把一個(gè)培養(yǎng)基體202疊放在移植盤(pán)204的部分盤(pán)面上，實(shí)際上并不產(chǎn)生這種情況，這里僅僅是為了說(shuō)明移植方法。培養(yǎng)基體202的256個(gè)小室標(biāo)號(hào)為“1”到“16”，分16組，每組16個(gè)培養(yǎng)室。在移植盤(pán)204中的16個(gè)種植位置和探針207的相應(yīng)的16個(gè)位置，由畫(huà)剖面線的16個(gè)小室的位置201表示。
通過(guò)臺(tái)201的移動(dòng)和一排探針沿X軸向的位移，使16個(gè)培養(yǎng)室“1”在16個(gè)探針207的每一個(gè)正下方垂直對(duì)準(zhǔn)。提取在16個(gè)培養(yǎng)室“1”中的植物(將在下文解釋)，是將各個(gè)探針207分別垂直向下對(duì)準(zhǔn)移植盤(pán)204中的16個(gè)種植位置。
實(shí)現(xiàn)探針載架206沿X軸向的適當(dāng)移動(dòng)和輸送器或床203沿Y軸向的適當(dāng)移動(dòng)是能夠做到的。然后，將植物種植在移植盤(pán)或移植框204的肥料中，將在下文預(yù)以說(shuō)明。然后帶探針207的載架206沿X軸向再移回到臺(tái)201上培養(yǎng)基體202的上方位置，移動(dòng)16根探針207與排列的16個(gè)培養(yǎng)室“2”垂直對(duì)準(zhǔn)。
然后，植物通過(guò)載架206和探針207輸送，并以16個(gè)相應(yīng)位置“2”，將植物種植在移植盤(pán)或移植框204的肥料中。這樣，臺(tái)201的適當(dāng)移動(dòng)，輸送器203的移動(dòng)和載架206沿X軸的位移就完成了。同樣，將3到16的每16個(gè)培養(yǎng)室組中的植物種植在移植盤(pán)或移植框204的相應(yīng)位置“3”到“16”中。
用這種方式，從移植盤(pán)202的全部256個(gè)培養(yǎng)室中的植物移植到4倍長(zhǎng)寬的移植盤(pán)或排框204中。臺(tái)201的適當(dāng)移動(dòng)，輸送器或床203的移動(dòng)和載架206沿X軸向的位移都是自動(dòng)地進(jìn)行。并可以任何一種便利的方式實(shí)現(xiàn)。例如，移動(dòng)可用由微處理或計(jì)算機(jī)控制的電動(dòng)裝置或電-氣動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)。另外，也可以一種簡(jiǎn)單形式的手動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)臺(tái)201的適當(dāng)移動(dòng)，輸送器或床203的移動(dòng)和載架206沿X軸向的位移。
現(xiàn)在參看圖14，圖14示出了一個(gè)最佳實(shí)施方案的臺(tái)201，以帶方形凹槽211的臺(tái)板210支撐蜂窩狀培養(yǎng)基體212，該培養(yǎng)基體被分成16×16的象柵格一樣排列的敞開(kāi)型培養(yǎng)室，這些培養(yǎng)室的底部由一般的金屬絲網(wǎng)或篩網(wǎng)213構(gòu)成。例如，培養(yǎng)基體212和篩網(wǎng)213可以是一種塑料壓制件，這些培養(yǎng)室中的一個(gè)室以214表示。
這些培養(yǎng)室如上述有關(guān)圖5-7的結(jié)構(gòu)，并且含有大量的生長(zhǎng)培養(yǎng)基和微繁殖植物或籽苗。在臺(tái)板210上方配置載架206，在載架206上設(shè)置一排懸掛的探針207。如上所述，這種以柵格狀的排列設(shè)置與移植盤(pán)中要求的間距一致。
例如，探針207以4×4的柵格狀排列，其中，每根探針207設(shè)置在培養(yǎng)基體212中每第4個(gè)相應(yīng)培養(yǎng)室214的上方。在剖視圖中示出了一個(gè)探針207。
在臺(tái)板210的下面，設(shè)置一塊固定板215，在該板上，以相應(yīng)于探針207的間隔，設(shè)置柵格狀排列的空氣噴咀216。載體206位于臺(tái)板210上方時(shí)，如圖14所示，每根探針207在相應(yīng)的噴咀216的上方垂直對(duì)準(zhǔn)。噴咀216與板215內(nèi)的導(dǎo)管系統(tǒng)217相連接，通過(guò)該系統(tǒng)，把壓縮空氣同時(shí)加到每個(gè)噴咀216上。將在下文予以說(shuō)明。臺(tái)板210沿X和Y兩個(gè)方向使第4個(gè)培養(yǎng)室214分別垂直對(duì)準(zhǔn)噴咀216和探針207，如圖13所描述的方式。
當(dāng)調(diào)整臺(tái)板210使培養(yǎng)室214與噴咀216垂直對(duì)準(zhǔn)時(shí)，如圖14所示，各個(gè)培養(yǎng)室214的底緊緊接近噴咀216，由此，通過(guò)噴咀216向上噴射壓縮空氣，從各個(gè)培養(yǎng)室的錐壁下部將培養(yǎng)室214內(nèi)的小植株舉起。
每個(gè)探針207在它的下端或咀處有一個(gè)向上的截頭錐體腔室218。因此，載架206沿Z軸向繼續(xù)向下降低時(shí)，探針的腔室218，如表明的那樣，將緊緊地位于培養(yǎng)室214的上方，僅對(duì)一根探針而言，在圖14中用虛線218′表示。
探針207的管狀延長(zhǎng)部分220由各自的腔室218構(gòu)成，并且在腔室218上端設(shè)置排氣孔219。管狀的延伸部分220通過(guò)上端固定的跳桿或頂桿221在排氣孔219的上方封閉。如圖所示，通過(guò)螺旋形的復(fù)位彈簧222在延伸部分220的上端和頂桿221上的活塞頭223之間產(chǎn)生作用。
因此，當(dāng)探針207降低，直到腔室218的下端面接觸到蜂窩狀培養(yǎng)基體212的上端面時(shí)，且把噴出的壓縮空氣噴射到相應(yīng)培養(yǎng)室214的下端面上;在各個(gè)小培養(yǎng)室的小植株將朝上地被推出培養(yǎng)室214，轉(zhuǎn)移到各個(gè)腔室218，腔室218排出的空氣由排氣口219排出。大部分的生長(zhǎng)培養(yǎng)基將反向地楔入腔室218的截頭錐體內(nèi)，這樣，各樣大小的植物被寄放在各自的腔室218內(nèi)。
然后，載架206沿Z軸向升高，并沿X軸向移動(dòng)到移植盤(pán)或框204的上方位置。在這樣的操作中，植物仍然保持在各自的腔室218內(nèi)，而且是反向地楔入腔室218的截頭錐體內(nèi)。
各個(gè)探針207的主體224也是管狀的，且與載架206上的導(dǎo)管系統(tǒng)225相連接。把壓縮空氣加入導(dǎo)管系統(tǒng)225以作用在各個(gè)探針的頂桿頭223上，向下地推動(dòng)頂桿，就象虛線221′表示的那樣。由此，把各自腔室218中的植物噴入移植盤(pán)或框214的肥料中。然而，在此之前，降低載架206，把腔室218的下端埋入肥料中，或插入在移植盤(pán)或框204內(nèi)在肥料中預(yù)先弄成的凹窩中，以便通過(guò)頂桿對(duì)植株進(jìn)行噴射種植。
載架206在圖14所示位置之間移動(dòng)到移植盤(pán)204上方位置，反之亦然。探針的升高和降低臺(tái)板210和移植盤(pán)204的移動(dòng)，都是在控制裝置的控制條件下，用電動(dòng)裝置或電-氣動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)的。如上所述，例如，采用微處理機(jī)或計(jì)算機(jī)，進(jìn)行操作和移動(dòng)程序。同樣，在計(jì)算機(jī)或微處理機(jī)的正確控制程序下采用電-氣動(dòng)裝置完成操作，壓縮空氣通過(guò)噴咀216將培養(yǎng)室214中的植物噴出，并將培養(yǎng)室218中的植株噴射在移植盤(pán)上。另外，上述的各種功能也可以通過(guò)手動(dòng)操作電動(dòng)裝置和流體控制閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，為了排除使用彈簧222，把吸力加到導(dǎo)管系統(tǒng)225，在準(zhǔn)確的時(shí)間內(nèi)提高頂桿221。
把水注入各個(gè)探針，借助噴出的水，可將腔室218中的植株沖出。
現(xiàn)在參看圖15A-19，該圖說(shuō)明了本發(fā)明的移植裝置的結(jié)構(gòu)和操作的另一個(gè)實(shí)施方案。移植裝置包括一個(gè)支架300，在該支架上安裝有一臺(tái)X-Y移動(dòng)的橋形臺(tái)組件302。在移動(dòng)橋形臺(tái)組件302上，設(shè)置載架306，在載架306上有許多垂直向下延伸的探針307和送氣的氣動(dòng)系統(tǒng)。在圖15A和15B中沒(méi)有畫(huà)出。
在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施方案中，載架306沿予定的X和Y軸向，在固定臺(tái)308和輸送器或床310上方的位置之間來(lái)來(lái)回回地移動(dòng)，并且也可沿預(yù)定的Z軸向上上下下移動(dòng)，也可遠(yuǎn)離固定臺(tái)308和輸送器或床310。
總的來(lái)說(shuō)，圖11到14的實(shí)施方案與圖15A到19的實(shí)施方案之間的主要區(qū)別如下在圖11到14的實(shí)施方案中，移植是由培養(yǎng)養(yǎng)基體和移植盤(pán)以及載架沿二個(gè)軸向的位移實(shí)現(xiàn)的。而在圖15A到19的實(shí)施方案中，并不需要移動(dòng)培養(yǎng)基體和移植盤(pán)，全部通過(guò)載架在X、Y和Z軸方向的移動(dòng)完成移植。除上述之外，圖11-14的移植裝置的結(jié)構(gòu)和操作的描述，也適用于圖15A-19的實(shí)施方案的描述，在此將不重復(fù)。為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，相同的參考標(biāo)號(hào)用作表示相同的部件。
從圖15A和15B可以看到，機(jī)械裝置和電器裝置也安裝在支架300上，例如，包括壓縮機(jī)320，真空泵322和控制電路324，以及操作員進(jìn)行控制移植的控制盤(pán)326。
參看圖17，除了在每個(gè)培養(yǎng)室214設(shè)置了噴咀216外，臺(tái)308與圖14中的臺(tái)210在有關(guān)的各個(gè)方面都相似，且已在上文描述過(guò)。因此，正如上面指出的那樣，采用同一參考標(biāo)號(hào)表示臺(tái)板308的構(gòu)成部件。大家知道，為了提供所希望的噴咀操作方式，可以適當(dāng)設(shè)置與各個(gè)噴咀相連接的支管。
在臺(tái)板308上方設(shè)置載架306，在載架306上，設(shè)置一排下垂的探針307。如上所述，這些探針象柵格一樣的排列，與移植盤(pán)要求的間距相同。
在圖15A-19的實(shí)施方案描述中，臺(tái)板308不能移動(dòng)，而寧可把載架136設(shè)置在X-Y平面上，以便使所有第4個(gè)培養(yǎng)室214與每根探針307垂直對(duì)準(zhǔn)。通過(guò)適當(dāng)操作x-Y移動(dòng)橋形臺(tái)302提供所要求的位置。
載架306處于適當(dāng)位置時(shí)，探針307垂直對(duì)準(zhǔn)所選定的培養(yǎng)室214，打開(kāi)在這些培養(yǎng)室下面的噴咀，噴出壓縮空氣，由各培養(yǎng)室的下錐壁推起室內(nèi)214的植株。
每個(gè)探針307在其下端或咀處有一個(gè)朝上的截頭錐體腔室318因此，載架306沿Z軸向降下時(shí)，探針的腔室318，如圖示的那樣，將靠近培養(yǎng)室214，僅就某個(gè)噴咀而言，圖17中虛線表示的318′。
探針307的管狀延伸部分320分別構(gòu)成腔室318，且在腔室318上端有空吸孔319?？瘴?19與設(shè)置在部分載架306內(nèi)的空吸腔373相通，而空吸腔373又與真空管線375連接，最后與真空泵322連接(圖15A)。
當(dāng)螺旋形復(fù)位彈簧322在延伸部分320的上端和在頂桿321上的活塞頭323之間產(chǎn)生作用時(shí)，即通過(guò)固定在上端的頂桿321在空吸孔319的上方將管狀延伸部分320封閉，如圖所示。當(dāng)探針307降低到腔室318的下端挨近蜂窩狀培養(yǎng)基體212的上端面時(shí)，把壓縮空氣噴射到相應(yīng)培養(yǎng)室214的下端面上，經(jīng)空吸孔319把腔室318抽成真空。結(jié)果，在各個(gè)培養(yǎng)室中的植物將向上被推出培養(yǎng)室214，并移植到各自的腔室318內(nèi)。
然后，載架306沿Z軸向升高，沿X-Y平面移動(dòng)到移植盤(pán)或框204的上方。在此操作中，植物分別保留在各自的腔室318內(nèi)是被楔入截頭錐壁內(nèi)。
每根探針307的主體324也是管狀的，且經(jīng)導(dǎo)管325與在載架306內(nèi)的壓縮空氣支管326相連接，經(jīng)適當(dāng)?shù)膶?dǎo)管327，再與壓縮機(jī)320連接(圖15A)。
把壓縮空氣加到壓縮空氣支管326，作用在每根探針的頂桿321的頭323上，并向下地推動(dòng)頂桿321，如用虛線321′表示的。由此，把各自腔室318內(nèi)的植物噴入移植盤(pán)或框204的肥料中。在此之前，降低載架306，與腔室318的下表面接觸，埋入肥料中或插入在移植盤(pán)或框204中的肥料窩中，以便通過(guò)頂桿的噴射作用實(shí)現(xiàn)植物的種植。
載架306從圖17的位置移動(dòng)到移植盤(pán)204上方某個(gè)位置，反之亦然。探針隨之升高和降低，通過(guò)電動(dòng)裝置，氣動(dòng)裝置或電-氣動(dòng)裝置，應(yīng)控制的要求而設(shè)置的控制裝置。例如，用微處理機(jī)或計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制把壓縮空氣加到相應(yīng)的噴咀216上。
適于這方面應(yīng)用的較好的微處理機(jī)是由美國(guó)Westboro Massachusets01581的控制技術(shù)公司制造的2800型。移動(dòng)橋形臺(tái)302一般包括X移動(dòng)橋形臺(tái)，型號(hào)MI1224和y移動(dòng)橋形臺(tái)，型號(hào)MI80606，它們是由Linear Industries，Lintech Division of 3440 San Fernando Road，Los Angeles，California 90065制造的。采用條形軸承使探針307的升高或降低。例如，型號(hào)THKIM13，由THK America of 1715 EIK Grove Village Lllnois，60007，U.S.A制造和型號(hào)MBD25/25活塞，由Soltam of P.O.B371，Haifa Israel制造。
同樣，通過(guò)噴咀216提供壓縮空氣，使小植株從培養(yǎng)室214中噴出，通過(guò)導(dǎo)管325將腔室318的植株噴射在移植裝置里，并經(jīng)過(guò)空吸孔319形成真空。這一操作過(guò)程是計(jì)算機(jī)或微處理機(jī)按規(guī)定的程序控制氣動(dòng)或電-氣動(dòng)裝置完成的。另外，上述的各種操作也可通過(guò)手動(dòng)操作電動(dòng)裝置和流體控制閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。
參看圖18，它描述了圖17裝置的另一個(gè)實(shí)施方案。其中對(duì)探針進(jìn)行了改進(jìn)，使噴出的水能?chē)姙⒃诜N植的植物上。除非有特定說(shuō)明，否則，圖18與圖17裝置的同一部件均采用同一參考標(biāo)號(hào)。
在圖18的裝置中，探針307的延伸部分320，每個(gè)都與供水導(dǎo)管383的入水口381相連接。頂桿321每個(gè)都具有水的通道385，通道385連通面向孔381一側(cè)頂桿上的出孔387和頂桿321端部出口389?？梢灾溃?dāng)頂桿321處在它的延伸位置時(shí)，即種植過(guò)程中的噴射植物時(shí)，來(lái)自管道383的水由孔381進(jìn)入通道385，最后由出口387排出。
因此，如果由管道383供水的話，當(dāng)植株從腔室318被水噴出時(shí)，該植株會(huì)得到一定量的水，從而知道，定時(shí)加入水，可適當(dāng)由計(jì)算機(jī)來(lái)控制。另外，頂桿321與探針320的延伸部分緊密?chē)Ш?，以便起一個(gè)閥的作用，由頂桿321的延伸部分提供所需要的水量，這樣，入口381和387就能控制水量，也就不需要用計(jì)算機(jī)控制供給導(dǎo)管383的水量。
現(xiàn)在參看圖19，它表示的是圖15A-17描述的本發(fā)明實(shí)施方案的操作方塊圖。操作從載架處于零位開(kāi)始，為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，考慮某一個(gè)不動(dòng)作的位置。
當(dāng)操作員使用控制盤(pán)326(圖15A)給定一個(gè)“開(kāi)始”指令時(shí)，真空系統(tǒng)達(dá)到適當(dāng)真空度，壓縮空氣氣源調(diào)到適當(dāng)壓力，載架306移動(dòng)到初始負(fù)載位置，為說(shuō)明簡(jiǎn)單起見(jiàn)，可以認(rèn)為在載架306上的探針307位于圖13中培養(yǎng)室“1”的位置上。
在這個(gè)開(kāi)始位置時(shí)，探針沿Z軸向降低，打開(kāi)培養(yǎng)室下的噴咀216，以便把小植株噴入探針腔室318內(nèi)，然后，再沿Z軸向升高探針，載架沿X-Y平面移動(dòng)到移植盤(pán)上方的移植位置。
在達(dá)到移植位置時(shí)，探針沿Z軸降低，解除真空，通過(guò)壓縮空氣迫使頂桿向下，把小植株噴出。此后，載架沿X-Y平面移動(dòng)到培養(yǎng)基體上方的另一個(gè)位置。例如，探針?lè)旁跇?biāo)號(hào)“2”的培養(yǎng)室上方，頂桿移回，重新形成真空，下列的小植株就插入探針端內(nèi)，這樣來(lái)回往復(fù)直到把培養(yǎng)基體中的小植株移植完為止。
本專業(yè)的技術(shù)人員明白，本發(fā)明不受上述的描述和各個(gè)圖示的限制，本發(fā)明的范圍由如下權(quán)利要求
所確定。
權(quán)利要求
1.一種植物生長(zhǎng)和發(fā)育的系統(tǒng)包括一個(gè)第一階段蜂窩狀培養(yǎng)基體包括一個(gè)可滲漏的支撐底面和一個(gè)在上述底面之上裝置第一排獨(dú)立培養(yǎng)室的壁層結(jié)構(gòu)，各個(gè)培養(yǎng)室由第一間距與第一排相鄰的培養(yǎng)室間隔開(kāi)，裝有第二排單獨(dú)小植株生長(zhǎng)區(qū)的第二階段培養(yǎng)支撐體，由大于第一間距的第二間距將單獨(dú)培養(yǎng)區(qū)與第二排鄰近的生長(zhǎng)區(qū)隔開(kāi)，一種用來(lái)提供在上述第一階段蜂窩狀培養(yǎng)基體上與培養(yǎng)基一起均勻分布植物繁殖體的裝置，一種從第一排培養(yǎng)室內(nèi)移植單個(gè)小植株，并把它們移植到第二階段培養(yǎng)支撐體上相應(yīng)的單獨(dú)生長(zhǎng)區(qū)的機(jī)械裝置。
2.一種植物生長(zhǎng)和發(fā)育方法的步驟為設(shè)置一個(gè)第一階段蜂窩狀培養(yǎng)基體，該基體包括一個(gè)可滲漏的支撐底面和在支撐底面上方構(gòu)制第一排單獨(dú)的培養(yǎng)室的壁層結(jié)構(gòu)，上述這些單獨(dú)小培養(yǎng)室與第一排中相鄰的小培養(yǎng)室由第一間距隔開(kāi)，設(shè)置由第二排單獨(dú)小植株生長(zhǎng)區(qū)所構(gòu)成的第二階段培養(yǎng)支撐體，由大于第一間距的第二間距，將上述單獨(dú)生長(zhǎng)區(qū)與第二排中相鄰的生長(zhǎng)區(qū)隔開(kāi)，連同培養(yǎng)基一起將植株繁殖體均勻分布在第一階段蜂窩狀的培養(yǎng)基體上，將生長(zhǎng)在第一排培養(yǎng)室內(nèi)的小植株，通過(guò)機(jī)械辦法從單獨(dú)培養(yǎng)室內(nèi)移出，將它們移植到第二階段培養(yǎng)支撐體上相應(yīng)的單獨(dú)生長(zhǎng)區(qū)。
3.一種按裝在上、下腔室構(gòu)成的密封容器內(nèi)的支撐體和篩網(wǎng)上，均勻分布植物繁殖體的方法，包括的步驟為將含有植物組織培養(yǎng)繁殖體的液體混合物送入上部腔室，向液體混合物中通入氣泡流攪拌混合篩網(wǎng)上方液體混合物中的繁殖體，而形成一種基本均勻的懸浮液，容許上述的基本均勻的懸浮液通過(guò)上述的支撐體和篩網(wǎng)排出到上述容器的底部腔室，從而在支撐體和篩網(wǎng)上使懸浮繁殖體均勻分布沉積。
4.按照權(quán)利要求
2所說(shuō)的方法，其特征是提供一種均勻分布步驟在容器的上、下部腔室中間處安置上述的第一階段蜂窩狀培養(yǎng)基體，將含有植物組織培養(yǎng)繁殖體的液體混合物送入上部腔室，向所說(shuō)的液體混合物中通入氣泡流攪拌和混合，第一階段蜂窩狀培養(yǎng)基本上方液體中的繁殖體，而形成一種基本上均勻的懸浮液，容許基本均勻的懸浮液通過(guò)第一階段蜂窩狀培養(yǎng)基體排出到容器底部腔室，從而在第一階段培養(yǎng)基體上使懸浮繁殖體產(chǎn)生均勻分布。
5.按照權(quán)利要求
1所說(shuō)的裝置，其特征是用來(lái)提供均勻分布的裝置包括一種由第一階段植物培養(yǎng)基體分隔為上、下腔室的能夠密封的容器，上部腔室包括一個(gè)引入含有植物組織培養(yǎng)繁殖體的液體混合物的可控進(jìn)口，下部腔室配置一個(gè)可控排口和一個(gè)能夠控制的通向氣泡分布器的空氣進(jìn)口。
6.一種用于培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)繁殖體的培養(yǎng)室包括像柵格一樣規(guī)則排列的實(shí)壁培養(yǎng)室，其大小以能保持每個(gè)培養(yǎng)室中被培養(yǎng)的小植株彼此之間處于基本均勻、固定的位置。
7.按照權(quán)利要求
6所說(shuō)的用來(lái)培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)繁殖體的培養(yǎng)室，其特征是培養(yǎng)室的形狀為一個(gè)倒置的截頭錐體。
8.按照權(quán)利要求
6或7所說(shuō)的一種用來(lái)培養(yǎng)植物組織繁殖體的培養(yǎng)室包括在培養(yǎng)室底部有篩網(wǎng)和支撐部件，篩眼大小以能允許培養(yǎng)基通過(guò)而能在表面上截留住組織繁殖體。
9.按照權(quán)利要求
1所說(shuō)的一種植物培養(yǎng)和發(fā)育系統(tǒng)其特征是第一階段蜂窩狀基體包括一個(gè)像柵格一樣規(guī)則排列的實(shí)壁培養(yǎng)室，其大小能以使在每個(gè)培養(yǎng)室中培育的小植株彼此之間能處于均勻固定的位置。
10.按照權(quán)利要求
9所說(shuō)的一種植物培養(yǎng)和發(fā)育系統(tǒng)，其特征是每個(gè)培養(yǎng)室的形狀為一個(gè)倒置的截頭錐體。
11.按照權(quán)利要求
9或10所說(shuō)的一種植物培養(yǎng)和發(fā)育系統(tǒng)，其特征是上述的可滲漏的液體支撐體底面包括培養(yǎng)室底部的篩網(wǎng)和支撐部件，篩眼大小以能允許培養(yǎng)基通過(guò)，同時(shí)也能在表面上截留住組織培養(yǎng)繁殖體。
12.按照權(quán)利要求
1所說(shuō)的一種植物培養(yǎng)和發(fā)育系統(tǒng)，其特征是培養(yǎng)室的寬度約5至約12mm。
13.一種無(wú)菌植物組織培養(yǎng)設(shè)備包括一個(gè)有內(nèi)部底面的能夠密封的容器，按裝在容器內(nèi)并在內(nèi)底面上方可提升的篩網(wǎng)和支撐體部件，培養(yǎng)基充填在容器內(nèi)，其高度同篩網(wǎng)和支撐體的高度一致，組織培養(yǎng)體支撐在篩網(wǎng)和支撐體的表面上并和培養(yǎng)基相接觸，培養(yǎng)植物組織繁殖體的培養(yǎng)室的底面上設(shè)置篩網(wǎng)和支撐部件，其構(gòu)成為像柵格一樣排列的上、下貫通的實(shí)壁培養(yǎng)室，其大小以保持每個(gè)培養(yǎng)室中被培養(yǎng)的小植株彼此之間處于均勻固定的位置。
14.用來(lái)將第一排柵格狀排列的開(kāi)口式培養(yǎng)室內(nèi)的培養(yǎng)體移植到第二排柵格狀排列的各個(gè)相應(yīng)位置的裝置內(nèi)，在第二排柵格狀排列中的各個(gè)位置之間的中心距大于第一排培養(yǎng)室的中心距，該裝置包括一個(gè)具有多個(gè)探針的載架，其探針按柵格規(guī)則排列的中心距基本上和第二種排列位置的中心距一致，使載體和第一、第二排培養(yǎng)室產(chǎn)生相對(duì)位移的裝置，使探針首先與第一排培養(yǎng)室對(duì)準(zhǔn)，然后再與第二排對(duì)準(zhǔn)，用來(lái)提取第一排各培養(yǎng)室內(nèi)的培養(yǎng)物并保持在各個(gè)探針上，直至對(duì)準(zhǔn)第二排相應(yīng)位置為止，最后放入第二種排的相應(yīng)位置內(nèi)的裝置。
15.從第一階段蜂窩狀培養(yǎng)基體中，按柵格規(guī)則排列的培養(yǎng)室內(nèi)將小植株移植到第二階段培養(yǎng)支撐體的各個(gè)種植位置的裝置，其中第二柵格排列的種置位置的中心距要大于第一排列的培養(yǎng)室的中心距，比率基本等于一倍，該裝置包括一個(gè)具有多個(gè)探針的載架，按柵格狀排列中的探針中心距基本上和第二種排列位置一致，用來(lái)實(shí)現(xiàn)在載架和第一、第二種排列之間相對(duì)位移的裝置，首先使探針對(duì)準(zhǔn)第一排的培養(yǎng)室，然后再同第二排的相應(yīng)位置對(duì)準(zhǔn)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)提取第一排各個(gè)培養(yǎng)室內(nèi)的培養(yǎng)物，直到探針同第二種排的相應(yīng)位置對(duì)準(zhǔn)以前，培養(yǎng)物保留在探針上，最后放入第二排的相應(yīng)位置上的裝置，由固定排列的多個(gè)探針同時(shí)從多個(gè)培養(yǎng)室內(nèi)將小植株取出，然后移植到所要求的柵格排列的位置中，該位置的長(zhǎng)和寬方向上的間距均大于第一階段培養(yǎng)基體中的培養(yǎng)室的間距。
16.按照權(quán)利要求
1、5和9至11所說(shuō)的一種用于植物培養(yǎng)和發(fā)育系統(tǒng)，其特征是用機(jī)械起苗和移植的裝置包括用來(lái)從第一階段培養(yǎng)基體中的培養(yǎng)室中移植小植株到第二階段培養(yǎng)支撐體的相應(yīng)種植上的裝置，其中培養(yǎng)室是按第一種柵格狀規(guī)則排列，第二種格狀排列的種植位置之間的中心距大于第一排培養(yǎng)室之間的中心距，之比基本上等于一個(gè)倍數(shù)，該裝置包括一個(gè)裝有多個(gè)排列探針的載架，其探針按格狀排列的中心距基本上同第二種排列位置的中心距一致，用來(lái)在載架和第一，第二種排列之間實(shí)現(xiàn)相對(duì)位移的裝置，首先使探針對(duì)準(zhǔn)第一排列的培養(yǎng)室，然后再同第二排的相應(yīng)位置對(duì)準(zhǔn)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)提取第一排各個(gè)培養(yǎng)室中的培養(yǎng)物的裝置，直到探針同第二排的相應(yīng)位置對(duì)準(zhǔn)之前，培養(yǎng)物保留在探針里，最后放入第二排的相應(yīng)位置上。
17.利用管狀探針，將第一位置上，上、下貫通的培養(yǎng)室內(nèi)的培養(yǎng)物移植到第二位置的裝置，用來(lái)連續(xù)的實(shí)現(xiàn)探針和構(gòu)成第一位置或第二位置的裝置之間產(chǎn)生位移的裝置，使探針對(duì)準(zhǔn)第一位置的培養(yǎng)室的口，然后再同第二位置對(duì)準(zhǔn)，當(dāng)探針同第一位置的培養(yǎng)室的口對(duì)準(zhǔn)時(shí)，將壓縮空氣或者其它流體的壓力噴射到培養(yǎng)室的裝置，將培養(yǎng)室的培養(yǎng)物噴射到探針內(nèi)，當(dāng)探針對(duì)準(zhǔn)第二位置時(shí)，將壓縮空氣或其它流體壓力噴射到探針上，又將探針上的培養(yǎng)物噴射到第二位置內(nèi)。
18.按照權(quán)利要求
14至17任一個(gè)所說(shuō)的設(shè)備其特征是用來(lái)實(shí)現(xiàn)相對(duì)位移的裝置包括用來(lái)使上位的載架至少沿著第一和第二垂直座標(biāo)軸位移的裝置，用來(lái)使上述的第一和第二種排列之一至少沿著一個(gè)第三垂直坐標(biāo)位移到上述的第一和第二垂直坐標(biāo)軸的裝置。
19.按照權(quán)利要求
14至17任一個(gè)所說(shuō)的裝置其特征是用來(lái)實(shí)現(xiàn)有相對(duì)位移的裝置包括用來(lái)使上述載架沿著第一，第二和第三垂直座標(biāo)軸位移的裝置。
20.按照權(quán)利要求
14至19任一個(gè)所說(shuō)的裝置，其特征是用來(lái)實(shí)現(xiàn)釋放的裝置，對(duì)培養(yǎng)物釋放提供液體釋放的裝置。
專利摘要
一種植物生長(zhǎng)發(fā)育系統(tǒng)和在蜂窩狀培養(yǎng)基體中寄放微繁殖植物材料以及從這種基體中的每個(gè)培養(yǎng)室內(nèi)移植小植株到相應(yīng)的培養(yǎng)設(shè)備，如育種盤(pán)中。用于培養(yǎng)植物組織繁殖體的蜂窩狀培養(yǎng)基體也做了描述，并提出保護(hù)。
文檔編號(hào)A01G7/00GK87100676SQ87100676
公開(kāi)日1987年10月7日 申請(qǐng)日期1987年1月3日
發(fā)明者羅伯特·利文, 斯坦利·海爾施, 羅伊·沃特斯, 麥克爾·凱斯·穆頓, 約拉姆·迪諾爾, 尼薩尼爾·波利斯, 尼?！ね?申請(qǐng)人:聯(lián)合生物技術(shù)工業(yè)公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan