CN102835310A - 一种双盘组合式植物组织培养容器 - Google Patents

Abstract

本设计公开了一种双盘组合式植物组织培养透明容器，它是由上、下盘、透气过滤装置、锁定机构、紧密结合的密封装置、排、进液口和培养筛板、支架组成。该容器能够方便地获得植物培养所必须的无菌、光照、空气、相对湿度和营养供给等培养条件，容器容量适宜，便于拆卸和存放，既可以克服大型容器装备成本高、接种容易污染、搬移困难的缺陷，也可以克服传统小容器生产使用成本高，内部空间小、透气性差、工序繁琐等的不足。可有效地降低植物组织培养工厂化生产的成本，从根本上简化植物组织培养育苗环节，大幅度提高种苗繁育经济效益。

Description

一种双盘组合式植物组织培养容器

技术领域

本发明属于农林牧植物组织培养技术领域，涉及一种植物组织材料离体培养的容器以及使用这种容器培养植物组织材料的方法。 

背景技术

植物组织培养又称植物克隆，指通过无菌操作把植物的器官、组织接种于人工配制的含有营养物质和植物生长调节物质等组成的培养基的容器内，在人工控制环境下进行离体培养，使其分化、生长形成完整植株的过程。植物组织培养为植物的快速繁殖提供了新的手段，接种的外植体可以被诱导形成愈伤组织并产生芽和根，继代多次后，即可建立无性繁殖系。因此，利用植物组织培养技术，在提高植物繁殖系数、有效防止种性退化和生产高质量的种苗中起到了决定性作用。我国有许多单位正在进行各种植物批量的商品性生产，在农业领域取得了较大的经济效益。 

目前常规的组织培养技术所采用的容器主要是200ml-250ml玻璃瓶和聚丙烯薄膜袋。利用玻璃瓶的缺点是易破碎、运输困难、存放占用空间大、消毒能耗多、不便清洗等；利用薄膜袋的缺点是接种过程中操作困难，同时培养袋空间小，不规则，不透气，许多植物不适合用薄膜袋培养，一些植物只能在生根阶段选择性使用薄膜袋，另对一次性薄膜袋消耗量过大时，也会造成环境白色污染潜在隐患。另玻璃瓶和薄膜袋这些容器的容量小，导致手工装配、灭菌、接种、无菌取材转接、搬运、摆放等操作工序繁杂、耗时多、工效低，如大规模工厂化生产，不仅需要大量的人财物的投入，而且生产效率低下，能耗高，所以开发一种高效、节能的新型容器已刻不容缓。越来越多有此设想的行业专家认为扩大培养容器容积是提高组织培养生产效率、降低生产成本的最有效途径和最直接的方法。 

目前国内外设计发明了一些浸没式、喷雾式等生物反应器，有望实现降低植物组织培养成本、实现高效率工厂化生产。但它们通常具有较大的体积、不易拆卸和移动，还需要附加复杂的灭菌、液体循环、光照、气液流量等测定和控制设备，结构复杂，单位容积的制造成本和维护成本很高。此外还有一个不易克服的缺陷是无法保证反应器在具备严格无菌、封闭大环境条件下进行人工接种操作。一些试验表明用这些生物反应器培养形态植物材料容易发生污染和玻璃化等不正常生长现象，所以至今尚未发现在生产上得到应用。 

扩大培养容器容量虽是提高组织培养生产规模、降低生产成本的有效途径。然而，实践证明当容器容积达到1升以上时，接种材料的数量已经达到必须实现均匀接种才能保证生长同步性的群体规模，所以一般考虑只有随着容积的扩大不断扩大接种瓶口的面积，以适应手工逐一接种均匀的目的，相关试验表明，当接种口大于80cm²时，接种的污染概率将显著增加并难以克服。所以大幅度扩大容器的容积无法克服容积扩大与均匀接种和减少 污染的矛盾。 

中国发明专利(申请号200410090639.X，公开号CN1771794A)“一种滴管式组织培养装置”公开了一种通过滴管式培养液注入和旧培养液的输出装置，该装置是由培养液输入和输出系统、无菌培养容器等组成。与一些生物反应器培养方式相比造价成本低廉，可以静置培养，节省电力和消耗成本，与现有的玻璃瓶及培养袋相比，扩大了培养容器容量，可以有效节省劳动力消耗，可以做到一次性转接直到无菌苗达到移栽驯化标准，从而有效减少转接次数。但没有揭示如何对装置进行无菌处理，如何做到无菌条件下，将培养材料安全接入容器之中，所以在实际应用中，会遇到无法克服的瓶颈难题。 

中国实用新型专利(申请号01207630.9，授权公开号CN2466900Y)“一种培养容器”公开了一种相应扩大了容量的培养容器，包括带有接种口的容器盖和容器体组成，具有一个紧密结合了接种口盖的接种口和一个过滤器的容器盖，与容器体紧密结合构成的密闭的透明容器。为了保证接种的安全性，发明者将接种口设计为40cm²，如此虽可减少培养材料污染概率，但由于开口较小，限制了容器容积的有效扩大和接种的均匀性，同时也无法根本解决材料污染问题。 

理想的植物组织培养容器的要求是：具有可灭菌性、隔菌密闭性、接种防止污染性和气、液体可交换性，根据具体培养要求还需具有透光、可实现较低的相对湿度(在高湿度下容易玻璃化)，坚固、易于清洗，便于使用等性能。 

发明内容：

本发明的目的在于针对目前各类育苗容器的不足，提供一种植物组织培养工厂化育苗的容器，从根本上简化植物组织培养育苗环节，提高育苗工作效率，大大降低植物组织培养育苗的污染率和成本。 

本发明设计了一种双盘组合式植物组织培养容器，它是由上、下盘、透气过滤装置、密封装置、锁定机构、排(进)液口和培养筛板(9)、支架(8)组成，本设计具有一个紧密结合的植物组织培养透明容器盖(1)与容器本体(7)所封闭的内部空间即是培养空间，高度为所培养植物材料适宜生长的高度，一般适宜高度为10cm，在容器高度确定基础上，可通过增加培养容器的横断面来实现扩大容器的容积，但必须确保整个容器在超净工作台无菌控制范围之内，最佳容器体积外形为长方体，最佳尺寸：长×宽×高＝0.3m×0.4m×0.1m。容器盖(1)与容器本体(7)的密闭首先通过容器盖(1)与容器本体(7)的下、上部开口的内外周设有相互吻合的凸缘(2)、凹槽(6)结合，也是通过其结合来锁定容器盖与本体的水平移动。容器盖(1)或容器本体(7)外翻结合面装有压紧密封圈(3)，与容器本体(7)密封结合后，用固定夹或卡扣(5)夹持，将容器盖与容器本体开口外翻强 力板(4)紧密联接在一起，保障可靠的密封。容器上的杀菌透气装置为空心螺栓(14)内安装杀菌纤维团和微孔滤膜(15)，空心螺栓(14)与通孔(16)为螺纹(13)连接，对容器外起到隔离灭菌的作用，对内起到调节湿度、交换气体的作用，确保和促进组织的快速健康生长。培养筛板(9)上有疏松纤维网状筛孔，对溶液有浸润、吸附功能，将培养材料植入网状筛孔中，加入不带琼脂的培养液，大大降低了制作培养基的生产成本，同时结合组织培养过程中的间断性的轻柔摇晃容器盘，可防止溶液日久产生沉淀的现象，也可保障了材料与培养液充分接触及培养液充分高效利用。容器上的透气螺栓和排、进气孔(11)、(17)的压紧螺帽(12)均可方便拆卸、安装和更换。容器盖开口尺寸略大于顶部、容器本体的开口尺寸大于底部，拆卸下容器上的透气螺栓和排(进)液孔的压紧螺帽(12)，可便于容器盖与本体可分别摞叠存放，节省储存和消毒空间。如将容器从培养架置于超净工作台上，取下底部侧面的排液口(11)压紧螺帽(12)，倾斜容器，使排液口置于低处，可将容器内培养液通过连接的排液管全部排空，旋紧排液口(11)螺帽(12)，打开进液口(17)螺帽接上进液导管可对容器进行营养液添加，这样一方面减少了开盖的次数，从而也减少了容器内组织、材料污染的机率，同时通过更换培养基，不转接形体器官，在同一容器中，完成外植体的愈伤、生芽、生根的整个过程，可保证一次性成苗，大大简化了劳动程序，提高了生产效率。 

本发明的有益效果和特点是： 

1、整个容器灭菌消毒后，在超净工作台内接种并装配，从根本上可解决扩大容器的容积无法克服与均匀接种和减少污染的矛盾，与现有技术相比具有突出的实质性特点和显著地进步。 

2、充分扩大了培养容器容积，可克服玻璃瓶和薄膜袋因容器的容量小，导致手工清洗、装配、灭菌、接种、无菌取材转接、搬运、摆放等繁杂的操作工序和耗时多的缺陷。 

3、加入不带琼脂的培养液，可大大降低制作培养基的生产成本。 

4、容器盖和容器本体便于拆卸和分别摞叠存放，可节省储存和消毒空间。 

5、结合组织培养过程中的间断性的轻柔摇晃容器，可防止溶液日久产生沉淀的现象，也可保障材料与培养液充分接触及培养液充分高效利用。 

6、通过更换培养基，不转接形体器官，在同一容器中，完成外植体的愈伤、生芽、生根及炼苗的整个过程，可保证一次性成苗，可简化植物组织培养育苗环节，大大提高育苗综合效益。 

附图说明：

图1是本设计的剖示图。 

图2为图1所示的通孔(16)中安装的透气过滤装置图。 

图3为图1所示的排液口(11)或进液口(17)中安装的压紧螺帽图。 

图中：(1)容器盖；(2)凸缘；(3)密封圈；(4)外翻强力板；(5)卡扣；(6)凹槽；(7)容器本体；(8)支架；(9)筛板；(10)培养材料；(11)排液口；(12)压紧螺帽；(13)螺纹；(14)空心螺栓；(15)滤膜；(16)通孔；(17)进液口。 

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的上述发明内容作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内。 

实例1 

本实施例为使用一种双盘组合式植物组织培养容器及使用其培养植物组织的方法1 

分别将容器盖(1)和容器本体(7)摞叠整齐用包装袋包装，配件另装小袋。配制培养基，均匀搅拌后，装入专用罐中，然后可将包装袋和盛有培养基的专用罐同时或分别放入高温高压灭菌锅消毒，121℃，0.1～0.15MPa下严格灭菌20min，灭菌后置于人工接种室。用新吉尔灭或75％酒精仔细擦拭超净工作台，开启超净工作台和室内紫外灯，杀菌20-30min，再用75％酒精对试验用具进行消毒，打开工作台上的接种消毒器，温度达到290℃-300℃时再对割刀、镊子和配件消毒2min，放入工具架上冷却，将无菌处理的外植体纵切为1cm3左右大小，放入烧杯中备用，从包装袋取出容器本体置于超净工作台上装好压紧螺帽(12)、筛板(9)、支架(8)等配件，将罐中培养液缓缓加入容器中，培养液的加入量以刚好浸润整个筛板为宜。将外植体均匀植入筛板(9)的筛孔中，待外植体植入完毕，从另一包装袋里取出容器盖(1)置于超净工作台上，拧紧配带杀菌透气装置的空心螺栓(14)，盖上容器盖(1)，下压盖面，注意容器盖与容器本体不能有缝隙，最后压下固定卡扣(5)，容器每个侧面至少有一个卡扣(5)或固定夹。实现容器盖(1)与容器本体(7)可靠紧密结合。将接种、装配好的容器端入培养室，水平放置在培养架上，在培养温度为26±2℃，光照10～12h/d，光照强度1500-2500Lx，进行诱导培养，培养期间对容器进行多次摇晃，每周2次。在愈伤、生芽、生根、炼苗等不同阶段，需将培养容器端置超净工作台，通过排液口(11)排出原液、通过进液口(17)更换相应的相应培养阶段所需培养基，实现一次性接种培养出完整的植株的过程。 

实例2 

本实施例为使用一种双盘组合式植物组织培养容器及使用其培养植物组织的方法2 

在培养基配制车间，配制培养基，均匀搅拌后，加入不带筛板(9)和支架(8)的容器本体(7)中，培养基加入容量高度为1-1.5cm，盖上容器盖(1)并压紧，然后水平装入容器框后，连框放入高温高压灭菌锅消毒，121℃，0.1～0.15MPa下严格灭菌20min，消毒灭菌后将装有容器的框运至人工接种缓冲间冷却，注意必须保证容器水平状况，冷却后推入接种室。用75％酒精仔细擦拭超净工作台，开启超净工作台和室内紫外灯，杀菌20-30min，再用75％酒精对试验用具进行消毒，打开工作台上的接种消毒器，温度达到290℃-300℃时再对割刀、镊了消毒2min，放入工具架上冷却，将无菌处理的外植体纵切成块状物，放入烧杯中备用，逐一将容器从框中取出，置于超净工作台上，打开容器盖(1)，将外植体均匀植入固定培养基中，待外植体植入完毕，盖上容器盖(1)，下压盖面，注意容器盖(1)与容器本体(7)不能有缝隙，最后压下固定卡扣，实现容器盖(1)与容器本体(7)可靠紧密结合。将接种、装配好的容器端入培养室，水平放置在培养架上，在培养温度为28±2℃，光照10～12h/d，光照强度2000Lx左右，进行增殖培养。在愈伤、生芽、生根、炼苗等不同阶段，需重复上述步骤，更换不同阶段的培养基，再继续培养直至培养出完整的植株。 

Claims (10)

1.一种双盘组合式植物组织培养容器，它是由容器盖(1)、容器本体(7)、透气过滤装置、密封装置、锁定机构、排、进液口和培养筛板(9)、支架(8)组成，其特征在于上盘为容器盖(1)，下盘为容器本体(7)，容器盖(1)与容器本体(7)分别具有相互结合的开口，容器盖(1)的顶端侧沿横向设有1-2个通孔(16)，通孔(16)处安装有透气过滤装置，容器盖(1)与容器本体(7)通过密封装置和锁定机构联接，盖开口尺寸略大于顶部、本体的开口尺寸大于底部，筛板通过支架(8)固定在容器底部，筛板(9)上有疏松纤维材料组成的筛孔，纤维材料对培养液有浸润或吸附功能，整个容器在拆卸摞叠后，灭菌消毒，在超净工作台上进行接种和装配。

2.根据权利要求1所述的一种双盘组合式植物组织培养容器，所述的容器外形为长方体、圆柱体或其它规则多边体。

3.根据权利要求1或2所述的一种双盘组合式植物组织培养容器，其特征在于容器为耐高温、高压透明壳体。

4.根据权利要求1所述的一种双盘组合式植物组织培养容器，其特征在于所述的锁定机构为容器盖(1)与容器本体(7)的下、上部开口的内外周设有相互结合的凸缘(2)、凹槽(6)。

5.根据权利要求1所述的一种双盘组合式植物组织培养容器，其特征在于所述的容器盖(1)每边有1-2个卡扣(5)，卡扣(5)与容器本体(7)开口向外水平翻折强力板(4)结合后下压(5)固定夹持。

6.根据权利要求1所述的一种双盘组合式植物组织培养容器，其特征在于所述的密封装置为容器盖(1)或容器本体(7)外翻结合面装有的压紧密封圈(3)，与容器本体(7)或容器盖(1)联接后，形成可靠地密封。

7.根据权利要求1或2所述一种双盘组合式植物组织培养容器，其特征在于容器底面积为0.08-0.16m²，高度为8-12cm。

8.根据权利要求1所述的一种双盘组合式植物组织培养容器，其特征在于所述的透气过滤装置为空心螺栓(14)内依次安装杀菌纤维和微孔滤膜(15)，空心螺栓(14)与通孔(16)为螺纹(13)连接。

9.根据权利要求1所述的一种双盘组合式植物组织培养容器，其特征在于所述的容器本体的底部一角侧面设有排液口(11)，上部一角侧面设有进液口(17)，均用压紧螺帽(12)密封，取出压紧螺帽可连接外置软性导液管。

10.一种使用双盘组合式植物组织培养容器培养植物组织材料的方法，包括以下步骤：

(1)消毒所述容器和所需培养基。

(2)开启超净工作台，在超挣工作台上装配压紧螺帽(12)、筛板(9)、支架(8)将培养材料植入容器筛板(9)的筛孔中。

(3)通过进液管加入所需培养基，安装空心螺栓(14)，压实锁紧容器盖，然后将容器水平摆放在培养室培养架上，适宜培养条件下培养。

(4)整个培养期过程中，对容器进行间歇性摇晃，3-5天一次。

(5)在愈伤、生芽、增殖、生根等不同培养阶段，在超净工作台上将排液管连接到排液口(11)排出原液、将进液管连接到进液口(17)更换相应的培养阶段所需培养基，换液完成后，水平摆放回培养室培养架上继续培养。

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