CN105210839B - 一种喷雾式植物离体培养系统及培养方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种喷雾式植物离体培养系统，包括第一雾培箱(1)、第二雾培箱(2)、水箱(3)、回收水箱(4)和控制系统：本发明还公开了一种采用本发明的系统进行的培养方法，包括如下步骤：将外植体清洗干净后放入所述的喷雾式植物离体培养系统中的第一雾培箱(1)和第二雾培箱(2)中的置物海绵(6)上进行培养，13‑15天所述外植体基部会萌发出不定芽，45天即可获得小植株，所述培养过程采用喷淋处理将培养液喷淋到所述外植体上。本发明所述方法繁殖周期短、污染率低、成本低、操作简便。
Description
技术领域
本发明涉及生物技术领域，特别是涉及一种喷雾式植物离体培养系统及培养方法。
背景技术
现有的植物的繁殖方法在生产上具有繁殖效率慢，繁殖成功率较低或生根数量较少，繁殖系数低，且易受自然条件限制的缺点，随着生物技术的发展，组织培养技术在一定程度上提高了繁殖效率，但仍具有操作复杂、成本投入大、污染率高等缺点。不能满足植物生产过程中的大批量需求，缺少可以减轻这些缺点的装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种喷雾式植物离体培养系统，采用本发明的系统进行植物的离体培养可以达到转化周期短、污染率低、成本低、操作简便的效果。
一种喷雾式植物离体培养系统，包括第一雾培箱、第二雾培箱、水箱、回收水箱和控制系统：
所述第一雾培箱包括长方形的第一底板和顶部水平支架，所述顶部水平支架的左端通过两个第一侧支架分别与所述第一底板的左侧两端相连，所述顶部水平支架的右端通过两个第一侧支架分别与所述第一底板的右侧两端相连；所述第一雾培箱的内部包括第一培养架；所述第一底板为倾斜设置，与水平面的夹角为10～15°，在所述第一底板的较低一侧设置有第一集水槽；在所述第一培养架的上部水平设置有第一导水管，在所述第一导水管的上部从左至右依次等距设置有多个第一雾化喷头，在所述第一导水管的下部从左至右依次等距设置有多个第二雾化喷头，多个所述第一雾化喷头和多个所述第二雾化喷头均与所述第一导水管相连通；
所述第二雾培箱包括均为长方形的第二底板和顶板，所述顶板的长与所述第二底板的长一致，宽小于所述第二底板的宽，所述顶板的4个端点分别通过第二侧支架与所述第二底板的4个端点相连，所述第二雾培箱的内部包括第二培养架；所述第二底板为倾斜设置，与水平面的夹角为10～15°，在所述第二底板的较低一侧设置有第二集水槽；在所述顶板下部前后水平设置有第二导水管和第三导水管；
所述第一培养架和所述第二培养架均由上下平行设置的多个置物网构成，所述多个置物网之间为可拆卸地连接，在每个所述置物网上间隔设置有多个置物海绵；
在所述第二培养架中，在最顶端的所述置物网的下部前后水平设置有第四导水管和第五导水管，在所述第二导水管、所述第三导水管、所述第四导水管、所述第五导水管上从左至右依次等距设置有多个第三雾化喷头；
所述水箱通过第一管路与所述第一导水管相连，通过第二管路分别与所述第二导水管、所述第三导水管、所述第四导水管和所述第五导水管相连；
所述回收水箱的入口通过第三管路与所述第一集水槽的底部相连，通过第四管路与所述第二集水槽的底部相连，所述回收水箱的出口通过第五管路与所述水箱相连；
控制系统，在所述第一管路、所述第二管路、所述第三管路、所述第四管路、所述第五管路上均设置有阀门，在所述回收水箱的入口处、出口处以及所述水箱的出口处均设置有水泵和驱动装置，所述控制系统与所述驱动装置相连。
本发明所述的喷雾式植物离体培养系统，其中，多个所述第一雾化喷头和多个所述第二雾化喷头为从左至右交错设置；在所述第一培养架和所述第二培养架中，相邻的上下两个所述置物网上的置物海绵为交错设置；
在所述第一雾培箱和所述第二雾培箱的底部设置有多个支撑脚，在所述支撑脚的底部固定有万向轮。
本发明所述的喷雾式植物离体培养系统，其中，所述第一雾培箱和所述第二雾培箱的四周均设置有透明塑料制成的板材，其中，前部的所述板材与所述第一雾培箱或第二雾培箱之间为活动连接；所述第二雾培箱的顶板为透明塑料制成的板材；
在所述第一雾培箱和所述第二雾培箱后侧的板材外侧固定有蓝紫色光源，所述蓝紫色光源为发出蓝色光的LED灯带，呈网状布置。
本发明所述的喷雾式植物离体培养系统，其中，所述第一雾化喷头为6个，所述第二雾化喷头为7个，在所述第二导水管、所述第三导水管、所述第四导水管、所述第五导水管上各设置有7个所述第三雾化喷头；在所述第三管路和所述第四管路上还设置有过滤装置。
本发明所述的喷雾式植物离体培养系统，其中，在所述第一雾培箱中，所述第一培养架长度为280cm，宽度为40cm，所述第一培养架包括3个所述置物网，相邻两个置物网之间的距离为30cm，所述置物海绵的长度为40cm，宽度与所述置物网的宽度一致，处于同一高度的相邻两个所述置物海绵之间的距离为40cm；所述第一底板长为300cm，宽为110cm，所述第一雾培箱高度为140cm，最下部的所述置物网与所述第一底板之间的距离为5cm；
在所述第二雾培箱中，所述第二培养架长度为180cm，包括4个所述置物网，从上到下宽度分别为72cm、72cm、100cm、110cm，相邻两个置物网之间的距离为30cm，所述置物海绵的长度为40cm，宽度与所述置物网的宽度一致，处于同一高度的相邻两个所述置物海绵之间的距离为40cm；所述第二底板长为200cm，宽为150cm，所述顶板长为200cm，宽为50cm，所述第二雾培箱高度为140cm，最下部的所述置物网与所述第二底板之间的距离为5cm。
一种采用本发明所述的喷雾式植物离体培养系统进行的培养方法，包括如下步骤：
将外植体清洗干净后放入所述的喷雾式植物离体培养系统中的第一雾培箱和第二雾培箱中的置物海绵上进行培养，13-15天所述外植体基部会萌发出不定芽，45天即可获得小植株，所述培养过程采用喷淋处理将培养液喷淋到所述外植体上。
本发明所述的培养方法，其中，所述外植体为山药，将山药清洗干净后切成1～2cm厚的圆片，再将所述圆片平均分成4块作为所述外植体整齐摆放在所述第一雾培箱和所述第二雾培箱中的置物海绵上进行培养，13-15天所述外植体基部会萌发出不定芽，45天即可获得山药小植株；
所述培养过程采用喷淋处理，包括4个阶段：
第一阶段：时间为第1天～第6天，每天的0点、4点、7点、11点、15点和20点共6个时间点，在每个时间点分别进行一次喷淋处理，采用的培养液为MS+0.15mg/L GA3+1.6mg/L6-BA+1200mg/L多菌灵；
第二阶段：时间为第7天～第20天，每天的0点、5点、9点、13点和18点共5个时间点，在每个时间点分别进行两次喷淋处理，采用的培养液为MS+0.04mg/L TDZ+2mg/L 6-BA+160mg/L多效唑；
第三阶段：时间为第21天～第35天，每天的3点、7点、13点和20点共4个时间点，在每个时间点分别进行两次喷淋处理，采用的培养液为MS+0.25mg/L NAA+1mg/L 6-BA+300mg/L多菌灵；
第四阶段：时间为第36天～第45天，每天的0点、4点、7点、10点、15点和19点共6个时间点，在每个时间点分别进行一次喷淋处理，采用的培养液为MS+0.6mg/L TDZ+1.5mg/L6-BA+60mg/L多效唑；
每次喷淋处理的时间为2min，在每次喷淋结束后等待1min，对所述第一雾培箱和所述第二雾培箱底部的残液进行过滤处理后回收，回收时间2min。
本发明喷雾式植物离体培养系统及其培养方法具有如下优点：
1)本发明的培养过程都是在开放式环境下操作，不受环境条件限制，操作简便；
2)传统培养过程工作量大，繁殖率低，而组织培养过程工作量大，污染率高，不利于规模化生产，而本发明工作量小、可操作性强且可实现大批量生产，开放式培养又不存在污染问题；
3)本发明采用喷淋处理方法使营养液的养分得到高效利用，开放式培养，更好的促进幼苗的生长，培养过程中不需要基质，占地面积小；
本发明所述方法生产周期短，大大提高了劳动效率和生产率。
采用本发明的系统进行山药的培养，分阶段进行，在不同的时间点根据山药外植体所处的活动阶段采用不同的培养基、不同的喷淋时间和喷淋方式进行培养，繁殖效率高，没有污染，占地小，大大减轻了工作强度。
本发明还可以采用蓝紫光进行补光，主要是促进植物细胞的分化，并促进植物伸长与幼芽形成，本发明喷雾式植物离体培养系统能够提高营养液的利用率，最大限度的利用光照条件和温室空间，且利于操作，管理方便。
下面结合附图对本发明的喷雾式植物离体培养系统作进一步说明。
附图说明
图1为本发明中喷雾式植物离体培养系统的结构示意图；
图2为本发明中第一雾培箱的结构示意图；
图3为本发明中第二雾培箱的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1～图3所示，一种喷雾式植物离体培养系统，包括如下步骤：
喷雾式植物反应器包括第一雾培箱1、第二雾培箱2、水箱3、回收水箱4和控制系统：
第一雾培箱1包括长方形的第一底板101和顶部水平支架102，顶部水平支架102的左端通过两个第一侧支架分别与第一底板101的左侧两端相连，顶部水平支架102的右端通过两个第一侧支架分别与第一底板101的右侧两端相连；第一雾培箱1的内部包括第一培养架103；第一底板101为倾斜设置，与水平面的夹角为10～15°，在第一底板101的较低一侧设置有第一集水槽104；在第一培养架103的上部水平设置有第一导水管105，在第一导水管105的上部从左至右依次等距设置有多个第一雾化喷头106，在第一导水管105的下部从左至右依次等距设置有多个第二雾化喷头107，多个第一雾化喷头106和多个第二雾化喷头107均与第一导水管105相连通；
第二雾培箱2包括均为长方形的第二底板201和顶板202，顶板202的长与第二底板201的长一致，宽小于第二底板201的宽，顶板202的4个端点分别通过第二侧支架与第二底板201的4个端点相连，第二雾培箱2的内部包括第二培养架203；第二底板201为倾斜设置，与水平面的夹角为10～15°，在第二底板201的较低一侧设置有第二集水槽204；在顶板202下部前后水平设置有第二导水管205和第三导水管206；
第一培养架103和第二培养架203均由上下平行设置的多个置物网5构成，多个置物网5之间为可拆卸地连接，在每个置物网5上间隔设置有多个置物海绵6；
在第二培养架中203，在最顶端的置物网5的下部前后水平设置有第四导水管207和第五导水管208，在第二导水管205、第三导水管206、第四导水管207、第五导水管208上从左至右依次等距设置有多个第三雾化喷头209；
水箱3通过第一管路7与第一导水管105相连，通过第二管路8分别与第二导水管205、第三导水管206、第四导水管207和第五导水管208相连；
回收水箱4的入口通过第三管路9与第一集水槽104的底部相连，通过第四管路10与第二集水槽204的底部相连，回收水箱4的出口通过第五管路11与水箱3相连；
控制系统，在第一管路7、第二管路8、第三管路9、第四管路10、第五管路11上均设置有阀门，在回收水箱4的入口处、出口处以及水箱3的出口处均设置有水泵和驱动装置，控制系统与驱动装置相连。
多个第一雾化喷头106和多个第二雾化喷头107为从左至右交错设置；在第一培养架103和第二培养架203中，相邻的上下两个置物网5上的置物海绵6为交错设置；
在第一雾培箱1和第二雾培箱2的底部设置有多个支撑脚，在支撑脚的底部固定有万向轮。
第一雾培箱1和第二雾培箱2的四周均设置有透明塑料制成的板材，其中，前部的板材与第一雾培箱1或第二雾培箱2之间为活动连接；第二雾培箱2的顶板202为透明塑料制成的板材；
在第一雾培箱1和第二雾培箱2后侧的板材外侧固定有蓝紫色光源，蓝紫色光源为发出蓝色光的LED灯带，呈网状布置。
第一雾化喷头106为6个，第二雾化喷头107为7个，在第二导水管205、第三导水管206、第四导水管207、第五导水管208上各设置有7个第三雾化喷头209；在第三管路9和第四管路10上还设置有过滤装置。
在第一雾培箱1中，第一培养架103长度为280cm，宽度为40cm，第一培养架103包括3个置物网5，相邻两个置物网5之间的距离为30cm，置物海绵6的长度为40cm，宽度与置物网5的宽度一致，处于同一高度的相邻两个置物海绵6之间的距离为40cm；第一底板101长为300cm，宽为110cm，第一雾培箱1高度为140cm，最下部的置物网5与第一底板101之间的距离为5cm；
在第二雾培箱2中，第二培养架203长度为180cm，包括4个置物网5，从上到下宽度分别为72cm、72cm、100cm、110cm，相邻两个置物网5之间的距离为30cm，置物海绵6的长度为40cm，宽度与置物网5的宽度一致，处于同一高度的相邻两个置物海绵6之间的距离为40cm；第二底板201长为200cm，宽为150cm，顶板202长为200cm，宽为50cm，第二雾培箱2高度为140cm，最下部的置物网5与第二底板201之间的距离为5cm。
实施例2
一种采用本发明的喷雾式植物离体培养系统进行的培养方法，包括如下步骤：
将外植体清洗干净后放入的喷雾式植物离体培养系统中的第一雾培箱1和第二雾培箱2中的置物海绵6上进行培养，13-15天外植体基部会萌发出不定芽，45天即可获得小植株，培养过程采用喷淋处理将培养液喷淋到外植体上。
实施例3
外植体为山药，将山药清洗干净后切成1～2cm厚的圆片，再将圆片平均分成4块作为外植体整齐摆放在第一雾培箱1和第二雾培箱2中的置物海绵6上进行培养，13-15天外植体基部会萌发出不定芽，45天即可获得山药小植株；
培养过程采用喷淋处理，包括4个阶段：
第一阶段：时间为第1天～第6天，每天的0点、4点、7点、11点、15点和20点共6个时间点，在每个时间点分别进行一次喷淋处理，采用的培养液为MS+0.15mg/L GA3+1.6mg/L6-BA+1200mg/L多菌灵；
第二阶段：时间为第7天～第20天，每天的0点、5点、9点、13点和18点共5个时间点，在每个时间点分别进行两次喷淋处理，采用的培养液为MS+0.04mg/L TDZ+2mg/L 6-BA+160mg/L多效唑；
第三阶段：时间为第21天～第35天，每天的3点、7点、13点和20点共4个时间点，在每个时间点分别进行两次喷淋处理，采用的培养液为MS+0.25mg/L NAA+1mg/L 6-BA+300mg/L多菌灵；
第四阶段：时间为第36天～第45天，每天的0点、4点、7点、10点、15点和19点共6个时间点，在每个时间点分别进行一次喷淋处理，采用的培养液为MS+0.6mg/L TDZ+1.5mg/L6-BA+60mg/L多效唑；
每次喷淋处理的时间为2min，在每次喷淋结束后等待1min，对第一雾培箱1和第二雾培箱2底部的残液进行过滤处理后回收，回收时间2min。
以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种喷雾式植物离体培养系统，其特征在于：包括第一雾培箱(1)、第二雾培箱(2)、水箱(3)、回收水箱(4)和控制系统：
所述第一雾培箱(1)包括长方形的第一底板(101)和顶部水平支架(102)，所述顶部水平支架(102)的左端通过两个第一侧支架分别与所述第一底板(101)的左侧两端相连，所述顶部水平支架(102)的右端通过两个第一侧支架分别与所述第一底板(101)的右侧两端相连；所述第一雾培箱(1)的内部包括第一培养架(103)；所述第一底板(101)为倾斜设置，与水平面的夹角为10～15°，在所述第一底板(101)的较低一侧设置有第一集水槽(104)；在所述第一培养架(103)的上部水平设置有第一导水管(105)，在所述第一导水管(105)的上部从左至右依次等距设置有多个第一雾化喷头(106)，在所述第一导水管(105)的下部从左至右依次等距设置有多个第二雾化喷头(107)，多个所述第一雾化喷头(106)和多个所述第二雾化喷头(107)均与所述第一导水管(105)相连通；
所述第二雾培箱(2)包括均为长方形的第二底板(201)和顶板(202)，所述顶板(202)的长与所述第二底板(201)的长一致，宽小于所述第二底板(201)的宽，所述顶板(202)的4个端点分别通过第二侧支架与所述第二底板(201)的4个端点相连，所述第二雾培箱(2)的内部包括第二培养架(203)；所述第二底板(201)为倾斜设置，与水平面的夹角为10～15°，在所述第二底板(201)的较低一侧设置有第二集水槽(204)；在所述顶板(202)下部前后水平设置有第二导水管(205)和第三导水管(206)；
所述第一培养架(103)和所述第二培养架(203)均由上下平行设置的多个置物网(5)构成，多个所述置物网(5)之间为可拆卸地连接，在每个所述置物网(5)上间隔设置有多个置物海绵(6)；
在所述第二培养架中(203)，在最顶端的所述置物网(5)的下部前后水平设置有第四导水管(207)和第五导水管(208)，在所述第二导水管(205)、所述第三导水管(206)、所述第四导水管(207)、所述第五导水管(208)上从左至右依次等距设置有多个第三雾化喷头(209)；
所述水箱(3)通过第一管路(7)与所述第一导水管(105)相连，通过第二管路(8)分别与所述第二导水管(205)、所述第三导水管(206)、所述第四导水管(207)和所述第五导水管(208)相连；
所述回收水箱(4)的入口通过第三管路(9)与所述第一集水槽(104)的底部相连，通过第四管路(10)与所述第二集水槽(204)的底部相连，所述回收水箱(4)的出口通过第五管路(11)与所述水箱(3)相连；
控制系统，在所述第一管路(7)、所述第二管路(8)、所述第三管路(9)、所述第四管路(10)、所述第五管路(11)上均设置有阀门，在所述回收水箱(4)的入口处、出口处以及所述水箱(3)的出口处均设置有水泵和驱动装置，所述控制系统与所述驱动装置相连。
2.根据权利要求1所述的喷雾式植物离体培养系统，其特征在于：多个所述第一雾化喷头(106)和多个所述第二雾化喷头(107)为从左至右交错设置；在所述第一培养架(103)和所述第二培养架(203)中，相邻的上下两个所述置物网(5)上的置物海绵(6)为交错设置；
在所述第一雾培箱(1)和所述第二雾培箱(2)的底部设置有多个支撑脚，在所述支撑脚的底部固定有万向轮。
3.根据权利要求1所述的喷雾式植物离体培养系统，其特征在于：所述第一雾培箱(1)和所述第二雾培箱(2)的四周均设置有透明塑料制成的板材，其中，前部的所述板材与所述第一雾培箱(1)或第二雾培箱(2)之间为活动连接；所述第二雾培箱(2)的顶板(202)为透明塑料制成的板材；
在所述第一雾培箱(1)和所述第二雾培箱(2)后侧的板材外侧固定有蓝紫色光源，所述蓝紫色光源为发出蓝色光的LED灯带，呈网状布置。
4.根据权利要求1所述的喷雾式植物离体培养系统，其特征在于：
所述第一雾化喷头(106)为6个，所述第二雾化喷头(107)为7个，在所述第二导水管(205)、所述第三导水管(206)、所述第四导水管(207)、所述第五导水管(208)上各设置有7个所述第三雾化喷头(209)；在所述第三管路(9)和所述第四管路(10)上还设置有过滤装置。
5.根据权利要求1所述的喷雾式植物离体培养系统，其特征在于：
在所述第一雾培箱(1)中，所述第一培养架(103)长度为280cm，宽度为40cm，所述第一培养架(103)包括3个所述置物网(5)，相邻两个所述置物网(5)之间的距离为30cm，所述置物海绵(6)的长度为40cm，宽度与所述置物网(5)的宽度一致，处于同一高度的相邻两个所述置物海绵(6)之间的距离为40cm；所述第一底板(101)长为300cm，宽为110cm，所述第一雾培箱(1)高度为140cm，最下部的所述置物网(5)与所述第一底板(101)之间的距离为5cm；
在所述第二雾培箱(2)中，所述第二培养架(203)长度为180cm，包括4个所述置物网(5)，从上到下宽度分别为72cm、72cm、100cm、110cm，相邻两个所述置物网(5)之间的距离为30cm，所述置物海绵(6)的长度为40cm，宽度与所述置物网(5)的宽度一致，处于同一高度的相邻两个所述置物海绵(6)之间的距离为40cm；所述第二底板(201)长为200cm，宽为150cm，所述顶板(202)长为200cm，宽为50cm，所述第二雾培箱(2)高度为140cm，最下部的所述置物网(5)与所述第二底板(201)之间的距离为5cm。
6.一种采用权利要求1～5中任意一项所述的喷雾式植物离体培养系统进行的培养方法，其特征在于：包括如下步骤：
将外植体清洗干净后放入所述的喷雾式植物离体培养系统中的第一雾培箱(1)和第二雾培箱(2)中的置物海绵(6)上进行培养，13-15天所述外植体基部会萌发出不定芽，45天即可获得小植株，所述培养过程采用喷淋处理将培养液喷淋到所述外植体上。
7.根据权利要求6所述的培养方法，其特征在于：所述外植体为山药，将山药清洗干净后切成1～2cm厚的圆片，再将所述圆片平均分成4块作为所述外植体整齐摆放在所述第一雾培箱(1)和所述第二雾培箱(2)中的置物海绵(6)上进行培养，13-15天所述外植体基部会萌发出不定芽，45天即可获得山药小植株；
所述培养过程采用喷淋处理，包括4个阶段：
第一阶段：时间为第1天～第6天，每天的0点、4点、7点、11点、15点和20点共6个时间点，在每个时间点分别进行一次喷淋处理，采用的培养液为MS+0.15mg/L GA3+1.6mg/L 6-BA+1200mg/L多菌灵；
第二阶段：时间为第7天～第20天，每天的0点、5点、9点、13点和18点共5个时间点，在每个时间点分别进行两次喷淋处理，采用的培养液为MS+0.04mg/L TDZ+2mg/L6-BA+160mg/L多效唑；
第三阶段：时间为第21天～第35天，每天的3点、7点、13点和20点共4个时间点，在每个时间点分别进行两次喷淋处理，采用的培养液为MS+0.25mg/L NAA+1mg/L6-BA+300mg/L多菌灵；
第四阶段：时间为第36天～第45天，每天的0点、4点、7点、10点、15点和19点共6个时间点，在每个时间点分别进行一次喷淋处理，采用的培养液为MS+0.6mg/L TDZ+1.5mg/L 6-BA+60mg/L多效唑；
每次喷淋处理的时间为2min，在每次喷淋结束后等待1min，对所述第一雾培箱(1)和所述第二雾培箱(2)底部的残液进行过滤处理后回收，回收时间2min。
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