CN106119076A - 一种农作物花培孢子悬浮液制备装置与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种农作物花培孢子悬浮液制备装置与方法，经过消毒灭菌，采用离心的方法提取离体花药，制备得到农作物花培孢子悬浮液。本发明能够快捷分离提取出农作物花药，并且保证分离后农作物花药维持活力且无污染适宜离体培养，不需要人工剪颖，对操作人员的专业性要求降低，提高工作效率，降低人力资源成本，适于大规模获取农作物花药进行单倍体育种，在农作物育种领域具有应用前景。

Description

一种农作物花培孢子悬浮液制备装置与方法
技术领域
本发明涉及农作物育种领域，尤其涉及一种农作物花药培养所需花培孢子悬浮液的制备装置与方法。
背景技术
花药培养是利用植物组织培养技术，把发育到一定阶段的花药，通过无菌操作技术，接种在人工培养基上以改变花药内花粉粒的发育程序，诱导其分化，并连续进行有丝分裂，形成细胞团，进而形成一团无分化的薄壁组织-愈伤组织，或分化成胚状体，随后使愈伤组织分化成完整的植株的过程。
现有技术中花培工作效率很低，其中最重要的原因是花药分离操作方法的效率低。剪颖抖药法是目前农作物花药分离最普遍的操作方法，然而，剪颖和抖药过程既需要专业组培操作，又需要消耗大量的劳动。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明第一方面的目的是提供一种农作物花培孢子悬浮液制备装置。
本发明所述农作物指大麦、小麦、水稻或玉米，尤指小麦。
所述一种农作物花培孢子悬浮液制备装置包括取穗器、传送履带、第一冲洗腔、第一消毒腔、第一浸泡腔、覆膜腔、快速冷却腔、第二浸泡腔、剪颖腔、第二消毒腔、第二冲洗腔、分段切割腔、提取处理腔、过滤腔、花培孢子悬浮液存放腔。
所述取穗器外侧设置有若干螺栓孔、取穗支架、切割器，所述取穗器连接传送履带。所述传送履带依次经过各个腔室，用于将农作物小穗从取穗器经过各个腔室最终传送至分段切割腔。所述第一冲洗腔设置有两个储水室，分别用来储存纯净水与无菌水，储水室下方设置有微型电动阀与微型喷淋装置。与之相连的是第一消毒腔，所述第一消毒腔设置有消毒液储存室、微型电动阀、微型喷淋装置，所述消毒液储存室储存70％乙醇，所述微型电动阀、微型喷淋装置均设置在所述消毒液储存室下方。依次连接的是第一浸泡腔，所述第一浸泡室为恒温箱，装有39～46℃的温水。所述覆膜腔连接所述第一浸泡室，所述覆膜腔内包括自动覆膜器。快速冷却腔在覆膜腔后面，所述快速冷却腔内含有制冷剂。优选地，所述快速冷却腔内的制冷剂为氟利昂，既达到快速冷却的目的，又不会对花药造成永久性伤害。继续连接第二浸泡腔，所述第二浸泡室为恒温箱，装有0℃冰水。所述剪颖腔包括颖壳固定装置、切削装置、宽度调节装置，所述剪颖腔可根据不同作物颖壳大小而调整剪颖尺寸。所述第二消毒腔设置有消毒液储存室、微型电动阀、微型喷淋装置，所述消毒液储存室内存储有0.05％的升汞水溶液。所述第二冲洗腔设置有两个储水室，分别用来储存纯净水与无菌水，储水室下方设置有微型电动阀与微型喷淋装置。所述分段切割腔具有自动分切刀具，可调节分切规格，传送履带自此终止。所述分段切割腔连接提取处理腔，所述提取处理腔设置有提取液存储室与离心搅拌器，所述提取液存储室内存有的提取液为30％麦芽糖溶液50ml。所述过滤腔由400～500目筛网组成。所述过滤腔连接提取处理腔与花培孢子悬浮液存放腔，所述花培孢子悬浮液存放腔，用来储存得到的花培孢子悬浮液备用。
本发明第二方面的目的是提供一种农作物花培孢子悬浮液的制备方法，具体方法如下：
选取农作物中部小花小孢子发育处于单核早期、中期的农作物小穗，通过取穗器外侧设置的若干螺栓孔进行取穗，用切割器取下的农作物小穗，并落入传送履带上，传送履带将农作物小穗从取穗器传送至第一冲洗腔，所述第一冲洗腔通过微型电动阀与微型喷淋装置，自动用纯净水冲洗农作物小穗1次，再用无菌水冲洗3次。传送履带将农作物小穗继续传送至第一消毒腔，用70％乙醇进行表面喷淋消毒，再进入第一浸泡腔，在39～46℃的温水中浸泡2～3分钟，农作物小穗进入覆膜腔后，塑料薄膜自动将其包覆，保持农作物小穗的湿润，进入快速冷却腔，农作物小穗进入后瞬时降温至零下10℃，保持1分钟后，进入第二浸泡腔，农作物小穗在0℃冰水浴中低温预处理2～3分钟。农作物小穗进入剪颖腔，通过颖壳固定装置、切削装置、宽度调节装置，被自动剪去l/3颖壳及未开颖的小花；进入第二消毒腔，用0.05％的升汞水溶液消毒2～3min；进入第二冲洗腔，用纯净水自动冲洗农作物小穗1次，再用无菌水自动冲洗3次；进入分段切割腔，所述分段切割腔的自动分切刀具，将农作物小穗切割为2～5mm的小段。所述切割成小段的农作物小穗进入提取处理腔，浸入30％麦芽糖溶液的提取液中，并在离心搅拌器下进行离心搅拌，离心搅拌速率为300～500rpm，离心搅拌时间2～5min，搅拌完毕后得到花培孢子初提液。所述花培孢子初提液经过过滤腔进入花培孢子悬浮液存放腔，即得花培孢子悬浮液。
本发明涉及的一种农作物花培孢子悬浮液制备装置与方法，能够快捷分离提取出农作物花药，并且保证分离后农作物花药维持活力且无污染适宜离体培养。
经对比实验表明，分割麦穗切片采用离心的方法提取离体花药，进一步花药培养，获得了健壮的花培幼苗，与现有技术的剪颖抖药法分离的花药并无显著性差异。本发明不需要人工剪颖，对操作人员的专业性要求降低，提高工作效率，降低人力资源成本，适于大规模获取农作物花药进行单倍体育种，本发明涉及的花培孢子悬浮液制备装置不仅能够将农作物颖壳按照合适的距离进行破碎以便于离心分离，而且制备过程中维持无菌环境，提高花药离体培养孢子的诱导成功率，在农作物育种领域具有应用前景。
具体实施方式
下面通过具体实施例，进一步对本发明的技术方案进行具体说明。应该理解，下面的实施例只是作为具体说明，而不限制本发明的范围，同时本领域的技术人员根据本发明所做的显而易见的改变和修饰也包含在本发明范围之内。
实施例1
一种水稻花培孢子悬浮液制备装置，包括取穗器、传送履带、第一冲洗腔、第一消毒腔、第一浸泡腔、覆膜腔、快速冷却腔、第二浸泡腔、剪颖腔、第二消毒腔、第二冲洗腔、分段切割腔、提取处理腔、过滤腔、花培孢子悬浮液存放腔。
所述取穗器外侧设置有若干螺栓孔、取穗支架、切割器，所述取穗器连接传送履带。所述传送履带依次经过各个腔室，用于将水稻小穗从取穗器经过各个腔室最终传送至分段切割腔。所述第一冲洗腔设置有两个储水室，分别用来储存纯净水与无菌水，储水室下方设置有微型电动阀与微型喷淋装置。与之相连的是第一消毒腔，所述第一消毒腔设置有消毒液储存室、微型电动阀、微型喷淋装置，所述消毒液储存室储存70％乙醇，所述微型电动阀、微型喷淋装置均设置在所述消毒液储存室下方。依次连接的是第一浸泡腔，所述第一浸泡室为恒温箱，装有39～46℃的温水。所述覆膜腔连接所述第一浸泡室，所述覆膜腔内包括自动覆膜器。快速冷却腔在覆膜腔后面，所述快速冷却腔内含有制冷剂。所述快速冷却腔内的制冷剂为氟利昂，既达到快速冷却的目的，又不会对花药造成永久性伤害。继续连接第二浸泡腔，所述第二浸泡室为恒温箱，装有0℃冰水。所述剪颖腔包括颖壳固定装置、切削装置、宽度调节装置，所述剪颖腔可根据不同作物颖壳大小而调整剪颖尺寸。所述第二消毒腔设置有消毒液储存室、微型电动阀、微型喷淋装置，所述消毒液储存室内存储有0.05％的升汞水溶液。所述第二冲洗腔设置有两个储水室，分别用来储存纯净水与无菌水，储水室下方设置有微型电动阀与微型喷淋装置。所述分段切割腔具有自动分切刀具，可调节分切规格，传送履带自此终止。所述分段切割腔连接提取处理腔，所述提取处理腔设置有提取液存储室与离心搅拌器，所述提取液存储室内存有的提取液为30％麦芽糖溶液50ml。所述过滤腔由400～500目筛网组成。所述过滤腔连接提取处理腔与花培孢子悬浮液存放腔，所述花培孢子悬浮液存放腔，用来储存得到的花培孢子悬浮液备用。
实施例2
一种大麦花培孢子悬浮液的制备方法，具体方法如下：
选取大麦中部小花小孢子发育处于单核早期、中期的大麦小穗，通过取穗器外侧设置的若干螺栓孔进行取穗，用切割器取下的大麦小穗，并落入传送履带上，传送履带将大麦小穗从取穗器传送至第一冲洗腔，所述第一冲洗腔通过微型电动阀与微型喷淋装置，自动用纯净水冲洗大麦小穗1次，再用无菌水冲洗3次。传送履带将大麦小穗继续传送至第一消毒腔，用70％乙醇进行表面喷淋消毒，再进入第一浸泡腔，在39～46℃的温水中浸泡2～3分钟，大麦小穗进入覆膜腔后，塑料薄膜自动将其包覆，保持大麦小穗的湿润，进入快速冷却腔，大麦小穗进入后瞬时降温至零下10℃，保持1分钟后，进入第二浸泡腔，大麦小穗在0℃冰水浴中低温预处理2～3分钟。大麦小穗进入剪颖腔，通过颖壳固定装置、切削装置、宽度调节装置，被自动剪去l/3颖壳及未开颖的小花；进入第二消毒腔，用0.05％的升汞水溶液消毒2～3min；进入第二冲洗腔，用纯净水自动冲洗大麦小穗1次，再用无菌水自动冲洗3次；进入分段切割腔，所述分段切割腔的自动分切刀具，将大麦小穗切割为2～5mm的小段。所述切割成小段的大麦小穗进入提取处理腔，浸入30％麦芽糖溶液的提取液中，并在离心搅拌器下进行离心搅拌，离心搅拌速率为300～500rpm，离心搅拌时间2～5min，搅拌完毕后得到花培孢子初提液。所述花培孢子初提液经过过滤腔进入花培孢子悬浮液存放腔，即得花培孢子悬浮液。

Claims (5)

1.一种农作物花培孢子悬浮液制备装置，其特征在于：包括取穗器、传送履带、第一冲洗腔、第一消毒腔、第一浸泡腔、覆膜腔、快速冷却腔、第二浸泡腔、剪颖腔、第二消毒腔、第二冲洗腔、分段切割腔、提取处理腔、过滤腔、花培孢子悬浮液存放腔；
所述取穗器外侧设置有若干螺栓孔、取穗支架、切割器，所述取穗器连接传送履带；所述传送履带依次经过各个腔室，用于将农作物小穗从取穗器经过各个腔室最终传送至分段切割腔；所述第一冲洗腔设置有两个储水室，分别用来储存纯净水与无菌水，储水室下方设置有微型电动阀与微型喷淋装置；与之相连的是第一消毒腔，所述第一消毒腔设置有消毒液储存室、微型电动阀、微型喷淋装置，所述消毒液储存室储存70％乙醇，所述微型电动阀、微型喷淋装置均设置在所述消毒液储存室下方；依次连接的是第一浸泡腔，所述第一浸泡室为恒温箱，装有39～46℃的温水；所述覆膜腔连接所述第一浸泡室，所述覆膜腔内包括自动覆膜器；快速冷却腔在覆膜腔后面，所述快速冷却腔内含有制冷剂；继续连接第二浸泡腔，所述第二浸泡室为恒温箱，装有0℃冰水；所述剪颖腔包括颖壳固定装置、切削装置、宽度调节装置；所述第二消毒腔设置有消毒液储存室、微型电动阀、微型喷淋装置，所述消毒液储存室内存储有0.05％的升汞水溶液；所述第二冲洗腔设置有两个储水室，分别用来储存纯净水与无菌水，储水室下方设置有微型电动阀与微型喷淋装置；传送履带自所述分段切割腔终止；所述分段切割腔连接提取处理腔，所述提取处理腔设置有提取液存储室与离心搅拌器，所述提取液存储室内存有的提取液为30％麦芽糖溶液50ml；所述过滤腔由400～500目筛网组成；所述过滤腔连接提取处理腔与花培孢子悬浮液存放腔，所述花培孢子悬浮液存放腔，用来储存得到的花培孢子悬浮液备用。
2.根据权利要求1所述的一种农作物花培孢子悬浮液制备装置，其特征在于：所述快速冷却腔内的制冷剂为氟利昂。
3.根据权利要求1所述的一种农作物花培孢子悬浮液制备装置，其特征在于：所述剪颖腔可根据不同作物颖壳大小而调整剪颖尺寸。
4.根据权利要求1所述的一种农作物花培孢子悬浮液制备装置，其特征在于：所述分段切割腔具有自动分切刀具，可调节分切规格。
5.一种农作物花培孢子悬浮液的制备方法，其特征在于：所述一种农作物花培孢子悬浮液的制备方法基于权利要求1～4任一项所述的一种农作物花培孢子悬浮液制备装置；具体方法如下：
选取农作物中部小花小孢子发育处于单核早期、中期的农作物小穗，通过取穗器外侧设置的若干螺栓孔进行取穗，用切割器取下的农作物小穗，并落入传送履带上，传送履带将农作物小穗从取穗器传送至第一冲洗腔，所述第一冲洗腔通过微型电动阀与微型喷淋装置，自动用纯净水冲洗农作物小穗1次，再用无菌水冲洗3次；传送履带将农作物小穗继续传送至第一消毒腔，用70％乙醇进行表面喷淋消毒，再进入第一浸泡腔，在39～46℃的温水中浸泡2～3分钟，农作物小穗进入覆膜腔后，塑料薄膜自动将其包覆，保持农作物小穗的湿润，进入快速冷却腔，农作物小穗进入后瞬时降温至零下10℃，保持1分钟后，进入第二浸泡腔，农作物小穗在0℃冰水浴中低温预处理2～3分钟；农作物小穗进入剪颖腔，通过颖壳固定装置、切削装置、宽度调节装置，被自动剪去l/3颖壳及未开颖的小花；进入第二消毒腔，用0.05％的升汞水溶液消毒2～3min；进入第二冲洗腔，用纯净水自动冲洗农作物小穗1次，再用无菌水自动冲洗3次；进入分段切割腔，所述分段切割腔的自动分切刀具，将农作物小穗切割为2～5mm的小段；所述切割成小段的农作物小穗进入提取处理腔，浸入30％麦芽糖溶液的提取液中，并在离心搅拌器下进行离心搅拌，离心搅拌速率为300～500rpm，离心搅拌时间2～5min，搅拌完毕后得到花培孢子初提液；所述花培孢子初提液经过过滤腔进入花培孢子悬浮液存放腔，即得花培孢子悬浮液。
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