用于手動(dòng)噴灑花粉粒的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的各種實(shí)施例整體涉及用于手動(dòng)噴灑花粉的方法和裝置。更確切地說(shuō)，本發(fā)明的實(shí)施例提供了配置為有利于手動(dòng)噴灑來(lái)自一個(gè)或多個(gè)雄穗的花粉粒的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由于各種原因，植物物種可有意培育。例如，在一些應(yīng)用中，植物物種被有意培育形成雜交植物物種。在一些應(yīng)用中，雜交植物被培育成顯示各種所需的性狀。此類性狀可包括，例如，耐高溫和干旱、抵抗疾病和蟲害、高產(chǎn)特性以及高農(nóng)藝品質(zhì)。通常而言，植物能夠自花授粉、異花授粉或二者皆可。自花授粉是指將一朵花的花粉轉(zhuǎn)移到同一朵花或同一植株的另一朵花上的授粉方式。異花授粉是指使用來(lái)自不同譜系或品系的不同植株的花所釋放的花粉的授粉過(guò)程。
[0003]已自花授粉并且經(jīng)許多代選擇的植株上幾乎全部的基因座均變?yōu)榧兒喜⑶耶a(chǎn)生由純育子代構(gòu)成的均質(zhì)群體。兩種不同純合品系之間的雜交則會(huì)產(chǎn)生雜交植株的均質(zhì)群體，而這些雜交植株上的許多基因座可為雜合。每棵多處基因座為雜合的兩棵植株的雜交將產(chǎn)生異質(zhì)植株構(gòu)成的群體，此類異質(zhì)植株在遺傳學(xué)上不同因而是非均質(zhì)的。
[0004]玉蜀黍{Zea mays L.)在美國(guó)通常被稱為玉米，可通過(guò)自花授粉和異花授粉兩種技術(shù)培育。玉蜀黍的同一植株上有單獨(dú)的雄花和雌花。雄花位于雄穗上，雌花則位于雌穗。當(dāng)風(fēng)將花粉粒從雄穗吹至從雌穗頂部伸出的絲狀柱頭時(shí)，玉蜀黍即可進(jìn)行自然授粉。
[0005]玉蜀黍種子生產(chǎn)計(jì)劃中雜交玉蜀黍品種的開發(fā)可涉及三個(gè)步驟:(I)從多個(gè)種質(zhì)庫(kù)選擇植株，用于最初的育種雜交；(2)育種雜交若干代后，選擇植株進(jìn)行自花授粉，產(chǎn)生一系列近交系，此類近交系各為純育并且高度均質(zhì)；以及(3)選擇一種近交系并與不相關(guān)的近交系雜交，產(chǎn)生雜交子代。在近交次數(shù)足夠后，后續(xù)子代將僅用于增加所開發(fā)的近交種子。優(yōu)選地，近交系應(yīng)該在其約95%或更多的基因座處包含純合的等位基因。
[0006]在玉蜀黍近交過(guò)程中，品系的活力可下降。當(dāng)將兩種不同的近交系雜交并產(chǎn)生雜交子代時(shí)，活力可恢復(fù)。近交系的純合性和同質(zhì)性的一個(gè)重要結(jié)果是，只要近交親本的同質(zhì)性得以保持，便可無(wú)限地繁殖出所規(guī)定的一對(duì)近交株之間的雜交體。一旦確定可產(chǎn)生優(yōu)良雜種的近交株，則可用這些近交親本連續(xù)供應(yīng)雜交種子，并利用供應(yīng)的該雜交種子產(chǎn)生雜交玉米植株。
[0007]因此，玉蜀黍種子的開發(fā)和產(chǎn)生可需要在一個(gè)或多個(gè)步驟處采取可控的授粉方法，如上文所述。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]在一個(gè)實(shí)施例中，提供了用于手動(dòng)噴灑玉蜀黍花粉的裝置。該裝置包括具有內(nèi)腔和出口的可重復(fù)使用空氣排放器，該空氣排放器被配制為能夠在致動(dòng)時(shí)將內(nèi)腔中的空氣通過(guò)出口排出。該裝置還包括具有第一開口端和第二開口端的一次性可生物降解的施加裝置，其中第一開口端與空氣排放器的出口相通。該施加裝置可進(jìn)一步被配制為接收至少一個(gè)其上含有玉蜀黍花粉的玉蜀黍雄穗，并且在致動(dòng)空氣排放器時(shí)，引導(dǎo)玉蜀黍花粉通過(guò)施加裝置的第二端部。
[0009]在另一個(gè)實(shí)施例中，施加裝置可包括由紙質(zhì)材料制成的椎體，并且施加裝置的第一開口端可構(gòu)成椎體的較大開口端，而施加裝置的第二開口端可構(gòu)成椎體的較小開口端。在另一個(gè)實(shí)施例中，空氣排放器可包括手動(dòng)操作的球囊栗，該球囊栗還包括入口，并且其中當(dāng)致動(dòng)時(shí)，球囊栗可進(jìn)一步被配置為將空氣通過(guò)入口引入到內(nèi)腔中。在一個(gè)實(shí)施例中，球囊栗還包括兩個(gè)單向閥，其中一個(gè)與入口相通，而另一個(gè)與出口相通，因此當(dāng)致動(dòng)時(shí)，內(nèi)腔中的空氣僅能通過(guò)出口排出，并且僅能通過(guò)入口被引入到內(nèi)腔中，從而形成單向氣流。在另一個(gè)實(shí)施例中，空氣排放器可包括被配制為能夠指示空氣排放器與施加裝置之間的正確取向的標(biāo)記。
【附圖說(shuō)明】
[0010]上文已大體上描述了本發(fā)明，現(xiàn)在請(qǐng)參看附圖(未必按比例繪制)，并且其中:
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，用于手動(dòng)噴灑來(lái)自于一個(gè)或多個(gè)雄穗的花粉粒的裝置的實(shí)施例；
圖2示出了圖1的實(shí)施例中部分部件的視圖；并且
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，兩棵玉蜀黍植株間的可控授粉方法。
【具體實(shí)施方式】
[0011]使用現(xiàn)有方法手動(dòng)收集并噴灑花粉可能非常耗費(fèi)勞力。例如，使用現(xiàn)有方法，工人可通過(guò)將花粉從玉米穗的雄穗抖落到雄穗袋中來(lái)手動(dòng)收集花粉。隨后，工人可將花粉手動(dòng)灑到受粉玉米植株的花粉囊上，花粉囊上已套有生長(zhǎng)袋以防止所收集花粉粒以外的花粉授粉。使用現(xiàn)有方法進(jìn)行花粉收集和可控授粉可涉及可能需要一天或多天實(shí)施的多個(gè)手動(dòng)步驟。此外，使用雄穗袋施加花粉可能無(wú)法有效地利用所收集的花粉，因?yàn)樾鬯氪赡軣o(wú)法用簡(jiǎn)單可控的方式定向施加花粉。因此，工人可能往往會(huì)施加比所需更多的花粉。因此，本發(fā)明的實(shí)施例提供了用于手動(dòng)噴灑花粉的改進(jìn)裝置和方法。
[0012]下文將結(jié)合附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，附圖中只示出了本發(fā)明的部分實(shí)施例，而非全部實(shí)施例。實(shí)際上，本發(fā)明可通過(guò)許多不同的形式實(shí)施，而不應(yīng)視為僅限于本文示出的實(shí)施例；相反，提供這些實(shí)施例的目的是使本公開滿足適用的法律要求。全文中相同的編號(hào)是指相同的元件。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，植株的可控授粉例如異花授粉過(guò)程，涉及使用本文所述的裝置和方法收集和噴灑花粉。
[0014]就這一點(diǎn)而言，圖1和圖2示出了被配制為用于手動(dòng)噴灑花粉粒的裝置10的實(shí)施例。裝置10可包括空氣排放器12和施加裝置14。在示出的實(shí)施例中，空氣排放器12包括內(nèi)腔16和出口 18，并且出口 18與內(nèi)腔16相通。同樣在示出的實(shí)施例中，施加裝置14包括第一開口端20和第二開口端22，并且第二開口端22與第一開口端20相通。施加裝置14被進(jìn)一步配置為接收至少一個(gè)玉蜀黍雄穗上所含的玉蜀黍花粉。
[0015]當(dāng)裝置10處于組裝狀態(tài)(圖1)下時(shí)，出口 18緊鄰施加裝置14 (如需授粉，施加裝置14包含至少一個(gè)玉蜀黍雄穗上所含的玉蜀黍花粉)的第一開口端20，因此空氣排放器12的出口 18被配置為與施加裝置14的第一開口端20相通?？諝馀欧牌?2啟動(dòng)時(shí)，被推動(dòng)的空氣通過(guò)空氣排放器12的出口 18并且經(jīng)過(guò)玉蜀黍雄穗。空氣經(jīng)過(guò)雄穗時(shí)，花粉被空氣流帶走并且被引導(dǎo)通過(guò)施加裝置的第二開口端22。因?yàn)槭┘友b置14為漏斗形(在示出的實(shí)施例中，第一開口端20的尺寸(例如，直徑)比第二開口端22更大)，所以對(duì)花粉的沖擊可非常集中，因此可讓使用者準(zhǔn)確地將花粉引導(dǎo)到目標(biāo)(例如目標(biāo)玉蜀黍植株的絲狀柱頭)上。
[0016]雖然在其他實(shí)施例中，空氣排放器可為多種設(shè)備中的一種(例如，在一些實(shí)施例中，空氣排放器可為能夠排出氣體的單孔設(shè)備，例如CO2貯氣瓶)，但在示出的實(shí)施例中，空氣排放器12為除出口 18之外，還具有入口 24的手動(dòng)操作球囊栗。在通過(guò)例如擠壓球囊致動(dòng)時(shí)，手動(dòng)操作球囊栗可被配制為通過(guò)出口 18排出空氣。當(dāng)球囊被釋放時(shí)，手動(dòng)操作球囊栗可被配制為通過(guò)入口 24將空氣吸入到其內(nèi)腔16中。為了輔助該操作，示出的實(shí)施例中手動(dòng)操作球囊栗包括與入口 24相通的第一單向閥26，和與出口 18相通的第二單向閥28。通過(guò)這樣的方式，當(dāng)手動(dòng)操作球囊栗被致動(dòng)時(shí)，空氣僅可通過(guò)出口 18從內(nèi)腔16排出，并且僅可通過(guò)入口 24被引入到內(nèi)腔16中，從而形成單向氣流。應(yīng)當(dāng)注意的是，在其他實(shí)施例中，可用半自動(dòng)設(shè)備代替球囊以產(chǎn)生空氣流。例如，小型電池供電的空氣壓縮機(jī)可通過(guò)例如按壓按鈕或拉動(dòng)觸發(fā)器來(lái)激活。
[0017]當(dāng)使用空氣排放器12對(duì)多個(gè)目標(biāo)玉蜀黍植株進(jìn)行授粉時(shí)，這種單向氣流有利于在可控授粉工作中控制花粉源。為了在可控授粉工作中進(jìn)一步輔助控制花粉源，可添加標(biāo)記30以指示空氣排放器12相對(duì)于施加裝置14的正確裝配取向。在示出的實(shí)施例中，標(biāo)記30包括指示空氣流過(guò)空氣排放器12的方向的箭頭。同樣，在各種實(shí)施例中，可使用多個(gè)施加裝置14，每個(gè)施加裝置14可與共同的空氣排放器12 —起被配制為接收至少一個(gè)玉蜀黍雄穗上所含的玉蜀黍花粉。在各種實(shí)施例中，施加裝置14可被配制為一次性可生物降解的施加裝置。雖然在各種實(shí)施例中，一次性可生物降解的施加裝置可由多種材料中的一種或多種構(gòu)成，但在某個(gè)實(shí)施例中，一次性可生物降解的施加裝置可由紙質(zhì)材料構(gòu)成。通過(guò)這樣的方式，在使用之后，一次性可生物降解的施加裝置可被丟棄在例如種有玉蜀黍植株的田地上。由于空氣僅以一個(gè)方向并且按照空氣排放器12與施加裝置14之間的正確取向通過(guò)施加裝置14，所以本發(fā)明可能增加以下所述的確定性:使用來(lái)自一個(gè)來(lái)源(例如某棵玉蜀黍植株的雄穗)的花粉的可控授粉事件不會(huì)對(duì)使用來(lái)自另一個(gè)來(lái)源(例如另一棵玉蜀黍