一种黑果枸杞人工种子制备装置及其再生因素研究方法

1.本发明涉及生物科学研究技术领域，具体涉及一种黑果枸杞人工种子制备装置及其再生因素研究方法。


背景技术：

2.黑果枸杞是茄科枸杞属的多棘刺灌木，野生黑果枸杞营养价值非常丰富，富含花青素，对人体有诸多的益处，具有养护肝脏、明目的功效，还具有非常好的抗氧化作用，能够消除人体内的自由基，达到明显的抗衰老作用，除此之外主要价值在于黑果枸杞可作为水土保持的灌木进行种植。针对现有技术存在以下问题：
3.1、现有的高压蒸汽灭菌锅不具备对实验器械进行充分灭菌的功能，灭菌的过程中实验器械外壁的凹陷处与蒸汽的接触速率较低，从而影响灭菌的充分性，有待改进；
4.2、由于野生黑果枸生长环境比较恶劣，分布较少，并且在自然状态下萌发率非常低，供人类利用的数量有限，所以需进行黑果枸杞人工种子的制备。


技术实现要素：

5.本发明提供一种黑果枸杞人工种子制备装置及其再生因素研究方法，其中一种目的是为了具备对实验器械进行充分灭菌的功能，解决实验器械外壁的凹陷处与蒸汽的接触速率较低的问题；其中另一种目的是为了解决野生黑果枸供人类利用数量有限的问题，以达到对野生黑果枸再生因素进行研究来提升种子萌发率的效果。
6.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
7.第一方面，本发明提供一种黑果枸杞人工种子制备装置，包括高压蒸汽灭菌锅本体和外接循环水冷却装置，所述高压蒸汽灭菌锅本体内腔的底部设置有蒸汽喷嘴，所述高压蒸汽灭菌锅本体的外壁上固定安装有固定套环，所述固定套环的正面设置有控制按钮，所述高压蒸汽灭菌锅本体的正面设置有蒸汽进入管口，所述高压蒸汽灭菌锅本体的顶部拆卸式连接有密封盖，所述密封盖的顶部固定连接有泄压阀管，所述密封盖的顶部设置有蒸汽处理机构，所述高压蒸汽灭菌锅本体的内腔中设置有充分灭菌机构。
8.所述蒸汽处理机构包括密封环，所述密封环固定安装在密封盖的顶部，所述密封环的内壁上拆卸式连接有连接管，所述连接管的顶部固定连接有弯折管，所述弯折管的底部固定连接有冷凝管，所述冷凝管的两侧均固定连接有水管接口，所述外接循环水冷却装置的出水管与左侧的所述水管接口螺纹连接，所述外接循环水冷却装置的进水管与右侧的水管接口螺纹连接，所述冷凝管内壁的两侧均开设有分流槽。
9.所述充分灭菌机构包括外部驱动电机、传动盒体和固定环，所述外部驱动电机固定安装在高压蒸汽灭菌锅本体的左侧，所述传动盒体固定安装在高压蒸汽灭菌锅本体的内壁上，所述外部驱动电机的输出轴延伸至传动盒体的内腔中固定连接有锥齿轮一，所述锥齿轮一的顶部啮合有锥齿轮二，所述锥齿轮二的顶部固定连接有传动齿轮，所述固定环固定焊接在高压蒸汽灭菌锅本体的内壁上，所述固定环的内部转动连接有旋转环，所述旋转
环的内壁上固定连接有内环，所述内环的内壁上固定安装有内齿环。
10.本发明技术方案的进一步改进在于：所述冷凝管内腔的顶部和底部均固定连接有分流板，两个所述分流板相邻的一侧固定连接有交换管，所述交换管的左侧固定连接有弯铜管一，所述弯铜管一的内壁上固定焊接有导向块，所述交换管的右侧固定连接有末端排放管，所述末端排放管的左侧固定连接有集中铜管，所述集中铜管的外壁上固定连接有弯铜管二，所述弯铜管二远离集中铜管的一端与弯铜管一的外壁固定连接。
11.本发明技术方案的进一步改进在于：所述冷凝管的底部固定连接有排水管，所述排水管的内壁上固定安装有导向锥，所述排水管的外壁上固定连接有排气斜管，所述排水管的底部螺纹连接有储水筒。
12.本发明技术方案的进一步改进在于：所述内齿环的内壁与传动齿轮的外壁啮合，所述内环的顶部固定安装有连接座，所述连接座的顶部拆卸式连接有连接块，所述连接块的内侧固定安装有网板一，所述网板一的顶部拆卸式连接有磁力连接脚，所述磁力连接脚的顶部固定安装有网板二，所述网板二的顶部固定焊接有竖直基杆，所述竖直基杆的内侧固定安装有围绕环，所述围绕环的外壁上固定套接有橡胶套。
13.第二方面，本发明还提供一种黑果枸杞人工种子再生因素研究方法，该黑果枸杞人工种子再生因素研究方法包括以下步骤：
14.s1、实验仪器及试剂的准备；
15.s2、体细胞胚诱导；
16.s3、人工胚乳的制备；
17.s4、人工种皮制作。
18.进一步的：所述s1中还包括以下步骤：将实验仪器包括：高压蒸汽灭菌锅本体、超净工作台、天平、培养瓶、培养皿、移液枪、数显恒温水浴锅、胶头滴管、洗耳球、滴定管、烧杯和容量瓶预备完成，再将实验试剂包括：ms培养基、蔗糖、50％浓硫酸、琼脂、不同浓度naa、6ba、2，4-d、70％酒精、1％-2％次氯酸钠、0.1％氯化汞、2％海藻酸钠、3％海藻酸钠、4％海藻酸钠、2％氯化钙和蒸馏水预备完成。
19.进一步的：所述s2中还包括以下步骤：
20.步骤a1、无菌苗的培养：使用野生黑果枸杞种子，首先制作ms培养基，包装实验仪器，若干瓶蒸馏水，进行高压蒸汽灭菌，灭菌条件为：121℃101kpa，灭菌20min，压强为零时取出，以免发生危险，然后将黑果枸杞种子浸于50％浓硫酸中浸泡5min，打破种子休眠，随之运用植物组织培养技术，将其接种到ms培养基上，再将所有培养瓶按相同间隔放置到培养室里的规定培养架上，并每隔两三天去看培养基是否被污染，种子是否发芽，随后通过两周的观察统计与记录，发现所有培养基内的种子都发芽，最后统计到的黑果枸杞萌发率为100％；
21.步骤a2、愈伤组织诱导：用前期培养的黑果枸杞植株在不同激素配方下进行愈伤组织的诱导，再进行脱分化形成体细胞胚，培养基配方为：ms+6-ba+naa+6g/l琼脂+30g/l蔗糖。
22.进一步的：所述s3中还包括以下步骤：制作人工胚乳就是筛选出适合该胚状体萌发和生长发育的培养基配方，最后将筛选出的培养基添加到包埋介质中，不同作物和不同的繁殖体对培养基有着不同的需求，在黑果枸杞人工胚乳的制作预实验中，相较于ms培养
基，1/2ms培养基的效果较好，所以选用1/2ms培养基，在此基础上，选用影响人工种子萌发率最大的1mg/l的naa和2％的海藻酸钠进行实验，还在人工胚乳中加了适量蔗糖，培养基配方：用ms+naa+海藻酸钠进行两因素三水平试验制作人工胚乳。
23.进一步的：所述s4中还包括以下步骤：采用水凝胶法，通过离子变换或温度突变形成的凝胶包裹材料的方法，常用的以海藻酸钠来包埋的离子交换法的操作方法如下：首先在ms培养基中加入不同浓度的海藻酸钠制成胶状，加入一定比例的胚状体，然后将培养基与海藻酸钠充分混匀后用滴管将胚状体连同凝胶吸起，再滴到2％cacl2溶液中停留10-15min，其表面即可完全结合，胚状体与胶状物完全结合，形成一个圆形的具有一定刚性的人工种子，用无菌水漂洗20min，终止反应，然后将制备好的人工种子接种到含有ms固体培养基的培养皿上，密封放进恒温培养箱进行培养，一周后统计结果。
24.由于采用了上述技术方案，本发明相对现有技术来说，取得的技术进步是：
25.1、本发明提供一种黑果枸杞人工种子制备装置及其再生因素研究方法，采用外部驱动电机、传动盒体、锥齿轮一、锥齿轮二、传动齿轮和网板一的结合，控制外部驱动电机工作，可带动传动盒体内部锥齿轮一进行旋转，通过锥齿轮二和传动齿轮的传动带动内齿环旋转，促使内环在旋转环的设计下在固定环的内壁旋转，进而带动网板一顶部的实验器械进行旋转，提升实验器械外壁与蒸汽的接触效果，避免实验器械外壁的凹陷处与蒸汽的接触速率较低的问题，提升本装置灭菌的充分性。
26.2、本发明提供一种黑果枸杞人工种子制备装置及其再生因素研究方法，通过对黑果枸杞再生因素的研究，完成对黑果枸杞人工种子的制备，不仅摆脱了地域的限制，大大提高了黑果枸杞种子的萌发率，而且人工种子的生产不受季节的限制，一年四季都可在室内生产和扩大繁殖，及时为农业生产提供种源，同时还能够增加经济效益。
27.3、本发明提供一种黑果枸杞人工种子制备装置及其再生因素研究方法，采用连接管、弯折管、冷凝管、水管接口、分流槽和交换管的结合，首先将连接管连接在密封环的内壁上，泄压阀管排出的蒸汽会通过弯折管的导向进入冷凝管的内腔中，控制外接循环水冷却装置工作，通过水管接口和分流槽的设计，可带动冷水通过冷凝管的内腔中循环，循环水通过交换管与蒸汽进行冷热交换，进而实现对蒸汽进行冷凝的功能，避免蒸汽导致室内湿气提升的问题，保障室内环境的平稳性，便于其它实验工作的进行，提升本装置的可靠性。
附图说明
28.图1为本发明高压蒸汽灭菌锅本体的结构示意图；
29.图2为本发明高压蒸汽灭菌锅本体的内部结构示意图；
30.图3为本发明的结构a处放大示意图；
31.图4为本发明网板一的部分结构示意图；
32.图5为本发明蒸汽处理机构的结构示意图；
33.图6为本发明交换管的剖视结构示意图；
34.图7为本发明的黑果枸杞再生因素研究流程图。
35.图中：1、高压蒸汽灭菌锅本体；11、蒸汽喷嘴；2、固定套环；3、控制按钮；4、蒸汽进入管口；5、密封盖；6、泄压阀管；
36.7、蒸汽处理机构；71、密封环；72、连接管；73、弯折管；74、冷凝管；75、水管接口；
76、分流槽；77、分流板；78、交换管；781、弯铜管一；782、导向块；783、集中铜管；784、弯铜管二；785、末端排放管；79、排水管；791、排气斜管；792、储水筒；
37.8、充分灭菌机构；81、外部驱动电机；82、传动盒体；83、锥齿轮一；84、锥齿轮二；85、传动齿轮；86、固定环；87、旋转环；88、内环；881、连接座；882、连接块；883、网板一；884、磁力连接脚；885、网板二；886、竖直基杆；887、围绕环；888、橡胶套；89、内齿环。
具体实施方式
38.下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：
39.实施例1
40.第一方面，如图1-7所示，本发明提供了一种黑果枸杞人工种子制备装置，包括高压蒸汽灭菌锅本体1和外接循环水冷却装置，高压蒸汽灭菌锅本体1内腔的底部设置有蒸汽喷嘴11，高压蒸汽灭菌锅本体1的外壁上固定安装有固定套环2，固定套环2的正面设置有控制按钮3，高压蒸汽灭菌锅本体1的正面设置有蒸汽进入管口4，高压蒸汽灭菌锅本体1的顶部拆卸式连接有密封盖5，密封盖5的顶部固定连接有泄压阀管6，密封盖5的顶部设置有蒸汽处理机构7，高压蒸汽灭菌锅本体1的内腔中设置有充分灭菌机构8，蒸汽处理机构7包括密封环71，密封环71固定安装在密封盖5的顶部，密封环71的内壁上拆卸式连接有连接管72，连接管72的顶部固定连接有弯折管73，弯折管73的底部固定连接有冷凝管74，冷凝管74的两侧均固定连接有水管接口75，外接循环水冷却装置的出水管与左侧的水管接口75螺纹连接，外接循环水冷却装置的进水管与右侧的水管接口75螺纹连接，冷凝管74内壁的两侧均开设有分流槽76，充分灭菌机构8包括外部驱动电机81、传动盒体82和固定环86，外部驱动电机81固定安装在高压蒸汽灭菌锅本体1的左侧，传动盒体82固定安装在高压蒸汽灭菌锅本体1的内壁上，外部驱动电机81的输出轴延伸至传动盒体82的内腔中固定连接有锥齿轮一83，锥齿轮一83的顶部啮合有锥齿轮二84，锥齿轮二84的顶部固定连接有传动齿轮85，固定环86固定焊接在高压蒸汽灭菌锅本体1的内壁上，固定环86的内部转动连接有旋转环87，旋转环87的内壁上固定连接有内环88，内环88的内壁上固定安装有内齿环89，控制外部驱动电机81工作，可带动传动盒体82内部锥齿轮一83进行旋转，通过锥齿轮二84和传动齿轮85的传动带动内齿环89旋转，促使内环88在旋转环87的设计下在固定环86的内壁旋转，进而带动网板一883顶部的实验器械进行旋转，提升实验器械外壁与蒸汽的接触效果，避免实验器械外壁的凹陷处与蒸汽的接触速率较低的问题，提升本装置灭菌的充分性。
41.实施例2
42.如图1-7所示，在实施例1的基础上，本发明提供一种技术方案：优选的，冷凝管74内腔的顶部和底部均固定连接有分流板77，两个分流板77相邻的一侧固定连接有交换管78，交换管78的左侧固定连接有弯铜管一781，弯铜管一781的内壁上固定焊接有导向块782，交换管78的右侧固定连接有末端排放管785，末端排放管785的左侧固定连接有集中铜管783，集中铜管783的外壁上固定连接有弯铜管二784，弯铜管二784远离集中铜管783的一端与弯铜管一781的外壁固定连接，冷凝管74的底部固定连接有排水管79，排水管79的内壁上固定安装有导向锥，排水管79的外壁上固定连接有排气斜管791，排水管79的底部螺纹连接有储水筒792内齿环89的内壁与传动齿轮85的外壁啮合，内环88的顶部固定安装有连接座881，连接座881的顶部拆卸式连接有连接块882，连接块882的内侧固定安装有网板一
883，网板一883的顶部拆卸式连接有磁力连接脚884，磁力连接脚884的顶部固定安装有网板二885，网板二885的顶部固定焊接有竖直基杆886，竖直基杆886的内侧固定安装有围绕环887，围绕环887的外壁上固定套接有橡胶套888，首先将连接管72连接在密封环71的内壁上，泄压阀管6排出的蒸汽会通过弯折管73的导向进入冷凝管74的内腔中，控制外接循环水冷却装置工作，通过水管接口75和分流槽76的设计，可带动冷水通过冷凝管74的内腔中循环，循环水通过交换管78与蒸汽进行冷热交换，进而实现对蒸汽进行冷凝的功能，避免蒸汽导致室内湿气提升的问题，保障室内环境的平稳性，通过弯铜管一781、导向块782、集中铜管783、末端排放管785和弯铜管二784的设计，进一步提升蒸汽与水的热交换效率。
43.实施例3
44.第二方面，如图1-7所示，本发明还提供一种黑果枸杞人工种子再生因素研究方法，该黑果枸杞人工种子再生因素研究方法包括以下步骤：
45.s1、实验仪器及试剂的准备，具体为：
46.将实验仪器包括：高压蒸汽灭菌锅本体1、超净工作台、天平、培养瓶、培养皿、移液枪、数显恒温水浴锅、胶头滴管、洗耳球、滴定管、烧杯和容量瓶预备完成，再将实验试剂包括：ms培养基、蔗糖、50％浓硫酸、琼脂、不同浓度naa、6ba、2，4-d、70％酒精、1％-2％次氯酸钠、0.1％氯化汞、2％海藻酸钠、3％海藻酸钠、4％海藻酸钠、2％氯化钙和蒸馏水预备完成；
47.s2、体细胞胚诱导，具体为：
48.步骤a1、无菌苗的培养：使用野生黑果枸杞种子，首先制作ms培养基，包装实验仪器，若干瓶蒸馏水，进行高压蒸汽灭菌，灭菌条件为：121℃101kpa，灭菌20min，压强为零时取出，以免发生危险，然后将黑果枸杞种子浸于50％浓硫酸中浸泡5min，打破种子休眠，随之运用植物组织培养技术，将其接种到ms培养基上，再将所有培养瓶按相同间隔放置到培养室里的规定培养架上，并每隔两三天去看培养基是否被污染，种子是否发芽，随后通过两周的观察统计与记录，发现所有培养基内的种子都发芽，最后统计到的黑果枸杞萌发率为100％；
49.步骤a2、愈伤组织诱导：用前期培养的黑果枸杞植株在不同激素配方下进行愈伤组织的诱导，再进行脱分化形成体细胞胚，培养基配方为：ms+6-ba+naa+6g/l琼脂+30g/l蔗糖，具体配方见下表：
50.配方6-ba mg/lnaa mg/l10.50.520.5130.51.5410.5511611.571.50.581.5191.51.5
51.s3、人工胚乳的制备，具体为：制作人工胚乳就是筛选出适合该胚状体萌发和生长发育的培养基配方，最后将筛选出的培养基添加到包埋介质中，不同作物和不同的繁殖体
对培养基有着不同的需求，在黑果枸杞人工胚乳的制作预实验中，相较于ms培养基，1/2ms培养基的效果较好，所以选用1/2ms培养基，在此基础上，选用影响人工种子萌发率最大的1mg/l的naa和2％的海藻酸钠进行实验，还在人工胚乳中加了适量蔗糖，培养基配方：用ms+naa+海藻酸钠进行两因素三水平试验制作人工胚乳，人工胚乳配方表如下：
52.水平naa(mg/l)海藻酸钠(％)10.5221331.54
53.s4、人工种皮制作，具体为：采用水凝胶法，通过离子变换或温度突变形成的凝胶包裹材料的方法，常用的以海藻酸钠来包埋的离子交换法的操作方法如下：首先在ms培养基中加入不同浓度的海藻酸钠制成胶状，加入一定比例的胚状体，然后将培养基与海藻酸钠充分混匀后用滴管将胚状体连同凝胶吸起，再滴到2％cacl2溶液中停留10-15min，其表面即可完全结合，胚状体与胶状物完全结合，形成一个圆形的具有一定刚性的人工种子，用无菌水漂洗20min，终止反应，然后将制备好的人工种子接种到含有ms固体培养基的培养皿上，密封放进恒温培养箱进行培养，一周后统计结果，不同浓度愈伤组织诱导如下表：
54.配方叶片数愈伤褐化愈伤率褐化率11814278％14％2129275％22％31412686％50％41715588％30％5159460％44％6139470％44％7148457％50％8154227％50％9188444％50％合计136883365％38％
55.结果分析：由上述图表可得，愈伤组织在以ms+1mg/l6-ba+0.5mg/lnaa+6g/l琼脂+30g/l蔗糖诱导愈伤组织。愈伤组织产生较快且表现翠绿色，没有发生玻璃化现象，最后统计得到愈伤率高达88％，褐化率低至30％，由此数据可看出，诱导的愈伤组织效果较好，使后期实验的开展能够顺利地进行，在不同浓度海藻酸钠溶液中，人工种子的萌发率不同，本次试验分别设置的梯度为2％、3％、4％，结果表明2％的海藻酸钠萌发率较高，所以用2％海藻酸钠机制包埋黑果枸杞较为适宜，海藻酸钠对人工种子萌发的影响如下表：
56.海藻酸钠浓度人工种子数发芽数发芽率2％121083.3％3％9777.7％4％10772.7％
57.naa对人工种子萌发的影响如下表：
58.naa浓度(mg/l)人工种子数发芽数发芽率
0.59777.7％111981.8％1.511872.7％
59.下面具体说一下该黑果枸杞人工种子制备装置及其再生因素研究方法的工作原理。
60.如图1-7所示，将密封盖5开启，然后将试验器械放置在橡胶套888的内腔中，预先将蒸汽发生器的输出管连接在蒸汽进入管口4上，随之关闭密封盖5即可通过高压蒸汽灭菌锅本体1对试验器械进行高温蒸汽灭菌的处理，处理过程中，控制外部驱动电机81工作，带动磁力连接脚884顶部的试验器械，提升其灭菌的充分性，且预先将连接管72连接在密封环71的内壁上，再控制外接循环水冷却装置工作，带动冷水通过冷凝管74的内腔中循环，循环水通过交换管78与蒸汽进行冷热交换，进而实现对蒸汽进行冷凝的功能。
61.上文一般性的对本发明做了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改或改进，这对于技术领域的一般技术人员是显而易见的。因此，在不脱离本发明思想精神的修改或改进，均在本发明的保护范围之内。