专利名称：林木化学诱变器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对林木的枝、芽进行人工诱变的处理装置，特别涉及一种对林木 的枝、芽进行化学诱变的处理装置。
背景技术：
化学诱变是通过化学试剂造成生物DNA的损伤和错误修复，产生突变体。这些突 变以点突变为主，并且因试剂不同具有相对高频而且较为稳定的突变谱。化学诱变技术还 具有操作方法简便易行、诱变剂剂量易控制、对基因组损伤小、诱变突变率高、位点特异性 强、有迟效作用等优点，因而近年来成为运用最为广泛的诱变技术。化学诱变剂种类很多，常用的化学诱变剂有烷化剂、碱基类似物、抗生素、叠氮化 物、亚硝酸、羟胺和吖啶等。按其诱变机制则可分为3类(1)碱基类似物诱变剂，如5-溴 尿嘧啶(5-BU)，2-氨基嘌呤(AP) ； (2)直接诱变DNA结构的诱变剂，如烷化剂、亚硝酸；(3) 诱发移码突变的诱变剂，如吖啶类、抗生素。而在林木育种中应用较广泛的是甲基磺酸乙酯 (EMS)、叠氮化钠(NaN3)、平阳霉素(PYM)、秋水仙素等。目前的林木化学诱变因设备条件限制，都是通过操作人员人工手动诱变处理的， 具体步骤如下(1)根据需要选择并配置化学诱变剂。(2)选择适宜的诱变部位(如花芽或 叶片等)。( 化学诱变处理①涂抹法将诱变药剂手工涂抹于被诱变部位表面；②注射 法利用注射器刺入被诱变部位的植物组织中，人工向其中缓慢的推注入诱变药剂；③浸 渍法首先将被诱变部位用棉花或简易容器进行简单的人工包裹，并用塑料薄膜手工覆盖 于包裹物外进行简易的密闭处理，然后向包裹物中手工推注诱变药剂(在化学诱变中，因 浸渍法药剂作用效果好且不易损伤被诱变部位等特点而被较常采用)；(4)诱变药剂的补 供因通常采用的诱变药剂会随着诱变时间的增加而发生大量损耗，所以为了保证诱变处 理的持续，需要以适当的时间间隔不停对诱变药剂加以补充，诱变药剂的补充一般都是采 用人工计时并手动向被诱变部位进行再次涂抹、注射补充等方式进行后续药剂的补供，如 在较高的树木上进行诱变处理，操作人员须多次或者持续的进行高处作业，具有一定的风 险，对操作人员的相关技能要求较高；( 诱变药剂的后续处理通常采用的诱变药剂具有 较高的毒性，对被诱变植物的后期生长发育和被诱变植物周围的环境有一定的负面影响， 所以当化学诱变处理时间结束后，除采用注射法外，需尽快将诱变药剂做清除和回收处理。 采用涂抹法时一般通过手工简单的去除剩余诱变药剂即可；而当采用浸渍法时，则需要操 作人员通过手工将外层的塑料薄膜打开，并从被诱变部位上取下包裹物，然后把里面的剩 余诱变药剂回收。现有的林木诱变装置主要是植物高温加倍器，这种装置是通过物理加温手段处理 植物，主要用于处理诱变植物雌雄配子染色体数加倍，获得二倍体或多倍体的配子，然后用 于培育多倍体植物，但其存在缺陷是1)只能用于对林木的物理诱变，无法用于对林木的化 学诱变，且性能单一，能耗较高；在野外和较高处等相对复杂条件下使用困难或者无法使 用；2)只能用于无大风天气时进行诱变处理，诱变效果不稳定。[0006]而现有的化学诱变处理方法也有许多不足之处1)现有的处理方法操作步骤繁琐，需要多人同时操作，费时费力，投入大，成本高， 且在时间上的同步性较差；2)操作性差，在平行实验处理过程中，处理药剂的流量、流速和施加剂量由于人为 因素的影响，试验的可控制性低，试验结果的可靠性低；3)长时间诱变处理时，药剂的补充需要人员多次上树手动添加，对人员的操作技 能有较高要求，且有一定的风险，在添加时间和添加剂量上也由于环境的影响较为粗放，很 难做到精确添补，诱变效果差。
发明内容本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种悬挂式林木化学诱变 器，本实用新型的诱变器结构轻巧，容易架设安装在树枝上，并且方便携带和保存，可以自 动控制诱变剂的添加和排除，并且能够定量控制诱变剂的添加量和诱变处理时间，从而降 低了化学诱变的成本，且具有较好的诱变效果。为实现本发明的目的，本发明一方面提供一种林木化学诱变器，包括用于储存化学诱变剂的储液系统，具有储液槽、导入空气的通气管和密封储液槽 的顶盖；对待诱变处理的林木给药的给药系统，具有通过导管与储液槽相连的药剂处理 器；自动控制系统，具有时间控制器、电控阀和电源，通过电控阀的开启或关闭，使储 液槽通过导管与给药剂处理器连通。其中，药剂处理器用于包裹待诱变处理的林木并使诱变剂与待诱变处理林木充分 接触，进行诱变处理；其中，药剂处理器包括套在待给药的林木上的处理器主体，处理器主体为具有开 口的容器，其上安置与容器内相通的导入管和导出管。特别是，导入管与处理器主体上的导入口相连，将化学诱变剂引流到待处理的林 木处，进行化学诱变处理；导出管与处理器主体上的导出口相连，用于排出进行诱变处理后 的诱变剂。特别是，在药剂处理器的开口端设置将药剂处理器固定在树枝上的辅助支架。尤其是，在药剂处理器主体的开口端设置固定药剂处理器的辅助支架。特别是，所述导入口和导出口位于所述药剂处理器主体的两侧，即导入口位于所 述药剂处理器主体的一侧，则导出口位于所述药剂处理器主体的另一侧。其中，所述给药系统还包括连接在药剂处理器和导管之间的多口分流器，多口分 流器的分流出口与相应数量的分流导管相连接，分流导管与相应的所述药剂处理器连接以 便将化学诱变剂分流至药剂处理器。特别是，在所述多口分流器与药剂处理器之间设有流量控制阀，通过流量控制阀 的开启程度，控制多口分流器通过相应分流导管流入药剂处理器的化学诱变剂的流量。其中，所述自动控制系统的所述电控阀通过导管设置在储液槽与药剂处理器之 间，并与时间控制器相连接，控制储液槽内的诱变剂的流出。[0024]特别是，电控阀在时间控制器的作用下，控制其开启或关闭，调节流出储液槽的诱 变剂的流出时间和流量。特别是，还包括用于收集化学诱导处理林木后的诱变剂的药剂回收系统，具有回 收液储瓶，其通过导出管与药剂处理器相连。其中，所述的药剂回收系统还包括设置在药剂处理器和回收液储瓶之间的回收液 控制阀，通过控制阀的开启或关闭，来控制诱变处理后的化学诱变剂流向回收液储瓶。特别是，回收液控制阀与时间控制器相连，在时间控制器的作用下，控制回收液控 制阀的开启或关闭，实现诱变剂的回收。其中，还包括将诱变器悬挂并固定在林木上的悬挂系统，其中所述的悬挂系统包 括固定带和位于固定带两端的能够紧密扣合的固定扣环。其中，还包括将诱变器悬挂并固定在林木上的悬挂系统，所述悬挂系统包括固定
市ο特别是，所述固定带设置在储液槽的顶盖的顶部。特别是，悬挂系统还包括位于固定带两端的能够紧密扣合的固定扣环。尤其是，所述固定带由高强度尼龙绳制成，通过螺栓固定于顶盖上，将诱变器固定 在林木适合的位置上，保持仪器运作过程中的稳定。其中，所述通气管在储液槽内部沿竖直方向固定，上端位于储液槽的内部靠近顶 盖，下端伸出储液槽的底部。特别是，所述通气管的上端高于诱变剂液面，下端伸出储液槽的底部，将储液槽外 的空气导入到密封的储液槽内，使得诱变剂能够顺利流出储液槽。其中，还包括将所述的储液系统和自动控制系统连接在一起的连接支架。所述自动控制系统还包括提示器(17)，用于提示化学诱变处理完成。特别是，所述自动控制系统位于储液系统的下部，通过螺栓固定在连接支架的下尤其是，所述的连接支架为长方体形，储液槽固定于连接支架的顶部，自动控制系 统固定于连接支架的内部。特别是，所述自动控制系统还包括提示器，用于提示化学诱变处理完成。特别是，所述提示器为蜂鸣器或/和提示灯，在诱变处理结束后发出蜂鸣音或/和 提示灯光。其中，所述的时间控制器与电源和电控阀相连接，根据设置的时间控制程序来控 制电控阀的开启或关闭，为药剂处理器提供不同时间长度和间隔频率的处理药剂。本实用新型的优点在于1、本发明的林木化学诱变器的诱变给药时间、给药用量、诱变次数、药剂的回收等 能够自动控制，运行后无需人员看护，而且在诱变处理时间结束后诱变器能够自动停止药 剂处理，并发出提示，减少了诱变处理过程中人员投入，节约了成本。2、本发明的林木诱变器具有防水、防风、诱变药剂暗室存储、安装拆卸简单、电源 内置和体积小巧便于携带等特点，不但具备在室外对高大林木枝、芽直接进行化学诱变处 理，以及用于研究化学诱变剂对林木枝、芽化学诱变影响等功能，而且将现有的只能对林木 进行物理诱变扩展到可以对林木采用多种诱变剂进行连续的化学诱变，还适宜于野外高处的复杂环境使用。3、本发明的林木诱变器能够同时自动处理多个平行样品，具有良好的可控性，对 诱导处理药剂的流量、诱导给药时间、诱导处理次数等能够进行精确控制，减少了外界因素 和人为操作不同步对诱变处理的影响，减少了诱变处理过程中人为因素的影响，提高了诱 变效果。4、本发明的林木诱变器的储液槽与顶盖为密封连接，保证了诱变剂浓度的一致 性，防止了由于药剂中的水分蒸发致使药剂浓度的改变，降低了外界条件对诱变处理的影 响。5、本发明的林木诱变器操作简单，大大减少了诱变操作过程中人员的投入，降低 了林木诱变的成本。
图1为本发明林木化学诱变器的安置在树木上的示意图；图2为图1中A的放大示意图；图3为本发明林木化学诱变器结构示意图； 图4为图3中A-A的剖视示意图；图5为本发明林木化学诱变器的电路原理图。附图标记说明1、储液槽；2、顶盖；3、导管；4、药剂处理器；41、导入口 ；42、导出口 ；5、时间控制 器；6、电控阀；7、电源；71、电源线；72、电源开关；8、回收液控制阀；9、回收液储瓶；10、导 出管；11、多口分流器；12、分流导管；13、流量控制阀；14、固定带；15、扣环；16、通气管； 17、提示灯；18、化学诱变剂；19、辅助支架；20、连接支架；21、螺栓；22、导入管；23、树枝； 24、悬挂系统；25、储液系统；26、自动控制系统；27、给药系统；28、药剂回收系统；29、待诱 变处理枝芽；30、分流器分流出口
具体实施方式
下面参照附图对本发明进行详细描述。如图1、2所示，本发明林木化学诱变器包括悬挂系统、储液系统、给药系统、药剂 回收系统和自动控制系统，其中储液系统和自动控制系统通过连接支架20连接在一起； 储液系统、给药系统和药剂回收系统通过导管依次连接；悬挂系统固定于储液系统的顶部。连接支架20由轻便的合金材料制成长方体，其顶部外侧通过螺栓21与储液系统 固定连接，其内侧通过螺栓21与自动控制系统固定连接，并将自动控制系统固定包裹在连 接支架20的内部。储液系统，用于储存化学诱变剂，包括储液槽1、通气管16和顶盖2，其中储液槽1由轻便的合金材料制成，内壁涂防腐蚀涂层，储液槽1通过螺栓21固定 在固定支架20的上部，在储液槽1的内部沿竖直方向固定有1根通气管16，通气管的上端 位于储液槽1的内部靠近顶盖2，并且高于储液槽1内诱变剂的液面，下端伸出储液槽1，位 于储液槽1的外部，用于将空气导入储液槽1内，使储液槽1内的诱导剂顺利流出；储液槽 1的底部设有诱导剂出口，与给药系统相连接。
6[0060]本实施例中储液槽1为长方体形，本发明中储液槽1除了长方体形之外，可以为其 他任意形状。顶盖2由轻便的合金材料制成，与储液槽1的顶部固定连接，通过螺栓21、气密垫 (附图中未画出)将储液槽1密封。悬挂系统，将诱变器悬挂并固定在林木枝干上，包括固定带14和位于固定带两端 的能够紧密扣合的固定扣环15，其中，固定带14由高强度的尼龙绳制成，用螺栓21固定在 顶盖2的顶部。给药系统，为待诱变处理的林木枝或/和芽提供化学诱变剂，包括顺序连接的导 管3、多口分流器11、分流导管12、流量控制阀13、导入管22和药剂处理器4，其中导管3的一端与储液槽1相连，另一端与多口分流器11的入口端相连；多口分流器11由高分子塑料制成，其入口端与导管3直接连接，分流出口 30分别 与相应的分流导管12相连，将诱变剂分流到相应的药剂处理器4中；流量控制阀13通过分流导管12连接在多口分流器11之后，通过导入管22与药 剂处理器4相连，通过调节流量控制阀13的开启程度，来控制流入药剂处理器4内诱导剂 的流量。药剂处理器4包括具有开口端的处理器主体和辅助支架19，处理器主体上开设药 剂导入口 41和导出口 42 ；处理器主体为具有开口的容器，其上安置与容器内相通的导入管 22和导出管10。处理器主体构成用于容纳待诱变处理林木器官(如新的嫩枝、嫩芽等)的 空间，包裹在待诱变处理的林木枝干上；药剂导入口 41与导入管22相连，将化学诱变剂引 流到待处理的林木器官，化学诱变处理林木器官；导出口 42用于排出进行诱变处理后的诱 变剂；药剂处理器4的导入口 41和导出口 42位于药剂处理器4的两侧。药剂处理器4的开口端设置用于固定药剂处理器4的辅助支架19，其中，辅助支架 19由软铝合金制成。本发明药剂处理器4主体由不透光的高分子材料制成的容器，可以制成瓶子的形 状、袋子形状等。自动控制系统包括时间控制器5、电控阀6、提示灯17、回收液控制阀8和电源7， 通过电控阀6的开启或关闭，实现通过导管3给药剂处理器4输送诱变剂，诱变处理林木器 官，通过回收液控制阀8的开启或关闭，将诱导处理后的药剂处理器4内的化学诱变剂流向 回收液储瓶9，其中电控阀6设置在导管3与多口分流器11之间，通过电源线与时间控制器5相连接， 根据时间控制器5设定的时间程序，电控阀6进行开闭，控制储液槽内的诱变剂的流出和诱 变剂流出时间的长短，精确控制对待诱变处理的枝、芽的化学诱变的时间和诱变次数；时间控制器5分别与电控阀6、提示灯17、回收液控制阀8和电源相连，设置时间控制程序，控制电控阀6的开闭和开闭时间，为药剂处理器提供诱导剂，控 制回收液控制阀8的开闭和开闭时间，将药剂处理器4内的诱导剂排出或使诱导剂在药剂 处理器4内停留一段时间；并在诱导处理结束后激活提示灯发出光亮。其中提示灯还可以是蜂鸣器等能够起到警示或提醒功能的设备。电源通过电源线分别与时间控制器5、电控阀6、回收液控制阀8和提示灯相连接，为其提供能源。药剂回收系统包括回收液储瓶9、回收液控制阀8和导出管10，导出管10的一端 与药剂处理器4的导出口 42相连，另一端经过设置在药剂处理器4和回收液储瓶9之间的 回收液控制阀8后与回收液储瓶9相连，通过导出管将药剂处理器4内进行诱变处理的化 学药剂收集并存储在回收液储瓶9内。
以下结合附图1-5详细说明本实用新型林木化学诱变器的工作过程。1)选择被处理植株，观察被处理部位，根据待诱导处理部位的大小和形状和空间 体积，选择形状大小适当的药剂处理器，例如如果待处理部位为粗短形状的花芽等，则选 择瓶型的药剂处理器；如果待处理部位为薄长形状枝叶等，则选择袋型药剂处理器；2)取下储液槽1的顶盖2，将化学诱变剂18倒入储液槽1，化学诱变剂的高度低于 储液槽1内的通气孔16的顶部，然后将储液槽顶盖2通过螺栓和气密垫与储液槽1固定连 接，并将储液槽1密封；3)选取合适位置，将固定带14缠绕在粗壮的树枝上，通过扣环15将诱储液槽1和 位于其底部的自动控制系统固定在树干上，储液槽1的位置高于待诱变处理枝、芽的位置；4)人工手动将被处理部位的枝或芽从药剂处理器4的开口端套入药剂处理器4内 部(即药剂处理器开口端与封闭端之间构成用于容纳待诱变处理林木的空间)，并将开口 端密闭，将待诱变处理枝、芽包裹在药剂处理器4的内部，接着将位于药剂处理器4开口端 的一端的辅助支架19固定在待处理枝或芽周围的树枝上，然后在药剂处理器4的导入口 41 上接上导入管22，在导出口 42上接上导出管10 ；5)根据各个药剂处理器4内包裹的待诱导处理的枝、芽的大小，人工手动调节流 量控制阀13的开启程度，如果待诱导处理的枝、芽体积小，则将流量控制阀13的开启程度 调节小，使通过其的诱导剂的流量小；如果如果待诱导处理的枝、芽体积大，则将流量控制 阀13的开启程度调节大，使通过其的诱导剂的流量大，以满足诱导处理的药剂需要；6)在自动控制系统的时间控制器5上设定化学诱变处理程序(即诱变时间的时长 和诱变频率)，然后打开电源开关72，开启电源7，诱变器启动，开始工作；7)诱变器根据设定的化学诱变程序进行诱变处理，时间控制器5首先控制电控阀 6开启，将储液槽1内的化学诱变剂通过导管3导流到多口分流器11，诱导剂在多空分流器 11的作用下，通过分流导管12，经过流量控制阀13分流到各个药剂处理器4内，同时时间 控制器5控制回收液控制阀8关闭，使流入药剂处理器4内的诱导剂与待处理枝、芽进行充 分接触，进行化学诱导，待诱导处理一段时间后，关闭电控阀6，同时开启回收液控制阀8， 将药剂处理器4内的诱导剂通过导出管10排出处理器4，排出的药剂，根据不同的设定程 序，也可以在整个处理过程中多次重复上述过程。诱变处理结束后，时间控制器5接通提示 灯电源，为提示灯供电，使其发出光亮，提示诱变处理结束。8)卸下辅助支架19，打开药剂处理器4的开口端，将药剂处理器4从被处理的枝、 芽上小心取下，然后取出回收液储瓶9中的诱变剂，拆卸和清洗各部件后，保存待用。
权利要求1.一种林木化学诱变器，其特征是包括用于储存化学诱变剂的储液系统，具有储液槽(1)、导入空气的通气管(16)和密封储 液槽(1)的顶盖⑵；对待诱变处理的林木给药的给药系统，具有通过导管C3)与储液槽相连的药剂处理器⑷；自动控制系统，具有时间控制器(5)、电控阀(6)和电源(7)，通过电控阀(6)的开启或 关闭，使储液槽(1)通过导管C3)与给药剂处理器(4)连通。
2.如权利要求1所述的诱变器，其特征是所述药剂处理器(4)包括套在待给药的林木 上的处理器主体，处理器主体为具有开口的容器，其上安置与容器内相通的导入管02)和 导出管(10)。
3.如权利要求2所述的诱变器，其特征是在所述药剂处理器(4)的开口端设置将药剂 处理器固定在树枝上的辅助支架(19)。
4.如权利要求1或2所述的诱变器，其特征是还包括用于收集化学诱导处理林木后的 诱变剂的药剂回收系统，具有回收液储瓶(9)，其通过导出管(10)与药剂处理器(4)相连。
5.如权利要求4所述的诱变器，其特征是所述的药剂回收系统还包括设置在药剂处理 器(4)和回收液储瓶(9)之间的回收液控制阀(8)，通过控制阀(8)的开启或关闭，来控制 诱变处理后的化学诱变剂流向回收液储瓶(9)。
6.如权利要求1或2所述的诱变器，其特征是所述给药系统还包括连接在药剂处理器 (4)和导管(3)之间的多口分流器(11)，多口分流器(11)的分流出口与相应数量的分流导 管(1 相连接，分流导管(1 与相应的所述药剂处理器(4)连接以便将化学诱变剂分流 至药剂处理器。
7.如权利要求6所述的诱变器，其特征是在所述多口分流器(11)与药剂处理器(4)之 间设有流量控制阀(13)，通过流量控制阀(1 的开启或关闭，控制多口分流器通过相应分 流导管流入药剂处理器(4)的化学诱变剂的流量。
8.如权利要求1或2所述的诱变器，其特征是还包括将诱变器悬挂并固定在林木上的 悬挂系统，其中所述的悬挂系统包括固定带(14)和位于固定带(14)两端的能够紧密扣合 的固定扣环(15)。
9.如权利要求1或2所述的诱变器，其特征是所述通气管(16)在储液槽(1)内部沿竖 直方向固定，上端位于储液槽(1)的内部靠近顶盖O)，下端伸出储液槽(1)的底部。
10.如权利要求1或2所述的诱变器，其特征是所述自动控制系统还包括提示器(17)， 用于提示化学诱变处理完成。
专利摘要本实用新型公开了一种林木化学诱变器，该诱变器包括储液系统、给药系统和自动控制系统，储液系统包括储液槽(1)、通气管(16)和密封储液槽(1)的顶盖(2)，用于储存化学诱变剂；给药系统包括导管(3)和药剂处理器(4)，导管(3)的一端与储液槽(1)相连，另一端与药剂处理器(4)相连，给待诱变处理的林木给药；自动控制系统包括时间控制器(5)、电控阀(6)和电源(7)，通过电控阀(6)的开启或关闭，实现通过导管(3)给药剂处理器(4)输送诱变剂，诱变处理林木。本实用新型的林木化学诱变器容易架设安装在树枝上，并且方便携带和保存，可以自动控制诱变剂的添加和排除，并且能够定量控制诱变剂的添加量和诱变处理时间，从而降低了化学诱变的成本，且具有较好的诱变效果。
文档编号A01H3/04GK201869641SQ20102062088
公开日2011年6月22日 申请日期2010年11月22日 优先权日2010年11月22日
发明者刘宝忠, 孙宇涵, 孙鹏, 李云, 袁存权, 迟明峰, 韩凤宝 申请人:北京林业大学