一种野生早樱组织培养快速繁殖系统及其方法

本发明涉及一种野生早樱组织培养快速繁殖系统及其方法，属于植物育种技术领域。

背景技术：

在野生早樱组织培养快速繁殖中，插扦繁殖是重要的繁殖手段之一，为了满足插扦繁殖的需要，当前开发了大量的相关设备及技术，如公开号为cn111802247a，公开日为20201023，专利申请号为202010712527.2，专利名称为一种山樱花的组织培养和快速繁殖方法；公开号为cn112293255a，公开日为20210202，专利申请号为202011224241.6，专利名称为一种大樱桃砧木吉塞拉6号组织培养快速繁殖方法；公开号为cn206835849u，公开日为20180105，专利申请号为201720781292.6，专利名称为一种植物组织培养用的组织培养箱，虽然可以一定程度满足培育繁殖的需要，但培育工作流程复杂，且培育工作与培育设备间缺乏有效的衔接配合，往往需要使用到多种辅助设备，且需要对插扦繁殖的砧木进行多次位置更换等作业，从而导致培育作业的工作效率低下，且频繁更换设备及砧木转移也导致了培育工作的生产成本及劳动强度高，砧木繁殖培育成活率低，严重影响了野生早樱组织培养及繁殖作业的效率和成功率，导致野生早樱培育繁殖工作难以顺利开展。

技术实现要素：

为了解决现有技术上的不足，本发明提供一种野生早樱组织培养快速繁殖系统及其方法，可同时实现营养液配置、供给作业，培育温度、湿度及光照环境调节，从而达到根据植株培育不同阶段灵活调整培育调剂及环境的目的，极大的提高了培育繁殖的成功率。

一种野生早樱组织培养快速繁殖系统包括承载箱、辐照光源、混料罐、蠕动泵、集液槽、承载托盘、导向滑轨、温湿度传感器、照度计、光谱仪、固体培养基质及驱动电路，所述导向滑轨若干，环绕承载箱轴线均布，与承载箱侧壁连接并与承载箱底部垂直分布，所述集液槽若干，嵌于承载箱内，通过导向滑轨与承载箱侧壁滑动连接并与承载箱底平行分布，且各集液槽均布在同一与承载箱底部平行分布的平面内，所述承载托盘嵌于承载箱内与承载箱同轴分布，通过导向滑轨与承载箱侧壁滑动连接并位于各集液槽上方，所述承载托盘上均布若干定位孔，所述定位孔沿着集液槽轴线方向均布，且定位孔轴线与集液槽轴线垂直并相交，所述混料罐至少一个，与承载箱外表面连接，并通过导流管与蠕动泵连通，所述蠕动泵另通过分流管分别与各集液槽的其中一端连通，所述固体培养基质位于承载箱内，并位于承载托盘下方，所述温湿度传感器嵌于承载箱底部，并与承载箱同轴分布，所述照度计、光谱仪均至少两个，环绕承载箱轴线均布并嵌于承载箱上端面，所述辐照光源至少一个，位于承载箱上方至少5厘米处，并通过连接机构与承载箱外侧面连接，所述驱动电路嵌于承载箱外侧面，并分别与辐照光源、混料罐、蠕动泵、温湿度传感器、照度计、光谱仪电气连接。

进一步的，所述的集液槽为横断面呈“凵”字形槽体结构，其槽体底部设厚度不小于5毫米的硬质多孔吸附层，所述承载箱侧壁底部设排污口，所述排污口另通过导流管与混料罐连通。

进一步的，所述的辐照光源包括承载壳、半导体散热机构、承载面板、远红外辐照光源、紫外线辐照光源及白光辐照光源，其中所述承载壳下端面与承载面板连接，并构成横断面呈矩形的闭合腔体结构，所述半导体散热机构至少一个，嵌于承载壳内，且半导体散热机构对应的承载壳上端面设若干散热口，所述远红外辐照光源、紫外线辐照光源及白光辐照光源均嵌于承载面板内，其中白光辐照光源与承载面板同轴分布，其光轴与承载面板的板面垂直分布，所述远红外辐照光源、紫外线辐照光源均至少四个，环绕白光辐照光源均布且远红外辐照光源、紫外线辐照光源间相互间隔分布，其中所述白光辐照光源面积为承载面板面积的50%—70%，远红外辐照光源、紫外线辐照光源面积为承载面板面积的10%—25%，且承载面板面积为承载箱上端面面积的10%—50%。

进一步的，所述的定位孔均设定位夹具，所述定位夹具包括弹性垫块、弹片、基座、定位环及导向臂，所述基座至少两个，环绕定位孔轴线均布并与定位孔侧壁滑动连接，所述基座前端面通过弹片与弹性垫块连接，所述基座上端面通过导向臂与一个定位环连接，所述导向臂与基座及定位环间通过弹性铰链铰接，且导向臂轴线与承载托盘上端面呈0°—90°夹角，所述弹性垫块及定位环均为与定位孔同轴分布的圆弧结构，且同一基座连接的弹性垫块及定位环间同轴分布。

进一步的，所述的连接机构包括滑槽、滑块、柔性蛇形杆、万向铰链，其中所述滑槽与承载箱外侧面连接，并环绕承载箱轴线呈闭合环状结构，所述柔性蛇形杆下端面通过滑块与滑槽滑动连接，且柔性蛇形杆与滑块间通过万向铰链铰接，所述柔性蛇形杆上端面通过万向铰链与辐照光源外侧面铰接。

进一步的，所述的固体培养基质由以下质量份数物质构成：椰糠10%—15%、珍珠岩3%—7%、甘蔗渣1%—5%、沼渣0—3%、酒糟0—2.5%，余量为营养土。

进一步的，所述的驱动电路为基于dsp芯片、fpga芯片中任意一种电路系统，且驱动电路另设基于显示器、操控键盘及接线端口的操控界面，所述操控界面嵌于承载箱外侧面。

一种野生早樱组织培养快速繁殖系统的培育方法，包括如下步骤：

s1，系统预制，首先对承载箱、辐照光源、混料罐、蠕动泵、集液槽、承载托盘、导向滑轨、温湿度传感器、照度计、光谱仪及驱动电路进行组装，然后调整各集液槽位置，使集液槽下端面与承载箱底部间间距不小于承载箱深度的1/2，然后将固体培养基质装填到承载箱内，并使固体培养基质上端面位于集液槽底部下方，同时在混料罐中添加原料药剂并进行混合，制备得到培育用营养液备用；

s2,砧木萌发培育，在进行s1步骤后，将待培育的砧木，插入到承载托盘的各定位孔内，并通过定位孔的定位夹具进行紧固定位，使完成定位后的各砧木下端面均嵌于集液槽内并与集液槽底部相抵，同时使得位于承载托盘上端面的砧木上保留1—5个芽胚组织，然后驱动蠕动泵运行，将s1步骤制备的营养液输送至各集液槽内，对砧木底部进行浸泡，同时使营养液匀速从集液槽溢出，并由固体培养基质进行收集缓存，同时驱动辐照光源运行，一方面通过辐照光源对砧木培育温度调节，另一方面对砧木培育光照环境进行调节，并同时通过温湿度传感器、照度计、光谱仪实现对培育温度、湿度、光照强度及光谱进行监控；

s3,砧木萌发育根，通过s2步骤培育待同一集液槽中培育的砧木萌芽率大于80%，且萌芽后芽穗程度大于5毫米后，将该集液槽及其连接的砧木整体通过导向滑轨向下移动，并使集液槽及部分砧木嵌入到固体培养基质内，且集液槽上方嵌入到固体培养基质的砧木深度不小于1厘米，然后持续对集液槽内供给s1步骤制备的营养液，同时通过辐照光源对砧木培育温度、湿度及照明调节，实现对砧木进行培育，并在砧木新生根系长度不小于10毫米，且根系数量不少于5条时，即可完成砧木培育。

本发明系统结构简单，使用灵活方便，通用性好，一方面可同时满足多种植株结构类型集中培育作业的需要，并实现萌芽、育根炼苗同步进行，从而有效的提高了植株培育作业的工作效率；另一方面在培育过程中可同时实现营养液配置、供给作业，培育温度、湿度及光照环境调节，从而达到根据植株培育不同阶段灵活调整培育调剂及环境的目的，极大的提高了培育繁殖的成功率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明系统结构示意图。

图中各标号：承载箱1、辐照光源2、混料罐3、蠕动泵4、集液槽5、承载托盘6、导向滑轨7、温湿度传感器8、照度计9、光谱仪10、固体培养基质11、驱动电路12、定位孔13、分流管14、连接机构15、排污口101、承载壳21、半导体散热机构22、承载面板23、远红外辐照光源24、紫外线辐照光源25、白光辐照光源26、弹性垫块131、弹片132、基座133、定位环134、导向臂135、滑槽151、滑块152、柔性蛇形杆153、万向铰链154。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于施工，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1所示，一种野生早樱组织培养快速繁殖系统包括承载箱1、辐照光源2、混料罐3、蠕动泵4、集液槽5、承载托盘6、导向滑轨7、温湿度传感器8、照度计9、光谱仪10、固体培养基质11及驱动电路12，承载箱1为横断面呈“凵”字形腔体结构，导向滑轨7若干，环绕承载箱1轴线均布，与承载箱1侧壁连接并与承载箱1底部垂直分布，集液槽5若干，嵌于承载箱1内，通过导向滑轨7与承载箱1侧壁滑动连接并与承载箱1底平行分布，且各集液槽5均布在同一与承载箱1底部平行分布的平面内，承载托盘6嵌于承载箱1内与承载箱1同轴分布，通过导向滑轨7与承载箱1侧壁滑动连接并位于各集液槽5上方，承载托盘6上均布若干定位孔13，定位孔13沿着集液槽5轴线方向均布，且定位孔13轴线与集液槽5轴线垂直并相交，混料罐3至少一个，与承载箱1外表面连接，并通过导流管与蠕动泵4连通，所述蠕动泵4另通过分流管14分别与各集液槽5的其中一端连通，所述固体培养基质11位于承载箱1内，并位于承载托盘6下方，所述温湿度传感器8嵌于承载箱1底部，并与承载箱1同轴分布，所述照度计9、光谱仪10均至少两个，环绕承载箱1轴线均布并嵌于承载箱1上端面，所述辐照光源2至少一个，位于承载箱1上方至少5厘米处，并通过连接机构15与承载箱1外侧面连接，所述驱动电路12嵌于承载箱1外侧面，并分别与辐照光源2、混料罐3、蠕动泵4、温湿度传感器8、照度计9、光谱仪10电气连接。

本实施例中，所述的集液槽5为横断面呈“凵”字形槽体结构，其槽体底部设厚度不小于5毫米的硬质多孔吸附层，所述承载箱1侧壁底部设排污口101，所述排污口101另通过导流管与混料罐3连通，且排污口101与混料罐3间的导流管上另可设增压泵，以提高废液回收效率，从而实现废液回收重复利用的目的。

本实施例中，所述的辐照光源2包括承载壳21、半导体散热机构22、承载面板23、远红外辐照光源24、紫外线辐照光源25及白光辐照光源26，其中所述承载壳21下端面与承载面板23连接，并构成横断面呈矩形的闭合腔体结构，所述半导体散热机构22至少一个，嵌于承载壳21内，且半导体散热机构22对应的承载壳21上端面设若干散热口27，所述远红外辐照光源24、紫外线辐照光源25及白光辐照光源26均嵌于承载面板23内，其中白光辐照光源26与承载面板23同轴分布，其光轴与承载面板23板面垂直分布，所述远红外辐照光源24、紫外线辐照光源25均至少四个，环绕白光辐照光源26均布且远红外辐照光源24、紫外线辐照光源25间相互间隔分布，其中所述白光辐照光源26面积为承载面板23面积的50%—70%，远红外辐照光源24、紫外线辐照光源25面积为承载面板23面积的10%—25%，且承载面板23面积为承载箱1上端面面积的10%—50%。

需要注意的，所述的定位孔13均设定位夹具，所述定位夹具包括弹性垫块131、弹片132、基座133、定位环134及导向臂135，所述基座133至少两个，环绕定位孔13轴线均布并与定位孔13侧壁滑动连接，所述基座133前端面通过弹片132与弹性垫块131连接，所述基座133上端面通过导向臂135与一个定位环134连接，所述导向臂135与基座133及定位环134间通过弹性铰链铰接，且导向臂135轴线与承载托盘6上端面呈0°—90°夹角，所述弹性垫块131及定位环134均为与定位孔13同轴分布的圆弧结构，且同一基座133连接的弹性垫块131及定位环134间同轴分布。

此外，所述的连接机构15包括滑槽151、滑块152、柔性蛇形杆153、万向铰链154，其中所述滑槽151与承载箱1外侧面连接，并环绕承载箱1轴线呈闭合环状结构，所述柔性蛇形杆153下端面通过滑块152与滑槽151滑动连接，且柔性蛇形杆153与滑块152间通过万向铰链154铰接，所述柔性蛇形杆153上端面通过万向铰链154与辐照光源2外侧面铰接。

进一步优化的，所述的固体培养基质11由以下质量份数物质构成：椰糠10%—15%、珍珠岩3%—7%、甘蔗渣1%—5%、沼渣0—3%、酒糟0—2.5%，余量为营养土。

同时，所述的驱动电路12为基于dsp芯片、fpga芯片中任意一种电路系统，且驱动电路12另设基于显示器、操控键盘及接线端口的操控界面，所述操控界面嵌于承载箱1外侧面。

一种野生早樱组织培养快速繁殖系统的培育方法，包括如下步骤：

s1，系统预制，首先对承载箱1、辐照光源2、混料罐3、蠕动泵4、集液槽5、承载托盘6、导向滑轨7、温湿度传感器8、照度计9、光谱仪10及驱动电路12进行组装，然后调整各集液槽5位置，使集液槽5下端面与承载箱1底部间间距不小于承载箱1深度的1/2，然后将固体培养基质11装填到承载箱1内，并使固体培养基质11上端面位于集液槽5底部下方，同时在混料罐3中添加原料药剂并进行混合，制备得到培育用营养液备用；

s2,砧木萌发培育，在进行s1步骤后，将待培育的砧木，插入到承载托盘6的各定位孔13内，并通过定位孔13的定位夹具进行紧固定位，使完成定位后的各砧木下端面均嵌于集液槽5内并与集液槽5底部相抵，同时使得位于承载托盘6上端面的砧木上保留1—5个芽胚组织，然后驱动蠕动泵4运行，将s1步骤制备的营养液输送至各集液槽5内，对砧木底部进行浸泡，同时使营养液匀速从集液槽5溢出，并由固体培养基质11进行收集缓存，同时驱动辐照光源2运行，一方面通过辐照光源2对砧木培育温度调节，另一方面对砧木培育光照环境进行调节，并同时通过温湿度传感器8、照度计9、光谱仪10实现对培育温度、湿度、光照强度及光谱进行监控；

s3,砧木萌发育根，通过s2步骤培育待同一集液槽5中培育的砧木萌芽率大于80%，且萌芽后芽穗程度大于5毫米后，将该集液槽5及其连接的砧木整体通过导向滑轨7向下移动，并使集液槽5及部分砧木嵌入到固体培养基质11内，且集液槽5上方嵌入到固体培养基质11的砧木深度不小于1厘米，然后持续对集液槽5内供给s1步骤制备的营养液，同时通过辐照光源2对砧木培育温度、湿度及照明调节，实现对砧木进行培育，并在砧木新生根系长度不小于10毫米，且根系数量不少于5条时，即可完成砧木培育。

本发明系统结构简单，使用灵活方便，通用性好，一方面可同时满足多种植株结构类型集中培育作业的需要，并实现萌芽、育根炼苗同步进行，从而有效的提高了植株培育作业的工作效率；另一方面在培育过程中可同时实现营养液配置、供给作业，培育温度、湿度及光照环境调节，从而达到根据植株培育不同阶段灵活调整培育调剂及环境的目的，极大的提高了培育繁殖的成功率。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。