用于手動噴灑花粉粒的裝置和方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明的各種實施例整體涉及用于手動噴灑花粉的方法和裝置。更確切地說，本發(fā)明的實施例提供了配置為有利于手動噴灑來自一個或多個雄穗的花粉粒的方法和裝置。
【背景技術】
[0002]由于各種原因，植物物種可有意培育。例如，在一些應用中，植物物種被有意培育形成雜交植物物種。在一些應用中，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、高產特性以及高農藝品質。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程。
[0003]已自花授粉并且經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生由純育子代構成的均質群體。兩種不同純合品系之間的雜交則會產生雜交植株的均質群體，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生異質植株構成的群體，此類異質植株在遺傳學上不同因而是非均質的。
[0004]玉蜀黍{Zea mays L.)在美國通常被稱為玉米，可通過自花授粉和異花授粉兩種技術培育。玉蜀黍的同一植株上有單獨的雄花和雌花。雄花位于雄穗上，雌花則位于雌穗。當風將花粉粒從雄穗吹至從雌穗頂部伸出的絲狀柱頭時，玉蜀黍即可進行自然授粉。
[0005]玉蜀黍種子生產計劃中雜交玉蜀黍品種的開發(fā)可涉及三個步驟:(I)從多個種質庫選擇植株，用于最初的育種雜交；(2)育種雜交若干代后，選擇植株進行自花授粉，產生一系列近交系，此類近交系各為純育并且高度均質；以及(3)選擇一種近交系并與不相關的近交系雜交，產生雜交子代。在近交次數足夠后，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]在玉蜀黍近交過程中，品系的活力可下降。當將兩種不同的近交系雜交并產生雜交子代時，活力可恢復。近交系的純合性和同質性的一個重要結果是，只要近交親本的同質性得以保持，便可無限地繁殖出所規(guī)定的一對近交株之間的雜交體。一旦確定可產生優(yōu)良雜種的近交株，則可用這些近交親本連續(xù)供應雜交種子，并利用供應的該雜交種子產生雜交玉米植株。
[0007]因此，玉蜀黍種子的開發(fā)和產生可需要在一個或多個步驟處采取可控的授粉方法，如上文所述。

【發(fā)明內容】

[0008]在一個實施例中，提供了用于手動噴灑玉蜀黍花粉的裝置。該裝置包括具有內腔和出口的可重復使用空氣排放器，該空氣排放器被配制為能夠在致動時將內腔中的空氣通過出口排出。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。該施加裝置可進一步被配制為接收至少一個其上含有玉蜀黍花粉的玉蜀黍雄穗，并且在致動空氣排放器時，引導玉蜀黍花粉通過施加裝置的第二端部。
[0009]在另一個實施例中，施加裝置可包括由紙質材料制成的椎體，并且施加裝置的第一開口端可構成椎體的較大開口端，而施加裝置的第二開口端可構成椎體的較小開口端。在另一個實施例中，空氣排放器可包括手動操作的球囊栗，該球囊栗還包括入口，并且其中當致動時，球囊栗可進一步被配置為將空氣通過入口引入到內腔中。在一個實施例中，球囊栗還包括兩個單向閥，其中一個與入口相通，而另一個與出口相通，因此當致動時，內腔中的空氣僅能通過出口排出，并且僅能通過入口被引入到內腔中，從而形成單向氣流。在另一個實施例中，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記。
【附圖說明】
[0010]上文已大體上描述了本發(fā)明，現在請參看附圖(未必按比例繪制)，并且其中:
圖1示出了根據本發(fā)明的示例性實施例，用于手動噴灑來自于一個或多個雄穗的花粉粒的裝置的實施例；
圖2示出了圖1的實施例中部分部件的視圖；并且
圖3示出了根據本發(fā)明的示例性實施例，兩棵玉蜀黍植株間的可控授粉方法。
【具體實施方式】
[0011]使用現有方法手動收集并噴灑花粉可能非常耗費勞力。例如，使用現有方法，工人可通過將花粉從玉米穗的雄穗抖落到雄穗袋中來手動收集花粉。隨后，工人可將花粉手動灑到受粉玉米植株的花粉囊上，花粉囊上已套有生長袋以防止所收集花粉粒以外的花粉授粉。使用現有方法進行花粉收集和可控授粉可涉及可能需要一天或多天實施的多個手動步驟。此外，使用雄穗袋施加花粉可能無法有效地利用所收集的花粉，因為雄穗袋可能無法用簡單可控的方式定向施加花粉。因此，工人可能往往會施加比所需更多的花粉。因此，本發(fā)明的實施例提供了用于手動噴灑花粉的改進裝置和方法。
[0012]下文將結合附圖更詳細地描述本發(fā)明，附圖中只示出了本發(fā)明的部分實施例，而非全部實施例。實際上，本發(fā)明可通過許多不同的形式實施，而不應視為僅限于本文示出的實施例；相反，提供這些實施例的目的是使本公開滿足適用的法律要求。全文中相同的編號是指相同的元件。
[0013]根據本發(fā)明，植株的可控授粉例如異花授粉過程，涉及使用本文所述的裝置和方法收集和噴灑花粉。
[0014]就這一點而言，圖1和圖2示出了被配制為用于手動噴灑花粉粒的裝置10的實施例。裝置10可包括空氣排放器12和施加裝置14。在示出的實施例中，空氣排放器12包括內腔16和出口 18，并且出口 18與內腔16相通。同樣在示出的實施例中，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被進一步配置為接收至少一個玉蜀黍雄穗上所含的玉蜀黍花粉。
[0015]當裝置10處于組裝狀態(tài)(圖1)下時，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。空氣排放器12啟動時，被推動的空氣通過空氣排放器12的出口 18并且經過玉蜀黍雄穗?？諝饨涍^雄穗時，花粉被空氣流帶走并且被引導通過施加裝置的第二開口端22。因為施加裝置14為漏斗形(在示出的實施例中，第一開口端20的尺寸(例如，直徑)比第二開口端22更大)，所以對花粉的沖擊可非常集中，因此可讓使用者準確地將花粉引導到目標(例如目標玉蜀黍植株的絲狀柱頭)上。
[0016]雖然在其他實施例中，空氣排放器可為多種設備中的一種(例如，在一些實施例中，空氣排放器可為能夠排出氣體的單孔設備，例如CO2貯氣瓶)，但在示出的實施例中，空氣排放器12為除出口 18之外，還具有入口 24的手動操作球囊栗。在通過例如擠壓球囊致動時，手動操作球囊栗可被配制為通過出口 18排出空氣。當球囊被釋放時，手動操作球囊栗可被配制為通過入口 24將空氣吸入到其內腔16中。為了輔助該操作，示出的實施例中手動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。通過這樣的方式，當手動操作球囊栗被致動時，空氣僅可通過出口 18從內腔16排出，并且僅可通過入口 24被引入到內腔16中，從而形成單向氣流。應當注意的是，在其他實施例中，可用半自動設備代替球囊以產生空氣流。例如，小型電池供電的空氣壓縮機可通過例如按壓按鈕或拉動觸發(fā)器來激活。
[0017]當使用空氣排放器12對多個目標玉蜀黍植株進行授粉時，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一步輔助控制花粉源，可添加標記30以指示空氣排放器12相對于施加裝置14的正確裝配取向。在示出的實施例中，標記30包括指示空氣流過空氣排放器12的方向的箭頭。同樣，在各種實施例中，可使用多個施加裝置14，每個施加裝置14可與共同的空氣排放器12 —起被配制為接收至少一個玉蜀黍雄穗上所含的玉蜀黍花粉。在各種實施例中，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成，但在某個實施例中，一次性可生物降解的施加裝置可由紙質材料構成。通過這樣的方式，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:使用來自一個來源(例如某棵玉蜀黍植株的雄穗)的花粉的可控授粉事件不會對使用來自另一個來源(例如另一棵玉蜀黍