用于手动喷洒花粉粒的装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明的各种实施例整体涉及用于手动喷洒花粉的方法和装置。更确切地说，本发明的实施例提供了配置为有利于手动喷洒来自一个或多个雄穗的花粉粒的方法和装置。
【背景技术】
[0002]由于各种原因，植物物种可有意培育。例如，在一些应用中，植物物种被有意培育形成杂交植物物种。在一些应用中，杂交植物被培育成显示各种所需的性状。此类性状可包括，例如，耐高温和干旱、抵抗疾病和虫害、高产特性以及高农艺品质。通常而言，植物能够自花授粉、异花授粉或二者皆可。自花授粉是指将一朵花的花粉转移到同一朵花或同一植株的另一朵花上的授粉方式。异花授粉是指使用来自不同谱系或品系的不同植株的花所释放的花粉的授粉过程。
[0003]已自花授粉并且经许多代选择的植株上几乎全部的基因座均变为纯合并且产生由纯育子代构成的均质群体。两种不同纯合品系之间的杂交则会产生杂交植株的均质群体，而这些杂交植株上的许多基因座可为杂合。每棵多处基因座为杂合的两棵植株的杂交将产生异质植株构成的群体，此类异质植株在遗传学上不同因而是非均质的。
[0004]玉蜀黍{Zea mays L.)在美国通常被称为玉米，可通过自花授粉和异花授粉两种技术培育。玉蜀黍的同一植株上有单独的雄花和雌花。雄花位于雄穗上，雌花则位于雌穗。当风将花粉粒从雄穗吹至从雌穗顶部伸出的丝状柱头时，玉蜀黍即可进行自然授粉。
[0005]玉蜀黍种子生产计划中杂交玉蜀黍品种的开发可涉及三个步骤:(I)从多个种质库选择植株，用于最初的育种杂交；(2)育种杂交若干代后，选择植株进行自花授粉，产生一系列近交系，此类近交系各为纯育并且高度均质；以及(3)选择一种近交系并与不相关的近交系杂交，产生杂交子代。在近交次数足够后，后续子代将仅用于增加所开发的近交种子。优选地，近交系应该在其约95%或更多的基因座处包含纯合的等位基因。
[0006]在玉蜀黍近交过程中，品系的活力可下降。当将两种不同的近交系杂交并产生杂交子代时，活力可恢复。近交系的纯合性和同质性的一个重要结果是，只要近交亲本的同质性得以保持，便可无限地繁殖出所规定的一对近交株之间的杂交体。一旦确定可产生优良杂种的近交株，则可用这些近交亲本连续供应杂交种子，并利用供应的该杂交种子产生杂交玉米植株。
[0007]因此，玉蜀黍种子的开发和产生可需要在一个或多个步骤处采取可控的授粉方法，如上文所述。
【发明内容】
[0008]在一个实施例中，提供了用于手动喷洒玉蜀黍花粉的装置。该装置包括具有内腔和出口的可重复使用空气排放器，该空气排放器被配制为能够在致动时将内腔中的空气通过出口排出。该装置还包括具有第一开口端和第二开口端的一次性可生物降解的施加装置，其中第一开口端与空气排放器的出口相通。该施加装置可进一步被配制为接收至少一个其上含有玉蜀黍花粉的玉蜀黍雄穗，并且在致动空气排放器时，引导玉蜀黍花粉通过施加装置的第二端部。
[0009]在另一个实施例中，施加装置可包括由纸质材料制成的椎体，并且施加装置的第一开口端可构成椎体的较大开口端，而施加装置的第二开口端可构成椎体的较小开口端。在另一个实施例中，空气排放器可包括手动操作的球囊栗，该球囊栗还包括入口，并且其中当致动时，球囊栗可进一步被配置为将空气通过入口引入到内腔中。在一个实施例中，球囊栗还包括两个单向阀，其中一个与入口相通，而另一个与出口相通，因此当致动时，内腔中的空气仅能通过出口排出，并且仅能通过入口被引入到内腔中，从而形成单向气流。在另一个实施例中，空气排放器可包括被配制为能够指示空气排放器与施加装置之间的正确取向的标记。
【附图说明】
[0010]上文已大体上描述了本发明，现在请参看附图(未必按比例绘制)，并且其中:
图1示出了根据本发明的示例性实施例，用于手动喷洒来自于一个或多个雄穗的花粉粒的装置的实施例；
图2示出了图1的实施例中部分部件的视图；并且
图3示出了根据本发明的示例性实施例，两棵玉蜀黍植株间的可控授粉方法。
【具体实施方式】
[0011]使用现有方法手动收集并喷洒花粉可能非常耗费劳力。例如，使用现有方法，工人可通过将花粉从玉米穗的雄穗抖落到雄穗袋中来手动收集花粉。随后，工人可将花粉手动洒到受粉玉米植株的花粉囊上，花粉囊上已套有生长袋以防止所收集花粉粒以外的花粉授粉。使用现有方法进行花粉收集和可控授粉可涉及可能需要一天或多天实施的多个手动步骤。此外，使用雄穗袋施加花粉可能无法有效地利用所收集的花粉，因为雄穗袋可能无法用简单可控的方式定向施加花粉。因此，工人可能往往会施加比所需更多的花粉。因此，本发明的实施例提供了用于手动喷洒花粉的改进装置和方法。
[0012]下文将结合附图更详细地描述本发明，附图中只示出了本发明的部分实施例，而非全部实施例。实际上，本发明可通过许多不同的形式实施，而不应视为仅限于本文示出的实施例；相反，提供这些实施例的目的是使本公开满足适用的法律要求。全文中相同的编号是指相同的元件。
[0013]根据本发明，植株的可控授粉例如异花授粉过程，涉及使用本文所述的装置和方法收集和喷洒花粉。
[0014]就这一点而言，图1和图2示出了被配制为用于手动喷洒花粉粒的装置10的实施例。装置10可包括空气排放器12和施加装置14。在示出的实施例中，空气排放器12包括内腔16和出口 18，并且出口 18与内腔16相通。同样在示出的实施例中，施加装置14包括第一开口端20和第二开口端22，并且第二开口端22与第一开口端20相通。施加装置14被进一步配置为接收至少一个玉蜀黍雄穗上所含的玉蜀黍花粉。
[0015]当装置10处于组装状态(图1)下时，出口 18紧邻施加装置14 (如需授粉，施加装置14包含至少一个玉蜀黍雄穗上所含的玉蜀黍花粉)的第一开口端20，因此空气排放器12的出口 18被配置为与施加装置14的第一开口端20相通。空气排放器12启动时，被推动的空气通过空气排放器12的出口 18并且经过玉蜀黍雄穗。空气经过雄穗时，花粉被空气流带走并且被引导通过施加装置的第二开口端22。因为施加装置14为漏斗形(在示出的实施例中，第一开口端20的尺寸(例如，直径)比第二开口端22更大)，所以对花粉的冲击可非常集中，因此可让使用者准确地将花粉引导到目标(例如目标玉蜀黍植株的丝状柱头)上。
[0016]虽然在其他实施例中，空气排放器可为多种设备中的一种(例如，在一些实施例中，空气排放器可为能够排出气体的单孔设备，例如CO2贮气瓶)，但在示出的实施例中，空气排放器12为除出口 18之外，还具有入口 24的手动操作球囊栗。在通过例如挤压球囊致动时，手动操作球囊栗可被配制为通过出口 18排出空气。当球囊被释放时，手动操作球囊栗可被配制为通过入口 24将空气吸入到其内腔16中。为了辅助该操作，示出的实施例中手动操作球囊栗包括与入口 24相通的第一单向阀26，和与出口 18相通的第二单向阀28。通过这样的方式，当手动操作球囊栗被致动时，空气仅可通过出口 18从内腔16排出，并且仅可通过入口 24被引入到内腔16中，从而形成单向气流。应当注意的是，在其他实施例中，可用半自动设备代替球囊以产生空气流。例如，小型电池供电的空气压缩机可通过例如按压按钮或拉动触发器来激活。
[0017]当使用空气排放器12对多个目标玉蜀黍植株进行授粉时，这种单向气流有利于在可控授粉工作中控制花粉源。为了在可控授粉工作中进一步辅助控制花粉源，可添加标记30以指示空气排放器12相对于施加装置14的正确装配取向。在示出的实施例中，标记30包括指示空气流过空气排放器12的方向的箭头。同样，在各种实施例中，可使用多个施加装置14，每个施加装置14可与共同的空气排放器12 —起被配制为接收至少一个玉蜀黍雄穗上所含的玉蜀黍花粉。在各种实施例中，施加装置14可被配制为一次性可生物降解的施加装置。虽然在各种实施例中，一次性可生物降解的施加装置可由多种材料中的一种或多种构成，但在某个实施例中，一次性可生物降解的施加装置可由纸质材料构成。通过这样的方式，在使用之后，一次性可生物降解的施加装置可被丢弃在例如种有玉蜀黍植株的田地上。由于空气仅以一个方向并且按照空气排放器12与施加装置14之间的正确取向通过施加装置14，所以本发明可能增加以下所述的确定性:使用来自一个来源(例如某棵玉蜀黍植株的雄穗)的花粉的可控授粉事件不会对使用来自另一个来源(例如另一棵玉蜀黍