Способ и устройство для автоматизированного размножения растений in vitro

Способ и устройство для автоматизированного размножения растений in vitro

Реферат

 

Автоматизированный комплекс предназначен для вегетативного размножения растений. В культуральные сосуды-ячейки, соединенные между собой в виде гибкой ленты, помещают экспланты. Затем ячейки заполняют жидкой питательной средой и покрывают пленкой, после чего ленту переводят в горизонтальное положение. Когда у эксплантов отрастут корневая часть и верхушки стебля с помощью комплекса ножей и пересадочных лапок их разрезают по длине на части, которые переносят в аналогичные культуральные сосуды-ячейки другой такой же ленты. Процесс циклически повторяют. Включение в процесс нескольких лент с повторным их использованием позволяет увеличить производительность процесса размножения и сократить затраты ручного труда. Регулирование влажности воздуха в верхних камерах ячеек за счет изменения количества вентиляционных отверстий в ячейках обеспечивает возможность ускорения роста растений in vitro и улучшения их приживаемости при пересадке в почву. 2 с. и 11 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и предназначено для вегетативного размножения растений in vitro, например винограда, полыни лимонной, яблони, черешни, картофеля, стевии, гвоздики и т.д.

Известны способ и устройство для асептического размножения клеток или тканей (заявка EP N 0412621, A 01 H 4/00, 1991) (прототип способа). Цепочку соединенных между собой индивидуальных стерильных капсул постепенно разматывают из горизонтальной упаковки, находящейся в емкости, и перемещают в вертикальном положении вдоль группы станций: на первой станции капсулы (мешочки) раскрывают с помощью вакуумных присосок, воздействующих на стенки капсул, и заполняют их питательной средой; на второй станции в капсулы высаживают экспланты; на третьей станции капсулы, содержащие питательную среду и экспланты, заваривают сверху горизонтальным швом для создания в них стерильности; на четвертой станции капсулы переводят из вертикального в горизонтальное положение и складывают в таком положении в емкость в виде упаковки. Способ-прототип предусматривает ряд последовательных действий, осуществляемых в устройстве над культуральными сосудами, предназначенными для высадки в них эксплантов и последующего выращивания из этих эксплантов растений, а именно таких, как то, что в устройстве соединенные между собой в виде цепочки культуральные сосуды-капсулы разматывают из упаковки, наполняют их питательной средой, потом после высадки эксплантов капсулы закрывают и складывают в емкость. В способе-прототипе устройство производит действия над культуральными сосудами-капсулами, в которые высаживают экспланты. Однако процессы получения эксплантов и их высадки в эти капсулы осуществляют ручным путем. В способе-прототипе не предусмотрены какие-либо действия в автоматическом режиме над культуральными сосудами-капсулами, в которых выросли растения in vitro. Поэтому ручным способом извлекают из емкости соединенные между собой культуральные сосуды, в которых выросли растения in vitro, раскрывают капсулы, извлекают из них растения, разрезают эти растения на экспланты и высаживают полученные экспланты в культуральные сосуды-капсулы.

Недостатком способа-прототипа является отсутствие автоматизированных действий над культуральными сосудами-капсулами, в которых выросли растения in vitro. Процессы извлечения капсул из емкости, их раскрытия, извлечения из капсулы растения, разрезки растения на экспланты, захвата и высадки эксплантов в капсулы не автоматизированы. Все эти действия в прототипе производятся вручную. На осуществление этих действий, производимых в способе-прототипе вручную, идут основные затраты труда при размножении растений in vitro. Способ-прототип не позволяет полностью автоматизировать размножение растений на всех этапах в замкнутом цикле. Также при размножении растений способом-прототипом не используются повторно культуральные сосуды, в которых выросли растения in vitro, что не дает соответственно экономии материалов. Применение способа-прототипа не позволяет получать полноценные растения, способные к адаптации к условиям in vivo, в связи с отсутствием обмена между газовой средой внутри культурального сосуда-капсулы и внешней газовой средой. Поэтому требуется дополнительная пересадка растений в культуральные сосуды другого типа для получения растений, способных адаптироваться к условиям in vivo. Способ-прототип позволяет размножать растения только на промежуточном этапе, тогда как больше всего растений необходимо размножить на последнем этапе, перед их пересадкой в почву, в условия in vivo. Способ-прототип не дает возможности размножать растения в замкнутом цикле. Требуются большие затраты времени и ручного труда для размножения растений in vitro на последнем этапе, перед их высадкой в почву, в условия in vivo.

Известны способ и устройство для асептического размножения клеток или тканей (заявка EP N 0412621, A 01 H 4/00, 1991) (прототип устройства). В устройстве-прототипе для размножения растений применяются культуральные сосуды - индивидуальные стерильные капсулы (мешочки), которые соединены между собой в виде цепочки. Капсулы выполнены в виде мешочков из органического полимера с мягкими стенками, с одной открытой стороной. Цепочка соединенных между собой индивидуальных стерильных капсул (мешочков), находится в горизонтальной упаковке, в емкости, с возможностью ее (цепочки) постепенного извлечения из этой емкости, перевода из горизонтального в вертикальное положение и транспортировки в таком положении в устройстве. В устройстве на первой станции (место совершения действия над капсулами) находится приспособление для формирования культуральных сосудов из находящихся в вертикальном положении и соединенных между собой капсул (мешочков) с открытой у них верхней стороной, с возможностью раскрытия этих капсул (мешочков) путем раздвижения их мягких стенок в стороны с помощью вакуумных присосок. На первой станции также имеется приспособление для заполнения капсул (мешочков) питательной средой через отверстия в верхней части мешочков (их стенки раздвинуты в стороны вакуумными присосками). На второй станции капсулы, наполненные питательной средой, находятся в раскрытом состоянии для высадки в них эксплантов. На третьей станции установлено приспособление с возможностью закрытия капсул (мешочков) путем заваривания горизонтальным швом отверстий в их верхних частях, с целью создания стерильных условий внутри капсул. На четвертой станции находится цепочка соединенных между собой капсул (мешочков), наполненных питательной средой, с находящимися внутри эксплантами, с возможностью перевода цепочки капсул из вертикального в горизонтальное положение и складывания ее в емкость в виде горизонтальной упаковки. В устройстве-прототипе есть приспособления для производства действий над культуральными сосудами-капсулами, в которые высаживают экспланты. Однако нет приспособлений, позволяющих автоматизированно производить высадку эксплантов в эти капсулы (мешочки), а также приспособлений, позволяющих в автоматическом режиме получать эти экспланты: извлекать капсулы с выросшими в них растениями из горизонтальной упаковки, раскрывать капсулы, извлекать из них растения, разрезать растения на экспланты, захватывать и высаживать экспланты в другие культуральные сосуды, наполненные питательной средой. В устройстве-прототипе нет приспособлений, позволяющих повторно выращивать растения в культуральных сосудах-капсулах, и не предусмотрены в этом же смысле какие-либо действия имеющимися приспособлениями устройства над капсулами с выросшими в них растениями. Культуральные сосуды-капсулы в прототипе завариваются герметично, и в них нет каких-либо отверстий для обмена газовой среды внутри культуральных сосудов с внешней средой, что не позволяет получать растения, способные к эффективной адаптации. Таким образом, в устройстве-прототипе нет приспособлений с возможностью производить в автоматическом режиме главные действия при размножении растений in vitro, а именно извлекать капсулы с выросшими в них растениями из емкости, раскрывать капсулы, разрезать растения на экспланты, захватывать эти экспланты и высаживать их в другие культуральные сосуды-капсулы. При размножении растений устройством-прототипом главные операции этого процесса выполняются вручную, а автоматизированные действия производятся только над культуральными сосудами-капсулами, в которые высаживают экспланты. В капсулах, герметично заваренных горизонтальным швом, нет отверстий, позволяющих без нарушения стерильности производить обмен газовой среды внутри культурального сосуда-капсулы с внешней средой. По этой причине при размножении растений устройством-прототипом вырастают растения, не способные к эффективной адаптации после их пересадки в почву, в теплицу. Поэтому перед высадкой растений в условия in vivo требуется получение их в других культуральных сосудах, действия над которыми не предусмотрены в устройстве-прототипе. А так как при размножении растений in vitro выращивание растений, уже предназначенных для пересадки в условия in vivo, наибольший объем работы требуется выполнить (необходимо размножить растений больше, чем на предыдущих этапах) на последнем перед адаптацией in vivo этапе размножения in vitro, отсутствие вышеуказанных приспособлений в устройстве-прототипе значительно снижает эффективность размножения in vitro.

В основу изобретения поставлена задача создать способ автоматизированного размножения растений in vitro, производящий действия над культуральными сосудами и над растениями, выросшими в них в стерильных условиях in vitro, которые обеспечивают полную автоматизацию всех процессов размножения растений in vitro, в отличие от действий в прототипе автоматизированную разрезку растений на экспланты и высадку эксплантов в культуральные сосуды, получение полноценных растений, способных к адаптации при их высадке в почву, в условия in vivo, а также повторное выращивание растений из остатков стеблей с корнями в культуральных сосудах, где растения были разрезаны на экспланты, за счет чего исключаются затраты ручного труда на всех стадиях замкнутого цикла размножения растений in vitro, увеличивается скорость размножения, экономятся материалы (повторное выращивание растений в культуральных сосудах), ускоряется рост растений in vitro, повышается приживаемость растений при их высадке в почву, в условия in vivo, а следовательно, в целом, снижаются экономические затраты, необходимые для размножения растений in vitro.

Поставленная задача решается тем, что в способе автоматизированного размножения растений in vitro, содержащем общие с прототипом существенные признаки, включающие ряд последовательных действий устройством над культуральными сосудами, в которые высаживают экспланты, таких как то, что объединенные между собой в виде ленты (цепочки) культуральные сосуды-капсулы (мешочки) или ячейки разматывают из упаковки, наполняют их питательной средой, высаживают в них экспланты (в прототипе - ручным способом), закрывают эти культуральные сосуды-капсулы (мешочки) или ячейки для создания в них стерильности и укладывают ленту (цепочку капсул или ячеек) в упаковку для выращивания из эксплантов растений in vitro, согласно изобретению вводится то, что в устройстве ленту с выросшими в ее культуральных сосудах-ячейках растениями раскручивают из рулона на штативе, за счет гибкости переводят эту ленту из вертикального положения в горизонтальное, раскрывают ячейки путем снятия пленки покрытия с основания ленты, затем стебли выросших растений комплектами ножей и пересадочных лапок разрезают в верхних камерах ячеек на экспланты, которые потом высаживают этими же комплектами в две или большее количество ячеек другой, движущейся в горизонтальной плоскости стерильной ленты, в которые дозатором предварительно наливают жидкую питательную среду, после чего эти ячейки закрывают, присоединяя пленку покрытия к основанию ленты, переводят эту ленту из горизонтального в вертикальное положение и сматывают ее в рулон на штативе, а в нижние камеры и камеры для высадки эксплантов ячеек ленты, в верхних камерах которой стебли разрезали на экспланты, доливают дозатором свежую жидкую питательную среду, после чего эти ячейки закрывают путем присоединения к основанию этой ленты пленки покрытия, за счет гибкости ее также переводят из горизонтального в вертикальное положение, сматывают в рулон на штативе и из остатков стеблей в камере для высадки экспланта с их корнями в нижней камере повторно выращивают растения. В зависимости от того, как устроены ножи и пересадочные лапки в их комплекте, или сначала разрезают стебель на экспланты, а затем их захватывают пересадочными лапками, или сначала захватывают стебель растения в местах будущих эксплантов, а затем ножами разрезают этот стебель на экспланты. Влажность воздуха в верхней камере и аэрацию жидкой питательной среды в нижней камере ячейки ленты регулируют количеством и диаметром бороздок, выполненных на основании ленты, а также величиной отверстий в нижней стенке камеры для высадки экспланта. Общими признаками способа-прототипа с предложенным способом являются действия над объединенными между собой в виде цепочки (ленты) культуральными сосудами-капсулами (мешочками) или ячейками, в которые высаживают экспланты, такие, как то, что капсулы разматывают из упаковки и подают в устройство, где культуральные сосуды заполняют питательной средой и высаживают в них экспланты. Затем объединенные между собой культуральные сосуды-капсулы (мешочки) или ячейки закрывают для создания в них стерильных условий и сматывают в виде упаковки.

Известный и предложенный способы различаются тем, что 1) в способе-прототипе цепочку соединенных между собой капсул (мешочков) разматывают из горизонтальной упаковки в емкости (капсулы уложены змейкой, например слева направо, справа налево и т.д.), а в предложенном способе их (ячейки) разматывают из рулона; 2) в способе-прототипе производят действия в устройстве над соединенными между собой капсулами (мешочками), находящимися в вертикальном положении, а в заявляемом способе - над находящимися в горизонтальном положении; 3) в способе-прототипе из капсул (мешочков) формируют культуральные сосуды посредством раздвижения стенок капсул (мешочков) в стороны с помощью вакуумных присосок, а в предложенном способе культуральные сосуды-ячейки имеют довольно жесткую конструкцию, сохраняют свою форму и поэтому нет никакой необходимости в формировании из них культуральных сосудов, так как они уже готовы для розлива в них питательной среды и высадки эксплантов; 4) в способе-прототипе высаживают экспланты в культуральные сосуды-капсулы (мешочки) ручным путем, в предложенном способе - автоматизированно с помощью комплекта ножей и пересадочных лапок; 5) в способе-прототипе культуральные сосуды-капсулы (мешочки) закрывают для создания в них стерильности путем заваривания верхней открытой стороны находящихся в вертикальном положении мешочков горизонтальным швом, а в предложенном способе культуральные сосуды-ячейки закрывают путем присоединения к основанию ленты (находится в горизонтальном положении) термоактивной пленки покрытия; 6) в способе-прототипе соединенные между собой в виде цепочки культуральные сосуды-капсулы (мешочки) складывают в виде горизонтальной упаковки в емкость (змейкой, слева направо, справа налево и т.д.), а в предложенном способе культуральные сосуды-ячейки ленты сматывают в рулон на штативе (в рулоне ячейки находятся в вертикальном положении); 7) в способе-прототипе вручную высаживают экспланты в капсулы (мешочки), заполненные в устройстве питательной средой. В предложенном способе высадка эксплантов производится в устройстве комплектом ножей и пересадочных лапок в автоматическом режиме. Из всех этих вышеперечисленных признаков способа - прототипа и предложенного способа выбраны общие признаки для обоих способов. Отличия предложенного способа от прототипа состоят в следующем. 1) В предложенном способе производятся действия над культуральными сосудами, в которых выросли растения in vitro, а также над выросшими в них растениями, а именно такие, как то, что ленту с выросшими в ее культуральных сосудах-ячейках растениями раскручивают из рулона на штативе и за счет гибкости переводят из вертикального (в таком положении росли растения в ячейках в световой комнате) в горизонтальное положение, раскрывают ячейки путем снятия пленки покрытия с основания ленты, а стебли выросших растений разрезают ножами комплекта ножей и пересадочных лапок на экспланты и захватывают экспланты пересадочными лапками этих комплектов. В способе-прототипе устройство не производит какие-либо действия над культуральными сосудами-капсулами (мешочками), в которых выросло растения in vitro, а также над выросшими в них растениями. Очевидно, что действия, такие как извлечение культуральных сосудов-капсул (мешочков) из упаковки, раскрытие капсул (мешочков), извлечение из них растений, разрезка растений на экспланты, захват эксплантов для их высадки, - в способе-прототипе производятся вручную. 2) В предложенном способе пересадочные лапки, захватившие экспланты, на которые ножами разрезали растение, переносят эти экспланты к культуральным сосудам-ячейкам другой ленты. Пересадочные лапки высаживают экспланты в эти ячейки с предварительной налитой в них дозатором жидкой питательной средой. В способе-прототипе производятся действия над культуральными сосудами-капсулами, в которые высаживают экспланты, но операцию высадки эксплантов производят ручным путем. 3) В предложенном способе ячейки с налитой в них дозатором жидкой средой и эксплантами, высаженными пересадочными лапками, закрывают путем присоединения пленки покрытия к основанию находящейся в горизонтальном положении ленты. В способе-прототипе культуральные сосуды-капсулы (мешочки), находящиеся в вертикальном положении, закрывают, заваривая у них верхнюю, открытую часть горизонтальным швом. 4) В предложенном способе закрытые культуральные сосуды-ячейки с высаженными в них эксплантами, объединенные в виде гибкой ленты, переводят из горизонтального в вертикальное положение, а в способе-прототипе цепочку соединенных между собой капсул (мешочков) наоборот переводят из вертикального положения в горизонтальное. 5) В предложенном способе закрытые культуральные сосуды-ячейки, соединенные между собой в виде ленты, с налитой в них питательной средой и высаженными эксплантами, в вертикальном положении сматывают в рулон на штативе, а в способе-прототипе культуральные сосуды-капсулы (мешочки), наоборот, - в горизонтальном положении (змейкой, например слева направо, справа налево и т.д.), складывают в емкость в виде горизонтальной упаковки. 6) В предложенном способе в культуральные сосуды-ячейки, в верхних камерах которых растения разрезали на экспланты, с остатками стеблей в камерах для высадки эксплантов и корнями в нижних камерах, доливают свежую жидкую питательную среду. Какое-то количество среды остается после выращивания в ячейке растения. В горизонтальном положении ячейки среда растекается по ее камерам (кроме верхней). Поэтому в какую из камер будут доливать питательную среду: в нижнюю камеру, в камеру для высадки экспланта или в две сразу, - не имеет принципиального значения, так как остатки стеблей в камере для высадки экспланта имеют корни в нижней камере, и после закрытия ячеек и их перевода в вертикальное положение вся среда перетечет в нижнюю камеру. Затем эти ячейки закрывают, присоединяя пленку покрытия к основанию ленты, переводят эту ленту из горизонтального в вертикальное положение и сматывают ее в таком положении в рулон на штативе. В способе-прототипе все эти действия отсутствуют, так как не производятся какие-либо операции в устройстве над культуральными сосудами, в которых выросли растения in vitro, а также над этими растениями. 7) В предложенном способе выращивают растения в культуральных сосудах-ячейках как из эксплантов, так и из оставшихся после нарезки эксплантов частей стеблей с корнями. В способе-прототипе выращивают растения только из эксплантов. 8) В предложенном способе можно или сначала разрезать растение на экспланты, а затем захватывать их пересадочными лапками, или сначала пересадочными лапками захватывать растение в местах будущих эксплантов, а затем разрезать его ножами. В способе-прототипе отсутствуют операции разрезки в устройстве растения на экспланты и их захвата. Эти действия производятся в прототипе вручную. 9) В предложенном способе влажность воздуха в верхней камере и аэрацию жидкой питательной среды в нижней камере ячейки ленты регулируют количеством и диаметром бороздок, выполненных на основании ленты, а также величиной отверстий в нижней стенке камеры для высадки экспланта. В способе-прототипе эти операции отсутствуют. Культуральные сосуды-капсулы (мешочки) заваривают герметично горизонтальным швом. Таким образом, предложенный способ по целому ряду существенных признаков технического решения поставленной задачи - автоматизации размножения растений in vitro отличается от способа-прототипа. Предложенный способ позволяет полностью автоматизировать процесс размножения растений in vitro, в результате чего сокращаются затраты труда и материалов, а также обеспечивает повторное выращивание растений в культуральных сосудах-ячейках, в которых растения разрезали на экспланты. Также за счет регулирования влажности воздуха и аэрации среды значительно улучшаются способности растений к адаптации in vivo. Получаемые in vitro растения пригодны для высадки в почву. Растения, размноженные способом-прототипом, не пригодны для пересадки в условия in vivo, где более низкая влажность воздуха, нежели в культуральных сосудах-капсулах (мешочках), которые закрыты (заварены) герметично.

В основу изобретения поставлена задача создать устройство для автоматизированного размножения растений in vitro, где растения размножают в культуральных сосудах с выполненными в них отверстиями, которые будут обеспечивать как обмен газовой среды внутри культуральных сосудов с внешней средой, так и стерильность внутри культуральных сосудов. Также в культуральных сосудах необходимы опорные и конструктивные элементы для фиксации высаженного экспланта и поддержания растения в определенном положении. В устройстве должно находиться приспособление с возможностью разрезки выросших в культуральных сосудах растений на экспланты, их захвата и высадки в другие культуральные сосуды с налитой в них в устройстве жидкой питательной средой. Конструкция предложенного устройства должна автоматизировать разрезку растений на экспланты, их захват и высадку. В устройстве-прототипе нет такого приспособления, и эти операции производятся вручную. Конструкция культуральных сосудов должна обеспечивать повторное закрытие и открытие культуральных сосудов (повторное выращивание растений из частей стеблей с корнями, оставшихся после разрезки растений на экспланты). Обмен газовой среды внутри культуральных сосудов с внешней средой должен способствовать получению полноценных растений, которые хорошо приживаются после их высадки в условия in vivo. Конструктивные элементы, выполненные в культуральных сосудах, дают возможность производить разрезку растений на экспланты и их захват с высокой надежностью.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для автоматизированного размножения растений in vitro, содержащем общие с прототипом существенные признаки, такие как культуральные сосуды, соединенные между собой в виде ленты (цепочки), отделенные друг от друга перемычками и перемещаемые в устройстве из одной их упаковки в другую, с возможностью наполнения этих культуральных сосудов питательной средой, высадки в них эксплантов и закрытия их для дальнейшего выращивания из эксплантов растений in vitro, согласно изобретению вводится то, что лента состоит из основания в форме листа с выштампованными в нем культуральными сосудами-ячейками, в ячейке имеется верхняя камера для роста стеля растения, нижняя камера для развития его корней и расположенная между верхней и нижней камерами камера для высадки экспланта, которая отделена от нижней камеры нижней стенкой с канавкой для размещения нижней части экспланта, ограниченной с двух сторон выступами с возможностью присоединения к ним пленки покрытия, причем в нижней стенке выполнены отверстия для перетекания питательной среды в нижнюю камеру после перевода ленты из горизонтального в вертикальное положение, нижняя камера и камера для высадки экспланта шире верхней камеры, на основании ленты выштампованы бороздки, соединяющие верхнюю камеру и камеру для высадки экспланта с отверстием в перемычке ленты, и выполнены отверстия перфорации с возможностью зацепления за них зубчатым барабаном, устройство включает комплект ножей с пересадочными лапками, а в ячейках ленты выштампованы пазы с возможностью движения в них ножей во время разрезания растений на экспланты и захвата этих эксплантов пересадочными лапками с двух сторон каждого паза, причем выштампованные на основании ленты зигзагообразные бороздки соединяют имеющуюся в ячейке камеру для высадки экспланта и каждый отдел верхней камеры, ограниченный стенками пазов для разрезания растений, с отверстием в ленте, выполненным между ее ячейками, пленка покрытия выполнена из термоактивного материала с возможностью путем нагрева ее присоединения к основанию (кроме боковых сторон ленты, где выполнены отверстия перфорации) ленты, в ячейки которой налита жидкая питательная среда и высажены экспланты, а также ленты, в ячейках которой находятся части стеблей с корнями, оставшиеся после разрезки стеблей на экспланты в верхних камерах ячеек, для последующего выращивания в световой комнате растений in vitro, как из эксплантов, так и из частей стеблей с корнями, в устройстве могут быть установлены или комплекты ножей и пересадочных лапок, в которых ножи и пересадочные лапки жестко соединены друг с другом с возможностью движения в пазах ячеек навстречу друг другу, при этом ножи сначала разрезают стебель растения на экспланты, которые затем захватываются пересадочными лапками, или в устройстве находятся комплекты ножей и пересадочных лапок, в которых ножи и пересадочные лапки нежестко соединены друг с другом, а в качестве одной из режущих сторон выступает одна из стенок каждого паза верхней камеры ячейки с возможностью сначала захвата стебля растения в местах будущих эксплантов, а затем его разрезки на экспланты путем скольжения каждого ножа сверху вниз по наклонной стенке паза ячейки. Предложенное устройство отличается от устройства-прототипа наличием комплекта ножей и пересадочных лапок с возможностью автоматизированной разрезки растений на экспланты, их захвата и высадки этих эксплантов в культуральные сосуды-ячейки с налитой в них жидкой питательной средой. В устройстве-прототипе нет какого-либо приспособления для разрезки растений на экспланты, их захвата и высадки, что требует затрат труда для выполнения этих операций вручную. Более подробно отличия предложенного устройства от прототипа состоят в следующем. 1) В устройстве-прототипе культуральные сосуды-капсулы выполнены из органического полимера с мягкими стенками в виде мешочков, соединенных между собой боковыми сторонами и имеющих открытые верхние стороны. В предложенном устройстве культуральные сосуды-ячейки, сохраняющие свою форму, выштампованы на плоском листе основания ленты, гибкость которой обеспечивается за счет гибкости перемычек между ячейками и наличия между ячейками отверстий в перемычках. Ячейки открыты с боковой стороны (капсулы (мешочки) в прототипе открыты с верхней стороны). 2) В устройстве-прототипе культуральные сосуды-капсулы (мешочки) с мягкими боковыми стенками с возможностью после наполнения их питательной средой и высадки в них эксплантов закрытия культуральных сосудов-капсул (мешочков) путем герметичного заваривания их открытой верхней стороны горизонтальным швом. В предложенном устройстве культуральные сосуды-ячейки выполнены с возможностью их закрытия путем присоединения термоактивной пленки покрытия к основанию ленты (исключая боковые стороны ленты, где выполнены отверстия перфорации, служащие для зацепления за них зубчатыми барабанами). Из всех этих вышеперечисленных признаков устройства-прототипа и заявляемого устройства выбраны общие признаки для обоих этих решений. Конструкция заявляемого устройства отличается от конструкции прототипа по следующим признакам. 1) В предложенном устройстве в культуральных сосудах имеются конструктивные элементы с возможностью поддержания в заданном положении высаженного экспланта и растущего растения (нижняя и верхняя камеры, камера для высадки экспланта, с разграничивающими их стенками, причем ширина верхней камеры меньше ширины нижней камеры и камеры для высадки экспланта), а также обеспечения надежной разрезки ножами растения на экспланты и захвата этих эксплантов пересадочными лапками комплекта ножей и пересадочных лапок, установленного в устройстве (пазы в верхней камере ячейки). Культуральные сосуды-капсулы (мешочки) устройства-прототипа выполнены в виде мешочков с мягкими стенками и никаких конструктивных элементов внутри них нет. 2) В предложенном устройстве на основании ленты выполнены зигзагообразные бороздки с возможностью осуществления обмена газовой среды внутри культуральных сосудов с внешней средой после присоединения пленки покрытия к основанию ленты, что повышает качество выращиваемых растений и ускоряет их рост. В устройстве-прототипе культуральные сосуды-капсулы (мешочки) после заполнения их питательной средой и высадки в них эксплантов закрывают герметично, что не позволяет получать полноценные растения, способные к адаптации к условиям in vivo. 3) В предложенном устройстве установлены комплекты ножей и пересадочных лапок с возможностью автоматизированной разрезки выросших в культуральных сосудах-ячейках растений на экспланты, захвата этих эксплантов (причем разрезка и захват эксплантов производятся непосредственно в верхней камере ячейки, одновременно по всей длине стебля растения), переноса эксплантов к ячейкам, с предварительно налитой в них в устройстве питательной средой и высадки их в эти ячейки, что исключает затраты ручного труда на производство этих операций. В конструкции прототипа отсутствует какое-либо приспособление для разрезки растений на экспланты и высадки эксплантов, и эти операции делают вручную. Таким образом, предложенное устройство по сравнению с устройством-прототипом позволит сократить затраты труда, повысить эффективность размножения in vitro и улучшить качество выращиваемых in vitro растений.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 схематично изображена лента с ячейками для автоматизированного размножения растений in vitro и их высадки на адаптацию в условия in vivo; на фиг. 2 - ячейка ленты ("а" - вид сверху, "б" - разрез по А-А на "а", "в" - разрез по Б-Б на "а", "г" - разрез по В-В на "а", "д" - разрез по Г-Г на "а", "е" - разрез по Д-Д на "а", "ж" - разрез по Е-Е на "а"). На фиг. 3 схематично изображен автомат для размножения растений in vitro; на фиг. 4 - ячейка ленты, ножи с пересадочными лапками и пересадочные лапки без ножей в верхнем положении перед разрезкой растения на экспланты и захватом эксплантов; на фиг. 5 - ячейка ленты, ножи с пересадочными лапками и пересадочные лапки без ножей в нижнем положении перед разрезкой растения на экспланты и захватом эксплантов; на фиг. 6 - пересадочные лапки, захватившие эксплант, две рамы находятся в верхнем положении перед высадкой экспланта; на фиг. 7 - пересадочные лапки в разомкнутом положении, две рамы находятся на основании в нижнем положении после высадки экспланта; на фиг. 8 - привод движения комплекта ножей с пересадочными лапками; на фиг. 9 - устройство движения в автомате комплектов ножей с пересадочными лапками; на фиг. 10 - конструкция ножа в виде пластины с пересадочными лапками, жестко не соединенными с ножом.

Для размножения растений предложенным способом и устройством для автоматизированного размножения растений in vitro используют культуральные сосуды-ячейки ленты (фиг. 1, 2). Лента состоит из основания 1 в виде листа с выштампованными в нем ячейками 2 для размещения питательной среды и экспланта, отделенными одна от другой перемычками 3. К ленте присоединяют покрытие 4 из одного листа прозрачной термоактивной пленки. В ячейке имеется нижняя камера 5 для роста корней, размещения жидкой среды и верхняя камера 6 для роста стебля растения. На основании ленты находятся отверстия перфорации 7 для транспортировки ленты.

В ячейке ленты 2 имеется камера 8 для высадки экспланта, которая отделена от нижней камеры 5 нижней стенкой 9. В нижней стенке выштампованы отверстия 10 для перетекания среды из камеры 8 для размещения экспланта в нижнюю камеру 5. Через отверстия 10 также осуществляется аэрация жидкой среды в нижней камере 5. На нижней стенке 9 расположены выступы 11, которые ограничивают с двух сторон нижнюю канавку 12 для размещения нижней части экспланта. К выступам 11 и расположенным по краям нижней стенки выступам 13, находящимся на одном уровне с основанием 1, присоединяют покрытие 4, что препятствует падению экспланта в нижнюю камеру и исключает провисание покрытия под тяжестью среды, находящейся в нижней камере 5, после перевода ленты из горизонтального в вертикальное положение. Верхнюю камеру 6 отделяет от камеры 8 для размещения экспланта верхняя стенка 14, которая препятствует попаданию среды в верхнюю камеру 6, но не препятствует росту стебля у экспланта. На верхней стенке 14 имеются верхние выступы 15, ограничивающие с двух сторон верхнюю канавку 16 для размещения верхней части экспланта. К выступам 15, находящимся на одном уровне с основанием 1, присоединяют покрытие 4, что препятствует выпадению экспланта из канавки 16 после перевода ленты в вертикальное положение. В случае скольжения экспланта вниз и выпадения его верхней части из канавки 16 он удерживается листьями в нижней канавке 12 от падения в нижнюю камеру 5. В верхней камере 6 ячейки 2 ленты выштампованы пазы 17, в которых движутся ножи во время разрезки растения на экспланты. Каждый паз 17 ограничен снизу стенкой 18 и сверху - стенкой 19. Нижняя камера 5 и камера 8 для размещения экспланта шире верхней камеры 6, в результате чего ширина экспланта меньше ширины камеры 8 для размещения экспланта, что исключает попадание его частей (листьев) на основание ленты во время присоединения покрытия. На основании ленты выштампованы бороздки 20, соединяющие верхнюю камеру 6, и бороздки 21, соединяющие камеру 8 для размещения экспланта с внешней средой. Через бороздки 20 и 21 осуществляется газообмен ячейки с внешней средой, что обеспечивает у растений физиологические процессы фотосинтеза и дыхания. Бороздки 20 и 21 идут от камер 6 и 8 к отверстию 22 между ячейками ленты. Отверстие 22 способствует гибкости ленты при переводе ленты из вертикального в горизонтальное положение, и наоборот, обеспечивает воздухообмен ячейки 2 с внешней средой, а также уменьшает размер рулона ленты в случае расстояния между ячейками ленты, соответствующего расстоянию между растениями в ряду при их высадке на адаптацию к условиям in vivo - ячейки каждого следующего витка ленты в рулоне заходят в отверстия между ячейками. Кроме того, экономится материал - пластмасса, из которой сделана лента. Для устранения засорения плантации остатками ленты ленту и покрытие ленты изготавливают из разлагаемого во времени материала под действием микроорганизмов или под действием ультрафиолета при предобработке перед высадкой на адаптацию, или под действием влажности на внешнюю сторону ленты и покрытия, или при комбинировании различных материалов, способных разлагаться под действием различных факторов при послойном изготовлении ленты.

Для размножения растений предложенным способом устройство (фиг. 3) размещают в двух сочлененных ламинарных боксах 23 (пылезащитных камерах типа УО-БГ или в аналогичных ламинарных боксах) с регулируемой скоростью потока воздуха, что обеспечивает стерильность процесса. В устройстве находится рулон стерильной ленты 24, рулон 25 стерильной термоактивной пленки покрытия 4, к