Устройство и способ доставки пыльцы для направленного опыления растений
Группа изобретений относится к области сельского хозяйства, в частности к устройству и способам доставки пыльцы в процессе направленного опыления при выращивании растений маиса. Устройство для направленного опыления растения маиса содержит жесткую трубку, имеющую первый конец, второй конец и канал, определенный между ними. Жесткая трубка выполнена с возможностью вмещения метелки растения маиса через отверстие возле первого конца и взаимодействия с осью початка растения маиса возле второго конца. Канал, образованный жесткой трубкой, определяет путь между метелкой и осью початка для обеспечения переноса пыльцы с метелки на ось початка. Жесткая трубка может быть выполнена телескопической для обеспечения возможности регулирования общей длины жесткой трубки. Устройство имеет изоляционные мешочки, один из которых укрепляется на первом конце жесткой трубки с возможностью вмещения метелки растения маиса, второй изоляционный мешочек укрепляется на втором конце с возможностью вмещения початка растения маиса. Устройство может содержать вентилятор, выполненный с возможностью направления воздуха на метелку в помощь переносу пыльцы по каналу на ось початка. В способах направленного направления опыления растений маиса используется устройство для направленного перекрестного опыления между разными растениями одного вида и растениями разных видов. Группа изобретений обеспечивает возможность направленного опыления растений, в том числе и перекрестного, с наименьшими затратами времени. 6 н. и 17 з.п. ф-лы, 10 ил.
ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Различные варианты осуществления настоящего изобретения относятся, в общем, к устройству и способу доставки пыльцы. В частности, в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения предлагаются устройство и способ доставки пыльцы для обеспечения направленного опыления.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
По целому ряду причин виды растений могут намеренно скрещиваться. Например, в некоторых практических применениях могут намеренно скрещиваться виды растений для создания гибридных видов растений. В некоторых практических применениях гибридные растения скрещиваются для достижения различных желательных признаков. Эти признаки могут включать, например, улучшенные характеристики урожайности и более высокое агрономическое качество, стойкость к жаре и засухе и стойкость к болезни и повреждению, производимой насекомыми. Обычно растения могут обладать способностью к самоопылению, перекрестному опылению или как к одному, так и к другому. Термин «самоопыление» описывает опыление с использованием пыльцы с одного цветка, которая переносится на тот же или другой цветок того же растения. Термин «перекрестное опыление» описывает опыление с использованием пыльцы, доставленной с цветка другого растения из другого семейства, линии или вида.
Растения, которые самоопылялись и отбирались на протяжении многих поколений, становятся гомозиготными почти во всех генных локусах и продуцируют однородную популяцию потомков, относящихся к чистой линии. Это могло бы включать и двойные гаплоидные линии, полностью гомозиготные особи, продуцированные в пределах одного поколения. Скрещивание между двумя разными гомозиготными линиями продуцирует однородную популяцию гибридных растений, которые для многих генных локусов могут быть гетерозиготными. Скрещивание двух растений, каждое из которых гетерозиготное в нескольких генных локусах, даст популяцию гетерогенных растений, отличающихся генетически и которые не будут однородными.
Маис (Zea mays L.), в США часто называемый кукуруза, можно скрещивать как с помощью самоопыления, так и перекрестного опыления. Маис имеет на одном и том же растении отдельные мужские и женские цветки. Мужские цветки расположены на метелке, а женские – на початке. Естественное опыление у маиса происходит, когда зерна пыльцы с метелки оседают на шелках, выступающих из верхушек початков.
Разработка гибридного сорта маиса по программе производства семян маиса может включать три этапа: (1) выбор растений из различных пулов зародышевой плазмы для начальных селекционных скрещиваний; (2) самоопыление выбранных растений из селекционных скрещиваний в течение нескольких поколений для получения ряда инбредных линий, которые индивидуально обладают способностью передавать признак потомству и являются высокооднородными или выбранными растениями из полностью гомозиготных двойных гаплоидов, полученных из селекционных скрещиваний; и (3) скрещивание выбранной инбредной линии с выбранной инбредной линией для получения гибридного потомства.
Важным результатом гомозиготности и гомогенности инбредных линий является то, что гибрид между определенной парой инбредов может воспроизводиться бесконечно, пока поддерживается гомогенность инбредных родителей. После того как инбреды, создающие улучшенный гибрид, установлены, можно обеспечить непрерывную поставку семян гибрида с использованием этих инбредных родителей, и из этой поставки семян гибрида можно затем выращивать растения гибридной кукурузы.
Соответственно, разработка и производство семян маиса может потребовать контролируемого опыления на одном или нескольких этапах, как описано выше.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В различных вариантах осуществления настоящего изобретения предлагаются устройства и способы направленного опыления растений. В одном варианте осуществления предлагается устройство для направленного опыления растения маиса, причем растение маиса имеет метелку и ось початка. Устройство содержит жесткую трубку, имеющую первый конец, второй конец и канал, определенный между ними, причем жесткая трубка выполнена с возможностью приема метелки растения маиса возле первого конца, причем жесткая трубка выполнена с возможностью взаимодействия с осью початка растения маиса возле второго конца, и причем канал определяет путь между метелкой и осью початка для обеспечения переноса пыльцы с метелки на ось початка.
В еще одном варианте осуществления жесткая трубка представляет собой телескопическую жесткую трубку, так что общая длина жесткой трубки является регулируемой. В еще одном варианте осуществления второй конец имеет отверстие второго конца, выполненное с возможностью вмещения оси початка растения маиса. В еще одном варианте осуществления второй конец выполнен с возможностью взаимодействия с изоляционным мешочком для початка, так что пыльца может переноситься с метелки на ось початка растения маиса по каналу и изоляционному мешочку для початка. В еще одном варианте осуществления первый конец выполнен с возможностью взаимодействия с изоляционным мешочком для метелки, так что метелка вмещается в изоляционный мешочек для метелки. В еще одном варианте осуществления жесткая трубка имеет отверстие возле первого конца, и это отверстие выполнено с возможностью вмещения через него метелки. В еще одном варианте осуществления жесткая трубка изготовлена по меньшей мере из одного из следующих материалов: ПВХ, поликарбоната, полипропилена, пластмассы, картона или биоразлагаемого материала. В еще одном варианте осуществления путь закрыт для предотвращения ненамеренного перекрестного опыления. В еще одном варианте осуществления канал имеет гладкую поверхность для предотвращения препятствия переносу пыльцы с метелки на ось початка. Еще один вариант осуществления дополнительно содержит вентилятор, прикрепленный к жесткой трубке, причем вентилятор сообщается с каналом по текучей среде, причем вентилятор выполнен с возможностью создания потока воздуха для переноса пыльцы по каналу на ось початка.
В еще одном варианте осуществления предлагается способ направленного опыления растения маиса, причем растение маиса содержит метелку и ось початка. Способ включает обеспечение жесткой трубки, имеющей первый конец, второй конец и канал, определенный между ними, и прикрепление жесткой трубки к растению маиса, так что метелку вмещают возле первого конца и ось початка располагают для взаимодействия с каналом возле второго конца, так что канал определяет путь между метелкой и осью початка для обеспечения переноса пыльцы с метелки на ось початка.
Еще один вариант осуществления дополнительно включает прикрепление вентилятора к жесткой трубке, так что вентилятор сообщается с каналом по текучей среде, причем вентилятор выполнен с возможностью создания потока воздуха для переноса пыльцы по каналу на ось початка. В еще одном варианте осуществления жесткая трубка представляет собой телескопическую жесткую трубку, так что общая длина жесткой трубки является регулируемой. В еще одном варианте осуществления прикрепление жесткой трубки включает расположение оси початка в отверстие второго конца жесткой трубки возле второго конца. Еще один вариант осуществления дополнительно включает прикрепление изоляционного мешочка для початка к жесткой трубке возле второго конца, так что изоляционный мешочек для початка взаимодействует с осью початка, и пыльца переносится с метелки на ось початка растения маиса по каналу и через изоляционный мешочек для початка. Еще один вариант осуществления дополнительно включает прикрепление изоляционного мешочка для метелки к жесткой трубке возле первого конца и вмещение метелки в изоляционный мешочек для метелки. В еще одном варианте осуществления прикрепление жесткой трубки включает вставку метелки в отверстие возле первого конца жесткой трубки. В еще одном варианте осуществления канал является жестким для определения гладкой поверхности для предотвращения препятствия переносу пыльцы с метелки на ось початка. В еще одном варианте осуществления прикрепление жесткой трубки к растению маиса осуществляют в любое время до появления цветка и позже при развитии цветка.
В еще одном варианте осуществления предлагается устройство для направленного перекрестного опыления растения маиса. Устройство содержит жесткую трубку, имеющую первый конец, второй конец и канал, определенный между ними, причем жесткая трубка выполнена с возможностью вмещения метелки первого растения маиса возле первого конца, причем жесткая трубка выполнена с возможностью взаимодействия с осью початка второго растения маиса возле второго конца, и причем канал определяет путь между метелкой первого растения маиса и осью початка второго растения маиса для обеспечения переноса пыльцы с метелки на ось початка.
В еще одном варианте осуществления предлагается способ направленного перекрестного опыления растения маиса. Способ включает обеспечение жесткой трубки, имеющей первый конец, второй конец и канал, определенный между ними, и прикрепление жесткой трубки к первому растению маиса, так что метелку первого растения маиса вмещают возле первого конца; прикрепление жесткой трубки ко второму растению маиса, так что ось початка второго растения маиса располагают для взаимодействия с каналом возле второго конца, так что канал определяет путь между метелкой и початком для обеспечения переноса пыльцы с метелки на ось початка.
В еще одном варианте осуществления предлагается устройство для направленного перекрестного опыления растения. Устройство содержит жесткую трубку, имеющую первый конец, второй конец и канал, определенный между ними, причем жесткая трубка выполнена с возможностью вмещения части-источника пыльцы растения первого вида возле первого конца, причем жесткая трубка выполнена с возможностью взаимодействия с вмещающей пыльцу частью растения второго вида возле второго конца, и причем канал определяет путь между частью-источником пыльцы растения первого вида и вмещающей пыльцу частью растения второго вида для обеспечения переноса пыльцы с части-источника пыльцы на вмещающую пыльцу часть.
В еще одном варианте осуществления предлагается способ направленного перекрестного опыления растения. Способ включает обеспечение жесткой трубки, имеющей первый конец, второй конец и канал, определенный между ними, прикрепление жесткой трубки к части-источнику пыльцы растения первого вида, так что часть-источник пыльцы растения первого вида вмещают возле первого конца; и прикрепление жесткой трубки к вмещающей пыльцу части растения второго вида, так что вмещающую пыльцу часть растения второго вида располагают для взаимодействия с каналом возле второго конца, так что канал определяет путь между частью-источником пыльцы и вмещающей пыльцу частью для обеспечения переноса пыльцы с части-источника пыльцы на вмещающую пыльцу часть.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ НЕСКОЛЬКИХ ВИДОВ ГРАФИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА
Описав, таким образом, настоящее изобретение в общих выражениях, теперь будет сделана ссылка на сопроводительные графические материалы, которые необязательно изображены в масштабе и где:
на фиг. 1 изображено растение маиса, имеющее метелку, стебель и ось початка;
на фиг. 2 изображено устройство для направленного опыления, выполненное с возможностью доставки зерен пыльцы, в соответствии с одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 3 изображено телескопическое устройство для направленного опыления для доставки зерен пыльцы в соответствии с еще одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 4 изображено растение маиса и устройство для направленного опыления, выполненное с возможностью доставки зерен пыльцы в соответствии с одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 5 изображен вид крупным планом растения маиса и устройства для направленного опыления, выполненного с возможностью доставки зерен пыльцы в соответствии с одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 6A показаны растение маиса и телескопическое устройство для направленного опыления, выполненное с возможностью доставки зерен пыльцы в соответствии с одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 6B показаны растение маиса и телескопическое устройство для направленного опыления, выполненное с возможностью доставки зерен пыльцы в соответствии с еще одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 7 показаны растение маиса и устройство для направленного опыления, выполненное с возможностью доставки зерен пыльцы в соответствии с еще одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 8 показан способ доставки зерен пыльцы в соответствии с еще одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 9 показано направленное перекрестное опыление между двумя разными растениями маиса в соответствии с еще одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения; и
на фиг. 10 показано направленное перекрестное опыление между видами в соответствии с еще одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Настоящее изобретение теперь будет более подробно описано ниже в данном документе со ссылкой на прилагаемые графические материалы, на которых показаны некоторые, но не все варианты осуществления настоящего изобретения. В действительности, настоящее изобретение можно осуществлять во многих различных формах, и его не следует рассматривать как ограниченное вариантами осуществления, изложенными в данном документе; скорее данные варианты осуществления представлены с тем, чтобы данное раскрытие удовлетворяло требованиям действующего законодательства. Одинаковые числа относятся к одинаковым элементам по всему документу.
Направленное опыление растений, например, при самоопылении или перекрестном опылении, может включать сбор и доставку пыльцы вручную. Сбор и доставка пыльцы вручную часто являются утомительными, отнимающими много времени и очень трудоемкими. Например, рабочий может вручную собирать пыльцу, стряхивая ее с метелки в сумку. Затем рабочий может вручную рассыпать пыльцу на шелка растения маиса, накрытые изоляционным мешочком для предотвращения опыления пыльцой, отличной от собранных зерен пыльцы. Таким образом, сбор пыльцы и направленное опыление с использованием собранной пыльцы могут включать много этапов для выполнения вручную, которые могут осуществляться в течение одного или нескольких дней.
Соответственно, варианты осуществления настоящего изобретения предлагают устройство и способ доставки пыльцы для направленного опыления растений. В этом отношении на фиг. 1 показано растение 10 маиса, имеющее метелку 12, стебель 11 и ось 14 початка. Следует отметить, что хотя растения маиса показаны на фиг. 1 и упомянуты по всему тексту настоящего описания, варианты осуществления настоящего изобретения могут использоваться и для опыления других видов растений.
На фиг. 2 показан вариант осуществления устройства 20 для направленного опыления, выполненного с возможностью доставки зерен пыльцы в соответствии с одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения. В показанном варианте осуществления устройство 20 для направленного опыления может содержать полую жесткую трубку 26, имеющую первый конец 22 (который может иметь отверстие первого конца) и второй конец 24 (который может иметь отверстие второго конца) и канал, определенный между ними. В показанном варианте осуществления устройство 20 для направленного опыления изготовлено из ПВХ, однако в различных других вариантах осуществления устройство для направленного опыления может изготавливаться из самых разных материалов, включая без ограничения металлические материалы, другие пластмассы, включая поликарбонат, полипропилен, картонные материалы, полностью биоразлагаемые материалы и/или любую комбинацию этих или других подходящих материалов. В разных вариантах осуществления жесткая трубка 26 имеет отверстие 25 возле первого конца 22. Отверстие 25 выполнено с возможностью вмещения метелки растения маиса и в некоторых вариантах осуществления части верхней части растения маиса. В показанном варианте осуществления отверстие 25 имеет эллиптическую форму, однако в других вариантах осуществления отверстие может иметь любую иную форму, выполненную с возможностью вмещения метелки растения маиса. В некоторых вариантах осуществления возле первого конца 22 устройства 20 для направленного опыления может предусматриваться опорный элемент 28 для изоляционного мешочка для метелки, который может быть выполнен с возможностью повышения конструктивной прочности узла изоляционного мешочка для метелки.
На фиг. 3 показано устройство 30 для направленного опыления, выполненное с возможностью доставки зерен пыльцы, в соответствии с еще одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения. В показанном варианте осуществления устройство 30 для направленного опыления содержит телескопическую полую жесткую трубку 36. Как будет подробнее объяснено ниже, устройство для направленного опыления с телескопической жесткой трубкой может быть преимущественным для использования с растениями, у которых расстояние между мужской частью и женской частью варьирует среди нескольких растений. Хотя в различных подобных вариантах осуществления устройство для направленного опыления, имеющее телескопическую жесткую трубку, может иметь самые разные конструктивные исполнения, в показанном варианте осуществления устройство 30 для направленного опыления содержит жесткую трубку 26, имеющую несколько секций (показанных в показанном варианте осуществления как секции 31, 33), одна или несколько из которых вдвигается или вдвигаются в одну или несколько других в зоне соединения (показанной в показанном варианте осуществления как зона 37). Таким образом, общая длина устройства для направленного опыления может быть регулируемой. В показанном варианте осуществления верхняя секция 31 перекрывает нижнюю секцию 33 во избежание зазора в сопряжении, который мог бы сделать устройство подверженным загрязнению посторонней пыльцой. В некоторых вариантах осуществления опорный элемент 38 для изоляционного мешочка для метелки может также предусматриваться возле первого конца 32 устройства 30 для направленного опыления.
На фиг. 4 показано устройство 20 для направленного опыления, прикрепленное к растению 10 маиса, в соответствии с одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения. В показанном варианте осуществления устройство 20 для направленного опыления содержит полую жесткую трубку 26, имеющую первый конец 22 и второй конец 24 и канал, определенный между ними. Возле первого конца 22 в жесткой трубке 26 расположено отверстие 25, выполненное с возможностью вмещения метелки 12 растения 10 маиса. В показанном варианте осуществления изоляционный мешочек 40 для метелки прикреплен к первому концу 22 жесткой трубки 26, а изоляционный мешочек 45 для початка прикреплен ко второму концу 24 жесткой трубки 26. Как будет подробнее объяснено ниже, изоляционный мешочек 40 для метелки в показанном варианте осуществления выполнен с возможностью вмещения метелки 12 растения 10 маиса, а изоляционный мешочек 45 для початка выполнен с возможностью вмещения оси 14 початка растения 10 маиса. В разных вариантах осуществления изоляционный мешочек 40 для метелки и изоляционный мешочек 45 для початка могут изготавливаться из одного или нескольких из самых разных материалов, предназначенных для содержания пыльцевых зерен и предотвращения перекрестного загрязнения. Таким образом, изоляционный мешочек 40 для метелки и изоляционный мешочек 45 для початка могут крепиться к жесткой трубке 26 для минимизации или полного исключения утечки пыльцевых зерен. В разных вариантах осуществления это может включать крепление изоляционного мешочка 40 для метелки и изоляционного мешочка 45 для початка к жесткой трубке 26 с использованием уплотнительного материала, который может включать, но не обязательно ограничивается ими, клеи, ленты и/или швы, полученные термической или ультразвуковой сваркой. В показанном варианте осуществления изоляционный мешочек 40 для метелки и изоляционный мешочек 45 для початка изготовлены из гибкого материала, что может быть преимущественным для растений, имеющих метелки и оси початков с варьирующими размерами; однако в других вариантах осуществления один или оба из изоляционного мешочка 40 для метелки или изоляционного мешочка 45 для початка может или могут изготавливаться из жесткого материала. Эти материалы могут включать, но не обязательно ограничиваются ими, металлические материалы, пластмассы (такие как, например, ПВХ или поликарбонатные материалы), картонные материалы, полностью биоразлагаемые материалы и/или любую комбинацию этих или других подходящих материалов. Следует отметить, что в других вариантах осуществления изоляционный мешочек для метелки не обязательно должен включаться как сама жесткая трубка 26 или ее часть или удлинение и может предназначаться для взаимодействия с метелкой 12. Подобным образом, в других вариантах осуществления изоляционный мешочек для початка не обязательно должны включаться как сама жесткая трубка 26, или ее часть, или удлинение и может предназначаться для взаимодействия с осью 14 початка.
На фиг. 5 показан вид крупным планом устройства 20 для направленного опыления, прикрепленного к растению 10 маиса, в соответствии с одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения. Устройство 20 для направленного опыления содержит полую жесткую трубку 26, имеющую первый конец 22, второй конец 24, канал, определенный между ними, и отверстие, находящееся возле первого конца 22. Изоляционный мешочек 40 для метелки прикреплен к первому концу 22, а изоляционный мешочек 45 для початка прикреплен ко второму концу 24. На практике устройство 20 для направленного опыления настоящего изобретения крепится к растению 10 маиса до высвобождения пыльцы из метелки 12 растения 10 маиса. В некоторых вариантах осуществления жесткая трубка 26 может отдельно крепиться к стеблю 11 растения 10 маиса. В показанном варианте осуществления верхняя часть растения 10 маиса вставляется в отверстие 25 жесткой трубки 36, а изоляционный мешочек 45 для початка надевается на ось 14 початка. При этом метелка 12 растения 10 маиса принимается жесткой трубкой 26 и проходит в изоляционный мешочек 40 для метелки, а ось початка проходит в изоляционный мешочек 45 для початка. В показанном варианте осуществления отверстие 25 представляет собой эллиптическое отверстие, позволяющее верхней части растения 10 маиса легче приниматься жесткой трубкой 26 в прикрепленном положении. При этом верхушка растения 10 маиса может проходить вверх без чрезмерного изгиба. Кроме того, это позволяет располагать жесткую трубку 26 так, чтобы она находилась в относительно вертикальном положении, тем самым создавая оптимальный путь для зерен пыльцы для достижения оси 14 початка.
Как показано на фиг. 5, изоляционный мешочек 45 для початка может крепиться и к нижней части оси 14 початка, чтобы содержать любые падающие пыльцевые зерна внутри изоляционного мешочка 45 для початка. Этого можно добиться самыми разными путями, включая без ограничения крепление изоляционного мешочка 45 для початка к нижней части оси початка с помощью клеев, лент, проволок, ершиками для чистки трубок и т.д. В таком исполнении жесткая трубка 26 устройства 20 определяет путь 27 для пыльцевых зерен 17 (для простоты показанных на чертеже как ряд кружочков) для переноса с метелки 12 на ось 14 початка после того, как метелка 12 растения 10 маиса начинает выбрасывать пыльцу. В разных вариантах осуществления путь 27 закрыт для предотвращения перекрестного опыления. Например, в показанном варианте осуществления изоляционный мешочек 40 для метелки прикреплен к первому концу 22 жесткой трубки 26, а изоляционный мешочек 45 для початка прикреплен ко второму концу жесткой трубки 26 и нижней части оси 14 початка.
В разных вариантах осуществления канал, определенный жесткой трубкой 26, может иметь гладкую поверхность для предотвращения препятствия пыльцевым зернам, переносимым с метелки 12 на ось 14 початка. В некоторых вариантах осуществления часть устройства 20 для направленного опыления (такая как, например, одна или несколько жестких трубок 26, изоляционный мешочек 40 для метелки или изоляционный мешочек для початка) может электрически управляться (например, посредством заземления одного или нескольких компонентов), чтобы предотвратить притягивание пыльцевых зерен к поверхностям устройства 20.
Как уже отмечалось выше, в некоторых вариантах осуществления устройство для направленного опыления может быть регулируемым. На фиг. 6A и 6B показано устройство 30 для направленного опыления, имеющее телескопическую жесткую трубку 36, прикрепленную к двум разным растениям 10',10'' маиса, у которых расстояние между соответствующими метелками 12',12'' и осями 14',14'' початков разные. В показанном варианте осуществления устройство 30 для направленного опыления содержит полую жесткую трубку 36, имеющую первый конец 32, второй конец 34, канал, определенный между ними, и отверстие 35, расположенное возле первого конца 32. Изоляционный мешочек 40 для метелки прикреплен к первому концу 32, а изоляционный мешочек 45 для початка прикреплен ко второму концу 34. Жесткая трубка 36 в показанном варианте осуществления содержит несколько секций 31, 32, одна из которых вдвигается в другую. Таким образом, общая длина телескопического устройства 30 для направленного опыления может быть регулируемой. В показанном варианте осуществления расстояние между метелкой 12' и осью 14' початка у растения 10' маиса меньше расстояния между метелкой 12'' и осью 14'' початка у растения 10'' маиса. Таким образом, например, на фиг. 6A показано устройство 30 для направленного опыления, прикрепленное к растению 10' маиса, причем длина жесткой трубки 36 отрегулирована до длины LA. Таким образом, это позволяет располагать жесткую трубку 36 так, чтобы она находилась в относительно вертикальном положении, тем самым создавая оптимальный путь для зерен пыльцы для достижения оси 14' початка. На фиг. 6B показано устройство 30 для направленного опыления, прикрепленное к другому растению 10'' маиса, причем длина жесткой трубки 36 увеличена до длины LB. Таким образом, это позволяет расположить жесткую трубку 36 так, чтобы она была в относительно вертикальном положении, тем самым создавая оптимальный путь для зерен пыльцы для достижения оси 14'' початка и для этого растения 10'' маиса.
На фиг. 7 показано устройство 20 для направленного опыления, прикрепленное к растению 10 маиса, в соответствии с еще одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения. В показанном варианте осуществления устройство 20 для направленного опыления содержит полую жесткую трубку 26, имеющую первый конец 22 и второй конец 24 и канал, определенный между ними. Возле первого конца 22 в жесткой трубке 26 расположено отверстие 25, выполненное с возможностью вмещения метелки 12 растения 10 маиса. В показанном варианте осуществления изоляционный мешочек 40 для метелки прикреплен к первому концу 22 жесткой трубки 26, а изоляционный мешочек 45 для початка прикреплен ко второму концу 24 жесткой трубки 26. Изоляционный мешочек 40 для метелки в показанном варианте осуществления выполнен с возможностью вмещения метелки 12 растения 10 маиса, а изоляционный мешочек 45 для початка выполнен с возможностью вмещения оси 14 початка растения 10 маиса. Таким образом, жесткая трубка 26 устройства 20 определяет путь 27 для пыльцевых зерен 17 (для простоты показанных на чертеже как ряд кружочков) для переноса с метелки 12 на ось 14 початка после того, как метелка 12 растения 10 маиса начинает выбрасывать пыльцу. Показанный вариант осуществления содержит также вентилятор 70, который в некоторых вариантах осуществления может дополнительно помогать в переносе пыльцы с метелки 12 на ось 14 початка по пути 27. Хотя в других вариантах осуществления вентилятор мог бы располагаться в любом месте устройства 20 для направленного опыления, в показанном варианте осуществления вентилятор 70 расположен в изоляционном мешочке 40 для метелки над метелкой 12 и создает поток воздуха, протекающий через метелку 12 и далее по пути 27 к оси 14 початка. В показанном варианте осуществления вентилятор 70 может работать от аккумулятора, однако, в других вариантах осуществления вентилятор мог бы иметь самые разные источники энергии, включая без ограничения, солнечную энергию (например, с использованием солнечной панели, прикрепленной снаружи устройства для направленного опыления) или источник питания переменного тока. В других вариантах осуществления для помощи в переносе пыльцы с метелки на ось початка могут использоваться другие устройства. Например, в еще одном варианте осуществления в устройстве 20 рядом с осью 14 початка могло бы быть размещено устройство, создающее разрежение, чтобы помочь втягиванию пыльцевых зерен по пути 27 с метелки 12 на ось 14 початка.
Далее приводится описание способов направленного опыления растения маиса. Хотя в описании речь, в общем, идет об операциях, выполняемых вариантами осуществления устройств 20, 30, проиллюстрированных на фиг. 2-7, следует отметить, что это делается лишь для краткости изложения. В этом отношении для осуществления способов, которые будут описаны ниже, могут использоваться различные устройства, отличающиеся от вышеописанных.
На фиг. 8 показан один приведенный в качестве примера вариант осуществления способа направленного опыления растения маиса. Как проиллюстрировано, способ включает обеспечение устройства, содержащего жесткую трубку, имеющую первый конец, второй конец, и канал, определенный между ними, на этапе 102; и прикрепление жесткой трубки к растению маиса, так что метелку растения маиса вмещают возле первого конца жесткой трубки, а ось початка растения маиса располагают для взаимодействия с каналом возле второго конца жесткой трубки на этапе 104. Способ может также включать прикрепление изоляционного мешочка для метелки к жесткой трубке возле первого конца на этапе 106. Способ может также включать прикрепление изоляционного мешочка для початка к жесткой трубке возле второго конца на этапе 108. Способ может также включать прикрепление вентилятора к устройству возле первого конца на этапе 110. Способ может также включать регулировку длины жесткой трубки на этапе 112. Следует отметить, что хотя на фиг. 8 этапы 102-112 показаны происходящими в конкретном порядке, настоящее изобретение предусматривает, что один или несколько этапов могут происходить в любом порядке. В некоторых вариантах осуществления прикрепление жесткой трубки к растению маиса осуществляют в любое время до появления цветка и позже при развитии цветка.
В разных вариантах осуществления устройства и способы настоящего изобретения могут также использоваться для направленного перекрестного опыления между растениями одного вида и/или для гибридизации среди разных видов. Например, на фиг. 9 показано направленное перекрестное опыление между двумя разными растениями 10a и 10b маиса в соответствии с еще одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на этой фигуре, верхняя часть первого растения 10a маиса вставлена в отверстие жесткой трубки 26, так что метелка 12a первого растения 10a маиса вмещается жесткой трубкой 26 и проходит в изоляционный мешочек 40 для метелки. Ось 14b початка второго растения 10b маиса вмещается в изоляционный мешочек 45 для початка, присоединенный к другому концу трубки 26. Заявитель отмечает, что фиг. 9 приведена только в качестве примера, и, таким образом, различные устройства и способы, описанные в данном документе, могут быть применимыми для перекрестного опыления между разными растениями одного вида.
На фиг. 10 показано перекрестное опыление среди разных видов в соответствии с еще одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения. В частности, верхняя часть первого растения 10 маиса вставлена в отверстие жесткой трубки 26, и метелка 12 первого растения 10 маиса вмещается жесткой трубкой 26 и проходит в изоляционный мешочек 40 для метелки. Вмещающую пыльцу часть 54 растения 50 другого вида затем вмещают изоляционным мешочком 45 для початка, присоединенным к другому концу трубки 26. Заявитель отмечает, что фиг. 10 приведена только в качестве примера, и, таким образом, различные устройства и способы, описанные в данном документе, могут быть применимыми для перекрестного опыления между разными растениями разных видов.
При использовании способов и/или устройств, раскрытых в данном документе, направленное опыление растения, такого как, например, растение маиса, может осуществляться при одновременной минимизации возможности ненамеренного перекрестного загрязнения. Специалисту в области техники, к которой относится настоящее изобретение, придет на ум множество модификаций и других вариантов осуществления настоящего изобретения, изложенного в данном документе, при использовании идей, представленных в вышеприведенном описании и сопутствующих графических материалах. Таким образом, следует понимать, что настоящее изобретение не должно ограничиваться конкретными раскрытыми вариантами осуществления и что модификации и другие варианты осуществления подразумеваются как включаемые в объем прилагаемой формулы изобретения. Хотя в данном документе используются специальные выражения, они применяются только в общем и описательном смысле, а не в целях ограничения.
1. Устройство для направленного опыления растения маиса, при этом растение маиса имеет метелку и ось початка, причем устройство содержит:
жесткую трубку, имеющую первый конец, второй конец и канал, определенный между ними,
причем жесткая трубка выполнена с возможностью вмещения метелки растения маиса возле первого конца,
причем жесткая трубка выполнена с возможностью взаимодействия с осью початка растения маиса возле второго конца, и
причем канал определяет путь между метелкой и осью початка для обеспечения переноса пыльцы с метелки на ось початка.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что жесткая трубка представляет собой телескопическую жесткую трубку, так что общая длина жесткой трубки является регулируемой.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что второй конец имеет отверстие второго конца, выполненное с возможностью вмещения оси початка растения маиса.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что второй конец выполнен с возможностью взаимодействия с изоляционным мешочком для початка, так что пыльца может переноситься с метелки на ось початка растения маиса по каналу и изоляционному мешочку для початка.
5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первый конец выполнен с возможностью взаимодействия с изоляционным мешочком для метелки, так что метелка вмещается в изоляционный мешочек для метелки.
6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что жесткая трубка имеет отверстие возле первого конца, и причем отверстие выполнено с возможностью вмещения через него метелки.
7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что жесткая трубка изготовлена по меньшей мере из одного из следующих материалов: ПВХ, поликарбоната, полипропилена, пластмассы, картона или биоразлагаемого материала.
8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что путь закрыт для предотвращения ненамеренного перекрестного опыления.
9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что канал имеет гладкую поверхность для предотвращения препятствия переносу пыльцы с метелки на ось початка.
10. Устройство по п. 1, дополнительно содержащее вентилятор, прикрепленный к жесткой трубке, так что вентилятор сообщается с каналом по текучей среде, отличающееся тем, что вентилятор выполнен с возможностью создания потока воздуха для переноса пыльцы по каналу на ось початка.
11. Способ направленного опыления растения маиса, отличающийся тем, что растение маиса содержит метелку и ось початка, причем способ включает:
обеспечение жесткой трубки, имеющей первый конец, второй конец и канал, определенный между ними; и
прикрепление жесткой трубки к растению маиса, так что метелку вмещают возле первого конца и ось початка располагают для взаимодействия с каналом возле второго конца, так что при помощи канала определяют путь между метелкой и осью початка для обеспечения переноса пыльцы с метелки на ось початка.
12. Способ по п. 11, дополнительно включающий прикрепление вентилятора к жесткой трубке, так что вентилятор сообщают с каналом по текучей среде, отличающийся тем, что вентилятор выполнен с возможностью создания потока воздуха для переноса пыльцы по каналу на ось початка.
13. Способ по п. 11, отличающийся тем, что жесткая трубка представляет собой телескопическую жесткую трубку, так что общая длина жесткой трубки является регулируемой.
14. Способ по п. 11, отличающийся тем, что прикрепление жесткой трубки включает расположение оси початка в отверстии второго конца жесткой трубки возле второго конца.
15. Способ по п. 11, дополнительно включающий прикрепление изоляционного мешочка для початка к жесткой трубке возле второго конца, так что изоляционный мешочек для початка взаимодействует с осью початка и пыльца может переноситься с метелки на ось початка растения маиса по каналу и через изоляционный мешочек для початка.
16. Способ по п. 11, дополнительно включающий прикрепление изоляционного мешочка для метелки к жесткой трубке возле первого конца и вмещение метелки в изоляционный мешочек для метелки.
17. Способ по п. 11, отличающийся тем, что прикрепление жесткой трубки включает вставку метелки в отверстие возле первого конца жесткой трубки.
18. Способ по п. 11, отличающийся тем, что канал является жестким для определения гладкой поверхности для предотвращения препятствия переносу пыльцы с метелки на ось початка.
19. Способ по п. 11, отличающийся тем, что прикрепление жесткой трубки к растению маиса осуществляют в любое время до появления цветка и позже при развитии цветка.
20. Устройство для направленного перекрестного опыления растения маиса, содержащее:
жесткую трубку, имеющую первый конец, второй конец и канал, определенный между ними,
отличающееся тем, что жесткая трубка выполнена с возможностью вмещения метелки первого растения маиса возле первого конца,
причем жесткая трубка выполнена с возможностью взаимодействия с осью початка второго растения маиса возле второго конца, и
причем канал определяет путь между метелкой первого растения маиса и осью початка второго растения маиса для обеспечения переноса пыльцы с метелки на ось початка.
21. Способ направленного перекрестного опыления растения маиса, причем способ включает:
обеспечение жесткой трубки, имеющей первый конец, второй конец и канал, определенный между ними; и
прикрепление жесткой трубки к первому растению маиса, так что метелку первого растения маиса вмещают возле первого конца;
прикрепление жесткой трубки ко второму растению маиса, так что ось початка второго растения маиса располагают для взаимодействия с каналом возле второго конца, так что канал определяет путь между метелкой и осью початка для обеспечения переноса пыльцы с метелки на ось початка.
22. Устройство для направленного перекрестного опыления растения, содержащее:
жесткую трубку, имеющую первый конец, второй конец и канал, определенный между ними,
отличающееся тем, что жесткая трубка выполнена с возможностью вмещения части-источника пыльцы растения первого вида возле первого конца,
причем жесткая трубка выполнена с возможностью взаимодействия с вмещающей пыльцу частью растения второго вида возле второго конца, и
причем канал определяет путь между частью-источником пыльцы растения первого вида и вмещающей пыльцу частью растения второго вида для обеспечения переноса пыльцы с части-источника пыльцы на вмещающую пыльцу часть.
23. Способ направленного перекрестного опыления растения, причем способ включает:
обеспечение жесткой трубки, имеющей первый конец, второй конец и канал, определенный между ними,
прикрепление жесткой трубки к части-источнику пыльцы растения первого вида, так что часть-источник пыльцы растения первого вида помещают возле первого конца; и
прикрепление жесткой трубки к вмещающей пыльцу части растения второго вида, так что вмещающую пыльцу часть растения второго вида располагают для взаимодействия с каналом возле второго конца, так что канал определяет путь между частью-источником пыльцы и вмещающей пыльцу частью для обеспечения переноса пыльцы с части-источника пыльцы на вмещающую пыльцу часть.
