技术领域
本实用新型涉及植物生物技术领域中植物组织培养的装置领域，具体涉及一种气体驱动的植物组培装置。
背景技术
植物组织培养技术诞生一百多年来已广泛应用于作物育种、花卉、果蔬及林业种苗的扩繁，具有其他技术手段不可比拟的优势。目前在植物组织培养领域，培养方式主要是指在培养瓶中将琼脂作为支持物的固体或半固体的培养。这种培养方式需要耗费大量的琼脂，并且在灌装以及清洗时需处理大量容器，因此耗费大量劳动力，从而导致生产成本居高不下。液体培养方式虽然具有更新容易、无需换容器、方便过滤灭菌、清洗方便、便于大型容器应用、减少转苗时间等优点；但在液体培养时缺点也比较集中，例如容易缺氧、长期浸没于液体中植物器官易玻璃化、植物器官对搅拌力敏感、以及需要复杂的设备等。
欧洲从1994年开始对生物反应器技术应用于植物组织培养进行了广泛的研究，比较有代表性的研究成果是间歇式气-液交换生物反应器如气升式反应器（RITA ）和双瓶式（BIT）生物反应器。间歇的气体驱动营养液进行培养的方式很好的解决了通气和营养的供给的问题，并且可以控制培养条件同时省去了不可回收的基质物料，相对于传统培养有效的减少了劳动力及物料的消耗，并且提高了组培苗的质量。但RITA构造复杂使制造成本过高，BIT的培养瓶和通气泵冗余使总体成本增加并导致空间利用率降低，限制了它们的普遍应用。
国内对间歇浸没培养反应器的研究主要有以下方面：1、对传统搅拌罐、气升罐的改进；但是由于仍然采用浸没式培养，因此玻璃化现象无法解决。2、层向流反应器，如浅层式和转鼓式培养反应器；虽减少了玻璃化现象，但是培养效果不理想。3、喷淋、雾化型反应器，此类反应器培养效果较为理想，现在也有相关的专利申请，如专利号为97220500.4的“植物器官生物培养反应器”和专利号为96204509.8的“多层转动筛板式雾状流植物组织培养反应器”，以及专利号为96207831.X的“弹性阀筛板植物组织培养反应器”。但此种培养方式在培养后期随着植物的生长，雾状的培养液很难分布均匀，严重影响了植物的生长。4、间歇浸没反应器，此类反应器主要是利用培养液对植物组织的间歇浸没进行培养，浸没时供给植物营养，间歇时又提供植物足够的氧气。由于该培养方式较好的解决了玻璃化的问题，并且营养物质随着对植物组织的浸没也可以得到很好的传递；因此这种培养方式可以很好的解决植物组织培养中的各种难题。此类培养方式国外研究较多，并且在国内此种反应器也有相关的专利申请，如专利号为98205797.0的“气升式周期浸没光照植物细胞组织器官培养反应器”，专利号为98102396.7的“气升式周期浸没光照植物细胞组织器官培养方法及培养反应器”以及公开号为101300958A的“一种间歇浸没式植物培养装置及其控制方法”等，均因设备的构造复杂、制造成本高，导致不易普及。
专利号为200920116327.X的“间歇浸没植物组织器官的培养反应器”结构简易，成本也较低，但其主反应罐开口较小，再生植株不易取出。此外，由于储液罐和主反应罐为两个独立元件，给携带和灭菌带来不便。而专利号为201020288879.1的“间歇浸没的开合式植物生物反应器”虽克服了再生植株取出不便的问题，但其构造决定了中途更换培养液具有一定的困难，并且由于开口较大，增加了更换时染菌的概率。专利号为201320062799.8的“一种可拆卸的植物组织液体培养装置”解决了换液的问题，但是其具有两个密封部位，容易在操作的过程中染菌，导致培养的失败。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种成本低、培养效果好、且适应度高、构造简洁实用、结构科学合理的气体驱动的植物组培装置。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：该气体驱动的植物组培装置，包括有控制充气泵的时控器和罐体，所述罐体由罐体盖子、内罐和用于存储培养液的外罐构成，所述罐体盖子与外罐连接；所述罐体盖子上还具有上突嘴和下突嘴，所述上突嘴通过硅胶管与空气除菌器连接；所述下突嘴通过硅胶管与所述内罐的中间隔板上的小嘴连接；位于所述罐体盖子的侧边位置的上突嘴通过硅胶管与空气除菌器连接。
在上述技术方案中，时控器通过控制电流的通断来控制充气泵的工作，通过控制电流的通断频率来实现装置的浸没频率；充气泵用于提供工作时的气压动力；空气除菌器用于过滤空气，使培养反应器内进出的空气处于无菌状态；外罐用于储存培养液；硅胶管用于连接罐体盖子和空气除菌器，使得罐体内的空气处于无菌状态；所述罐体盖子上还具有上突嘴和下突嘴，所述上突嘴通过硅胶管与空气除菌器连接；所述下突嘴通过硅胶管与所述内罐的中间隔板上的小嘴连接实现气体的进入，使位于内罐中的培养液在气压作用下上升；位于所述罐体盖子的侧边位置的上突嘴通过硅胶管与空气除菌器连接，实现罐体中气压的排放；硅胶管的长度要达到一定程度，从而方便罐体盖子打开后进行操作，以及罐体盖子的密闭。
进一步的改进在于，所述外罐与所述内罐之间具有间隙，使得内罐在气压的作用下向上顶到罐体盖子，内罐会产生空隙，中间隔板下的培养液在气压的作用下向上运动，通过中间隔板进入中间隔板上部浸润植物组织进行培养，多余的空气则通过罐体盖子侧边位置的硅胶管和空气除菌器被排出。
进一步的改进在于，所述外罐的上部具有螺纹，可与所述罐体盖子上的螺纹密封结合；所述外罐高度高于内罐；同时外罐高度高于内罐，进一步优化了二者之间的间隙形成模式。
进一步的改进在于，该装置具有两个空气除菌器；所述罐体盖子具有两个上突嘴，其中位于中心位置的上突嘴对应设置有一个下突嘴。
进一步的改进在于，所述内罐的中间隔板上部设置有一圈小孔，中间隔板下的培养液在气压的作用下向上运动，通过内罐中间隔板上部的一圈小孔进入中间隔板上部浸润植物组织进行培养。
进一步的改进在于，所述外罐、内罐和罐体盖子横截面均是圆形的，且所述罐体盖子具有向上凸起的围边，圆形设置使用较方便，罐体盖子具有向上凸起的围边，使得罐体盖子能够更好的密封。
上述气体驱动的植物组培装置的使用方法，具体操作步骤如下：
（1）反应器灭菌：在外罐中注入一定量的培养液后，按照各个部分相连接形成装置主体部分，后将其在121℃下高温高压蒸汽灭菌20min，取出冷却备用；
（2）接种：将灭菌好的空气除菌器、硅胶管、罐体盖子、内罐和外罐于无菌条件下，将罐体盖子打开后，接种入需要规模扩繁的外植体，后密封即完成接种；
（3）参数设置：将时控器根据需要设定不同的通断频率后连接充气泵，然后再与装置主体部分连接即可；
（4）培养：将连接好的装置接通电源后置于普通组织培养室中进行光照培养；培养过程：当充气泵处于工作状态时，气体由与罐体盖子中心位置向上突出的进气小嘴连接的空气除菌器进行除菌处理，然后通过硅胶管进入内罐中间隔板下部；由于内罐高度略小于外罐，内罐在气压的作用下向上顶到罐体盖子，内罐会产生空隙，中间隔板下部中的培养液在气压的作用下向上运动，通过内罐中间隔板上部的一圈小孔进入中间隔板上部浸润植物组织进行培养，多余的空气则通过罐体盖子侧边位置的硅胶管和空气除菌器被排出；
当充气泵停止工作时，内罐中间隔板上部内的培养液在自身重力的作用下，通过中间隔板周围的小孔回流至外罐中；此时整个装置罐体内形成负压，外界的气体经过与罐体盖子侧边的向上突出的小嘴连接的空气除菌器的过滤除菌处理后沿着硅胶管进入装置罐体内；
这样，装置罐体内的植物组织器官就完成了一个被间歇浸没培养的循环，可通过调节时控器来调节上述循环的时间；
（5）更换培养液：当培养一段时间后，培养液中成分会有一定的消耗，根据培养需要可对培养液进行更换来保证植物的生长，更换培养液步骤为：首先将新鲜培养液121℃下高温高压灭菌20min，冷却备用，然后将其与正在培养植物的装置主体部分紫外灭菌后，于无菌条件下将外罐中营养耗尽的培养液利用新鲜培养液替换，完成更换过程；
（6）完成培养：经过一段时间的培养后即完成培养，培养的植物组织可进行下一步的移栽等操作，装置各个部分经过清洗后可重复利用，以节省成本。
本实用新型有如下优点：
（1）节省成本，与传统组织培养方式相比，采用本实用新型的间歇浸没植物组织培养反应器及其使用方法进行大规模植物组织培养可以节省大量的不能重复利用的物料（如琼脂等）的消耗，并且培养容器体积的增加以及接种过程的简化和培养过程的自动化程度的提高使人力的消耗也大大减少，因此具有降低植物组织培养成本的作用；
（2）可实现大规模快繁，本实用新型与传统的组织培养室可以很好的配合进行大规模快繁。并且通过对组织培养微环境的调整可以大大提高扩繁效率，并且可以使植物处于最佳的生长发育代谢状态，提高组培苗的质量和品质，本实用新型具有现有技术中间歇浸没培养装置的所有优点，具有良好的通风换气系统，可使培养的植物抗逆性大大增强，为后续的炼苗的操作提供保障；
（3）降低染菌概率，本实用新型构造简洁，密封性好，大大降低了操作过程中染菌的概率，为长时间的进行组织培养提供了保障。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步详细说明：
图1为气体驱动的植物组培装置各个部分分解图；
图2为气体驱动的植物组培装置整体图；
其中：1-时控器；2-充气泵；3、3-1-空气除菌器；4、4-1-硅胶管；5-罐体盖子；6-硅胶管；7-内罐；8-外罐。
具体实施方式
实施例1：本实用新型的气体驱动的植物组培装置，如图1所示，包括以下几个部分：时控器1、充气泵2、空气除菌器3、3-1；硅胶管4、4-1；罐体盖子5；硅胶管6；内罐7；外罐8。
时控器1通过控制电流的通断来控制充气泵2的工作，通过控制电流的通断频率来实现装置的浸没频率，充气泵2用于提供工作时的气压动力，空气除菌器3用于过滤空气，使培养反应器内进出的空气处于无菌状态；硅胶管4用于连接罐体盖子5和空气除菌器3，硅胶管4-1用于连接罐体盖子5和空气除菌器3-1；罐体盖子5具有螺纹可与外罐8连接，中心位置具有两个上突嘴，其中一个上突嘴对应设置有一个下突嘴，一个上突嘴用于通过硅胶管4与空气除菌器3连接，另一个上突嘴用于通过硅胶管4-1与空气除菌器3-1连接，下突嘴通过硅胶管与内罐7中间隔板小嘴链接实现气体的进入，且在设置在罐体盖子5侧边位置的上突嘴用于通过硅胶管4-1与空气除菌器3-1连接，实现罐体中气压的排放。
硅胶管4、4-1的长度要达到一定程度，从而方便罐体盖子5打开后进行操作，以及罐体盖子5方便由螺纹方式密闭；内罐7为一体式，中部设置中间隔板，中间隔板位置具有向上突出的小嘴，用于连接硅胶管，可使无菌空气通入中间隔板的下部，使培养液在气压作用下上升，在中间隔板的上部设有一圈小孔，起到液体流通及防止外植体掉落作用。外罐8用于储存培养液，上部具有螺纹，可与罐体盖子5螺纹密封结合，外罐8与内罐7中间有较小空隙，且外罐8高度略高于内罐7，使得气压作用下内罐7顶到罐体盖子5，从而使得内罐7下部有空隙从而液体通过外罐8与内罐7间空隙及中间隔板部位小孔流到内罐7中间隔板的上部进行植物培养。
在本实施例中，空气除菌器3、3-1；硅胶管4、4-1；罐体盖子5；硅胶管6；内罐7；外罐8均为可进行高温高压蒸汽灭菌的材料，如PP\PC\玻璃等。
上述气体驱动的植物组培装置的使用方法，具体操作步骤如下：
（1）反应器灭菌：在外罐8中注入一定量的培养液后，按照附图说明中图2的整体图将图1中所示的各个部分相连接形成装置主体部分，后将其在121℃下高温高压蒸汽灭菌20min，取出冷却备用；
（2）接种：将灭菌好的空气除菌器3、3-1、硅胶管4、4-1、罐体盖子5、内罐7和外罐8于无菌条件下，将罐体盖子5打开后，接种入需要规模扩繁的外植体，后密封即完成接种；
（3）参数设置：将时控器1根据需要设定不同的通断频率后连接充气泵2，然后再与装置主体部分连接即可；
（4）培养：将连接好的装置接通电源后置于普通组织培养室中进行光照培养，培养过程：当充气泵2处于工作状态时，气体由与罐体盖子5中心位置的上突嘴连接的空气除菌器3进行除菌处理，然后通过硅胶管4进入内罐7挡板中间隔板的下部；由于内罐7高度略小于外罐8，内罐7在气压的作用下向上顶到罐体盖子5，内罐7会产生空隙，中间隔板的下部中的培养液在气压的作用下向上运动，通过内罐7中间隔板上部的一圈小孔进入中间隔板上部浸润植物组织进行培养，多余的空气则通过罐体盖子5侧边位置的上突嘴，该上突嘴用于将硅胶管4-1和空气除菌器3-1，被排出；
当充气泵2停止工作时，内罐7中间隔板的上部内的培养液在自身重力的作用下，通过中间隔板周围的小孔回流至外罐8中；此时整个装置罐体内形成负压，外界的气体经过与罐体盖子5侧边的上突嘴连接的空气除菌器3的过滤除菌处理后沿着硅胶管4进入装置罐体内；
这样，装置罐体内的植物组织器官就完成了一个被间歇浸没培养的循环，可通过调节时控器1来调节上述循环的时间；
（6）完成培养，经过一段时间的培养后即完成培养，培养的植物组织可进行下一步的移栽等操作，装置各个部分经过清洗后可重复利用，以节省成本。
实施例2
其余同实施例1，其区别在于当培养一段时间后，培养液中成分会有一定的消耗，根据培养需要可对培养液进行更换来保证植物的生长，更换培养液步骤为：首先将新鲜培养液121℃下高温高压灭菌20min，冷却备用，然后将其与正在培养植物的装置主体部分紫外灭菌后，于无菌条件下将外罐8中营养耗尽的培养液利用新鲜培养液替换，完成更换过程，进行后续的持续长时间培养。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的一个具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。