發(fā)布時(shí)間：2020-04-29 23:24

【摘要】：傳統(tǒng)的育種技術(shù)已很難在產(chǎn)量上完成突破,阻礙了我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。高通量的育種自動(dòng)化設(shè)備是育種技術(shù)中提高農(nóng)作物品種選擇效率、加快品種選育、縮短育種周期的關(guān)鍵設(shè)備之一,也是我國(guó)亟需研發(fā)的同國(guó)際種業(yè)公司相競(jìng)爭(zhēng)的育種尖端自動(dòng)化設(shè)備。本課題來(lái)源于中科院戰(zhàn)略性科技先導(dǎo)專項(xiàng)的子課題“作物種子激光切削與DNA快速提取技術(shù)”,研制出了種子的取樣自動(dòng)化設(shè)備,在氣吸式排種器吸附性能研究和吸附性能優(yōu)化、整機(jī)框架的模態(tài)的分析和優(yōu)化、整機(jī)框架取種精度分析等方面做了大量工作。主要工作如下：1、闡述了分子育種的基本原理,根據(jù)此原理設(shè)計(jì)了作物種子取樣自動(dòng)化設(shè)備的工作流程。根據(jù)設(shè)計(jì)的工作流程,完成了取樣設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。使用SolidWorks軟件建立了取樣設(shè)備的總體三維模型和關(guān)鍵零部件的結(jié)構(gòu),制作完成了作物種子取樣自動(dòng)化設(shè)備的一代樣機(jī)。2、利用ANSYS Workbench軟件,以黃豆為研究對(duì)象對(duì)氣吸式排種機(jī)構(gòu)進(jìn)行流場(chǎng)仿真試驗(yàn),研究了種子所受吸附力的影響因素和出氣口排布對(duì)吸附能力大小的影響,并進(jìn)行樣機(jī)實(shí)驗(yàn)。應(yīng)用有限元分析軟件對(duì)取樣自動(dòng)化設(shè)備的整機(jī)框架進(jìn)行了模態(tài)分析,在分析結(jié)果的基礎(chǔ)上改進(jìn)和優(yōu)化了整機(jī)框架的結(jié)構(gòu),改進(jìn)效果比較理想。3、基于取樣設(shè)備對(duì)取種精度的要求,使用多體系統(tǒng)仿真分析軟件ADAMS對(duì)整機(jī)框架、抓取機(jī)構(gòu)進(jìn)行了多剛體模型動(dòng)態(tài)仿真分析和剛?cè)狁詈夏Ｐ蛣?dòng)態(tài)仿真分析,根據(jù)分析結(jié)果顯示整機(jī)框架的X軸向運(yùn)動(dòng)和Y軸向運(yùn)動(dòng)都能滿足工作要求。綜上所述,本文研制的試驗(yàn)樣機(jī),對(duì)作物種子激光切削與DNA快速提取設(shè)備的后續(xù)研發(fā)具有重要意義。
【圖文】：

微創(chuàng)取樣是指在不破壞種子發(fā)芽活力的情況下對(duì)種子進(jìn)行ＤＮＡ取樣，將通常逡逑的大面積種植篩選改變?yōu)樯倭績(jī)?yōu)質(zhì)種子培育提供實(shí)驗(yàn)條件。逡逑黃豆種子的組成結(jié)構(gòu)如圖２．１所示，黃豆種子由胚芽、勝軸、胚根、子葉和種逡逑皮組成，其中胚芽、胚軸、臟根和子葉組成胚［ｉＤ］。胚將來(lái)發(fā)育成新的植物體，胚逡逑芽發(fā)育為植物的莖和葉，巧根發(fā)育成植物的根，植物的根、莖部分由胚軸發(fā)育而逡逑成，子葉為種子的發(fā)育提供營(yíng)養(yǎng)。由生物學(xué)知識(shí)可知，保證勝的完整性是作物種逡逑子正常萌發(fā)的必要條件，所Ｗ要對(duì)種子進(jìn)行微創(chuàng)取樣必須保證胚的完整性，且子逡逑葉在種子中所占的體積較大便于切削，故微創(chuàng)取樣的對(duì)象為種子的子葉部分。逡逑■ｆ）ｎ逡逑圖２．１黃豆種子結(jié)構(gòu)逡逑Ｆｉｇ邋２．１邋Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ｓｏｙｂｅａｎ邋化ｅｄ逡逑１、種皮２、種孔３、種麻４、臟軸逡逑５、胚根６、種皮７、子葉８、胚芽逡逑２N２取樣流程設(shè)計(jì)逡逑在實(shí)驗(yàn)室對(duì)種子進(jìn)行微創(chuàng)取樣時(shí)都是人工進(jìn)行作物種子的切削、保存、檢測(cè)逡逑等工作。根據(jù)項(xiàng)目要求，取樣設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)需要法到日切削能力黃豆４０００粒，逡逑待檢測(cè)作物種子數(shù)量巨大。故根據(jù)作物種子特點(diǎn)和微創(chuàng)取樣需要，將種子取樣自逡逑動(dòng)化設(shè)備的工作流程分為排種、傳輸、抓取、取樣等工序。逡逑流程第一步需要將大量的種子分煉為單粒、等間隔的形式

種子位姿調(diào)整統(tǒng)一后可進(jìn)行切割微創(chuàng)取樣，各個(gè)種子切割下的碎屑由收集皿逡逑統(tǒng)一收集，，切割后的種子也由手抓放置在托盤內(nèi)，進(jìn)入托盤庫(kù)進(jìn)行保存。逡逑Ｗ上的取樣流程設(shè)計(jì)如圖２．２所示。逡逑Ａ邐ＪＬ逡逑ｒｉＴ）y澹潁椋殄澹掊義襄危╁義希鈴危輳菸蛔瞬問危藎坼義希皺巫ノ蛔隋義先⊙逡誨義賢跡玻踩⊙鞒躺杓棋義希疲椋玨澹玻插澹模澹螅椋紓鑠澹錚駑澹簦瑁邋澹螅幔恚穡歟椋睿玨澹穡潁錚悖澹螅簀義希玻踩⊙璞傅慕峁股杓棋義細(xì)菖胖幀⒋�、抓取和取样的四庚rば潁裕諄貧刮韻蟮淖魑鎦腫尤⊙義獻(xiàn)遠(yuǎn)璞附薪峁股杓�。辶x希玻玻迸胖只溝納杓棋義嚇胖只剮枰瓿膳恐腫擁降チ５燃涓糝腫擁淖還ぷ鰲Ｔ諗┮底氨阜矯媯義弦丫寫罅康難芯亢褪匝�，很多�?jǐn)S嗟吶胖制髂芄喚蝦玫耐瓿膳胖幀４庸ぷ髟礤義希稿義

本文編號(hào)：2645109