FI125760B - Tehdasvalmisteiset siemenet ja niihin liittyvät menetelmät - Google Patents

Description

Tehdasvalmisteiset siemenet ja niihin liittyvät menetelmät

Tausta

Nykyaikaisessa metsänhoidossa on usein istutettava suuria määriä geneettisesti identtisesti kasveja, jotka on valittu edullisten ominaisuuksiensa vuoksi. Yleensä uusien kasvien tuotanto suvullisella lisääntymisellä, josta saadaan kasvisiemeniä, ei ole mahdollista. Suvuton lisääntyminen, somaattisia tai tsygoottisia alkioita viljelemällä, on osoittautunut eräiden lajien osalta tuottavan suuria määriä geneettisesti identtisiä alkioita, joilla jokaisella on kyky kehittyä normaaliksi kasviksi. Kuitenkin in vitro -viljelmissä luoduilta kasvialkioilta puuttuu luonnollisten kasvisiemenien luonnolliset suoja- ja ravinto-ominaisuudet. Laboratoriossa viljeltyihin kasvialkioihin on yritetty saada luonnonkasvien siementen suoja- ja ravinto-ominaisuuksia käyttämällä tehdasvalmisteisia siemeniä. Tehdasvalmisteisia siemeniä kuvataan esimerkiksi US-patenteissa 5 564 224; 5 687 504; 5 701 699; ja 6 119 395. Tehdasvalmisteisiin siemeniin liittyy edelleen ongelmia. Sekä onnistuneen itämisen määrä että valmistetuista siemenistä saatujen versojen laatu on huonompi kuin luonnonkasvien siemenistä saatu määrä ja laatu. On siis tarvetta kasvattaa itämisnopeutta ja parantaa valmistetuista siemenistä saatujen versojen laatuja. Tässä keksinnössä käsitellään näitä ja muita tarpeita.

Yhteenveto

Keksinnön eräänä aspektina saadaan aikaan tehdasvalmisteinen siemen, joka käsittää (a) siemenkuoren; (b) ravintoalustan, joka käsittää adsorboivaa materiaalia siten, että adsorboivaa materiaalia on läsnä alustassa pitoisuutena, joka on noin 30 g/l - noin 100 g/l; ja (c) versonpidäkkeen siten, että versonpidäke käsittää onkalon. Eräässä suoritusmuodossa tehdasvalmisteinen siemen käsittää kasvialkion, joka on sijoitettu versonpidäkkeen onkaloon. Eräässä suoritusmuodossa ravintoalustassa oleva adsorboiva materiaali on puuhiiltä. Eräässä suoritusmuodossa adsorboiva materiaali ravintoalustassa on ravintokäsiteltyä puuhiiltä.

Erään toisen aspektin mukaan keksinnöllä saadaan aikaan menetelmiä tehdasvalmisteisesta siemenestä peräisin olevan kasvialkion itämisen parantamiseksi. Eräässä suoritusmuodossa menetelmä käsittää vaiheet, joissa (a) kootaan tehdasvalmisteinen siemen, joka käsittää siemenkuoren ja versonpidäkkeen, versonpidäkkeen käsittäessä onkalon; (b) lisätään siemenkuo-reen adsorboivaa materiaalia käsittävää ravintoalustan, adsorboivan materiaa-

Iin ollessa läsnä alustassa koostumuksena, joka on noin 30 g/l - noin 100 g/l; (c) sijoitetaan kasvialkio versonpidäkkeen onkaloon; ja (d) viljellään tehdas-valmisteista siementä olosuhteissa, jotka soveltuvat kasvialkion itämiseen.

Eräässä suoritusmuodossa menetelmä käsittää vaiheet, joissa (a) kootaan tehdasvalmisteinen siemen, joka käsittää siemenkuoren ja versonpidäkkeen, versonpidäkkeen käsittäessä onkalon; (b) lisätään siemenkuoreen adsorboivaa materiaalia käsittävää ravintoalustan, adsorboivan materiaalin ollessa läsnä alustassa koostumuksena, joka on noin 30 g/l - noin 100 g/l; (c) sijoitetaan kasvialkio pidäkkeen onkaloon; (d) lisätään adsorboivaa materiaalia onkaloon; ja (e) viljellään tehdasvalmisteista siementä olosuhteissa, jotka soveltuvat kasvialkion itämiseen.

On ymmärrettävä, että menetelmän vaiheiden järjestystä voidaan muuttaa keksinnön laajuudesta poikkeamatta. Esimerkiksi adsorboivaa materiaalia voidaan sijoittaa pidäkkeen onkaloon ennen alkion sijoittamista pidäkkeeseen.

Piirustusten kuvaus

Edellä olevat aspektit ja monet tämän keksinnön lisäeduista tulevat helpommin tajuttaviksi ja myös ymmärrettäviksi seuraavan yksityiskohtaisen kuvauksen myötä, yhdessä tähän liitettyjen piirustusten kanssa, joissa: kuvio 1 on tasomainen poikkileikkauskuva eräästä tehdasvalmisteisen siemenen esimerkistä sivulta nähtynä ja käsittäen alkion keksinnön mukaisissa menetelmissä käytettäväksi; kuvio 2 on diagrammi, joka havainnollistaa itämisnopeutta alkioilla, jotka sijoitettiin tehdasvalmisteiseen siemeneen, jossa on suurenevia määriä puuhiiltä ravintoalustassa. Havainnot tehtiin 19 päivää kylvämisen jälkeen;

Kuvio 3 on diagrammi, joka havainnollistaa itämisnopeutta alkioilla, jotka sijoitettiin tehdasvalmisteiseen siemeneen, jossa on suurenevia määriä puuhiiltä ravintoalustassa. Havainnot tehtiin 26 päivää kylvämisen jälkeen;

Kuvio 4 on diagrammi, joka havainnollistaa elinten pituuksia alkioilla, jotka sijoitettiin tehdasvalmisteiseen siemeneen, jossa on suurenevia määriä puuhiiltä ravintoalustassa. Havainnot tehtiin 35 päivää kylvämisen jälkeen; ja

Kuvio 5 on diagrammi, joka havainnollistaa tehdasvalmisteiseen siemeneen, jossa on suurenevia määriä puuhiiltä ravintoalustassa, sijoitettujen alkioiden ilmaantumista. Havainnot tehtiin 35 päivää kylvämisen jälkeen.

Yksityiskohtainen kuvaus

Jos toisin ei erityisesti määritellä, kaikilla tässä käytetyillä termeillä on sama merkitys kuin niillä olisi tämän keksinnön alan ammattilaiselle.

Jos toisin ei mainita, kaikki prosentteina ilmaistut koostumusarvot ovat painoprosentteja.

Erään aspektin mukaan keksintö tarjoaa tehdasvalmisteisen siemenen, joka käsittää (a) siemenkuoren; (b) ravintoalustan, joka käsittää adsorboivaa materiaalia siten, että adsorboivaa materiaalia on läsnä alustassa pitoisuutena, joka on noin 30 g/l - noin 100 g/l (esimerkiksi noin 50 g/l - noin 100 g/l, noin 60 g/l - noin 100 g/l tai noin 75 g/l -100 g/l); ja (c) versonpidäkkeen siten, että versonpidäke käsittää onkalon. Eräässä suoritusmuodossa tehdasvalmisteinen siemen käsittää lisäksi kasvialkion.

Kuvio 1 on tasomainen poikkileikkauskuva eräästä tehdasvalmisteisen siemenen 20 esimerkistä sivulta nähtynä ja käsittäen sen sisään sijoitetun kasvialkion 42. Kuten kuviosta 1 nähdään, alkio 42 on sijoitettu onkaloon 34 on toiminnallisessa kosketuksessa ravintoalustaan 26 ja sopivasti sinne tiiviisti suljettu elävällä päätytiivisteellä 43. On selvää, että kuvio 1 edustaa erästä tehdasvalmisteisen siemenen 20 suoritusmuotoa; keksinnön mukaista menetelmää ei kuitenkaan ole rajoitettu kuviossa 1 esitetyn tehdasvalmisteisen siemenen mukaiseen erityiseen suoritusmuotoon. Kuvion 1 mukaisessa suori-tusmuotoesimerkissä tehdasvalmisteinen siemen 20 käsittää siemenkuoren 24, ravintoalustaa 26, tiivisteen 28 kuolleessa päässä ja valinnaisen versonpidäkkeen 22.

Tässä käytettynä termi “siemenkuori” viittaa rakenteeseen, joka on samankaltainen kuin luonnollisen siemenen kuori, joka suojaa kasvialkiota ja muita tehdasvalmisteisen siemenen sisäisiä rakenteita mekaanisilta vahingoilta, kuivumiselta, mikrobien hyökkäykseltä, sieniltä, hyönteisiltä, sukkulamadoilta, linnuilta, ja muilta taudinaiheuttajilta, herbivoreilta, ja kasvintuhoojilta, muiden vaikutusten lisäksi. Siemenkuori 24 voidaan valmistaa useista eri materiaaleista, joihin kuuluu muuan muassa, mutta ei ainoastaan, selluloosamateri-aalit, lasi, muovi, muotoiltava muovi, kovetut polymeerihartsit, parafiini, vahat, lakat, ja näiden yhdistelmät, kuten vahakyllästetty paperi. Materiaalit, joista siemenkuori on tehty ovat yleensä ei-toksisia ja tarjoavat jonkin asteisen jäykkyyden. Siemenkuori voi olla biohajoava, vaikka tyypillisesti siemenkuori säilyy koskemattomana ja kestää kasvitautien aiheuttajien tunkeutumisen siihen asti, kunnes itävä alkio ilmaantuu. Siemenkuori voi muodostua putkimaisen materiaalin osasta. Siemenkuori voi olla osista muodostuva kuitumateriaalia, kuten paperia, oleva pilli. Pillin osat voidaan etukäteen käsitellä sopivalla pintamateriaalilla, kuten vahalla. Vaihtoehtoisesti siemenkuori voi muodostua putkimaisesta osasta biohajoavaa muovimateriaalia. Yksi tällainen materiaali on poly-laktinen happo (polylactic acid ”PLA”) ja sitä myy NAT-UR, Los Angeles, Kalifornia. Toinen sopiva materiaali on polykaprolaktonisekoitus (polycaprolactone, ”PCL”), kuten CAPA 6800 (Perstorp Polyols Inc., Toledo, Oklahoma 43612), jossa joko on tai ei ole 1 % Tegomer H SI6440 -pehmitettä (Degussa Goldschmidt Chemical Corp, 914 East Randolph Road, Hopewell, Virginia 23860). Tällaisiin biohajoaviin muoviputkiin saatetaan tarvita vahapinnoite, koska kyseiset putket itsessään jo kestävät ympäristöön liittyviä elementtejä. Siemen-kuoreen voidaan lisätä lisäaineita, kuten antibiootteja ja kasvinkasvun säätelijöitä, esimerkiksi sisällyttämällä ne materiaaliin, joka muodostaa siemenkuoren yhden tai useamman kerroksen tai pinnoittamalla tai muuten käsittelemällä kerros/-kset lisäaineella perinteisellä tavalla.

Keksinnön mukaisten tehdasvalmisteisten siementen tai menetelmien mukaisesti ravintoalusta 26 on toiminnallisesti kosketuksessa tehdasvalmisteiseen siemeneen 20 sijoitettuun kasvialkioon. Tässä käytettynä termi ”ravintoalusta” viittaa ravintoaineiden, kuten vitamiinien, mineraalien, hiilen ja energialähteiden sekä alkion itämisensä aikana käyttämien muiden hyödyllisten yhdisteiden lähteeseen. Ravintoväline 26 on siis samankaltainen kuin luon-nonsiemenen gametofyytti. Keksinnön mukainen ravintoalusta 26 voi sisältää ainetta, joka tekee alustasta puolikiinteää tai jolla normaaleissa ympäristöolosuhteissa on jähmettynyt koostumus. Tyypillisesti ravintoalusta 26 on hydratun geelin muodossa. ”Geeli” on aine, jota valmistetaan kolloidisena liuoksena, jota tullaan käyttämään tai voidaan käyttää puolikiinteän materiaalin muodostamiseksi. Tällaista nestemäisen geeliliuoksen muuntamista puolikiinteäksi materiaaliksi kutsutaan tässä geelin ”kovettamiseksi” tai ”hyydyttämiseksi”. ”Hydratoi-tu geeli" viittaa vettä sisältävään geeliin. Tällaisia geelejä valmistetaan siten, että ensin liuotetaan veteen (veden toimiessa liuottimena tai "jatkuvana faasina") hydrofiilista polymeeriainetta (joka toimii liuotteena tai "disperssifaasina"), joka kovettuessaan yhdistyy jatkuvaan faasiin muodostaakseen puolikiinteän materiaalin. Näin vesi siis liittyy homogeenisesti liuotemolekyyleihin ilman, että siinä ilmenee mitään olennaista jatkuvan faasin erottumista disperssifaasista, Vesimolekyylit voidaan kuitenkin vapaasti ottaa kovettuneesta hydratoitunees- ta geelistä, esimerkiksi itävän alkion höyryyntymisen tai kyllästymisen avulla. Kovetuttuaan nämä geelit ovat luonteeltaan yhdenmukaisia kiinteitä aineita, kuten gelatiinimassaa, yhdenmukaisuus vähenee progressiivisesti ja geeli tuntuu kosketuksessa ”kiinteämmältä” sitä mukaa kun veden suhteellinen määrä geelissä vähenee.

Se lisäksi, että sopivat geeliliuotteet ovat vesiliukoisia, ne eivät ole sytotoksisia tai olennaisesti fytotoksisia. Tässä käytettynä "olennaisesti ei-fytotoksinen" aine on aine, joka ei olennaisesti häiritse kasvin normaalia kehitystä, esimerkiksi tappamalla olennaisen määrän kasvisoluja, olennaisesti muuttamalla solujen erilaistumista tai kypsymistä, mutaatioita aiheuttamalla, rikkomalla olennaisen määrän solukalvoja tai olennaisesti haittaamalla solume-taboliaa. tai olennaisesti häiritsemällä muita prosesseja.

Soluliuote-ehdokkaisiin kuuluu muiden muassa, mutta ei ainoastaan: natriumalginaatti, agar, agaroosi, amyloosi, pektiini, dekstraani, gelatiini, tärkkelys, amylopektiini, muunnellut selluloosat, kuten metyyliselluloosa ja hyd-roksietyyliselluloosa ja polyakryyliamidi. Muita hydrofiilisiä geelejä voidaan myös käyttää kunhan niillä on samanlaiset hydraatio-ja hyytymisominaisuudet eivätkä ne ole toksisia.

Geelit valmistetaan tyypillisesti liuottamalla geeliliuote, yleensä hienojakoisten partikkelien muodossa, veteen geeliliuoksen muodostamiseksi. Kyseessä olevasta geeliliuotteesta riippuen kuumennus on yleensä tarpeen, joskus kiehumiseen asti, ennen kuin geeliliuote liukenee. Tätä seuraava jäähdytys saa monissa geeleissä aikaan palautuvan ”jähmettymisen” tai ”kovettumisen” (hyytelöitymisen). Esimerkkejä ovat mm. gelatiini, agar ja agaroosi. Tällaisia geeliliuotteita kutsutaan ”palautuviksi”, koska kovettunee geelin uudel-leenkuumennus muuttaa uudelleen geeliliuoksen muotoa. Muista geeliliuotteis-ta tehdyt liuokset vaativat ”kompleksinmuodostajan”, joka kemiallisesti kovettaa geelin ristiinsilloittamalla geeliliuotteen molekyylejä. Esimerkiksi natriumalginaatti kovetetaan lisäämällä geeliliuokseen kalsiumnitraattia (Ca(NC>3)2) tai muiden divalenttien ionien suoloja, joihin kuuluu mm. mutta ei ainoastaan kalsium, barium, lyijy, kupari, strontium, kadmium, sinkki, nikkeli, koboltti, magnesium ja rauta. Monet kompleksinmuodostajaa vaativat geeliliuotteet kovettuvat peruuttamattomasti, jolloin uudelleenkuumennus ei saa aikaan geeliliuoksen uudelleenmuodostusta.

Geeliliuotteen koostumus vaihtelee kulloinkin kyseessä olevan geeliliuotteen mukaan. Käyttökelpoinen koostumus natriumalginaattia on esimer kiksi alueella noin 0,5 paino% - noin 2,5 paino%, edullisesti noin 0,9 paino% -1,5 paino%. Käyttökelpoinen koostumus agaria on alueella, joka on noin 0,8 paino% - noin 2,5 paino%, edullisesti noin 1,8 paino%. Yleisesti kompleksoin-nin vaikutuksesta kovettuviin geeleihin tarvitaan vähemmän geeliliuotetta tyydyttävän geelin aikaansaamiseksi kuin ”palautuviin” geeleihin.

Ravintoalusta 26 käsittää tyypillisesti yhden tai useamman hiililäh-teen, adsorboivaa materiaalia, vitamiineja ja mineraaleja. Sopiviin hiililähteisiin kuuluu mm. mutta ei ainoastaan monosakkaridit, disakkaridit ja/tai tärkkelykset. Sopiviin adsorboiviin materiaaleihin kuuluu mm. mutta ei ainoastaan puuhiili, polyvinyylipyrrolidoni ja silikageelit. Ravintoalusta 26 voi myös käsittää aminohappoja sekä savususpensiota. Sopiviin aminohappoihin voi kuulua aminohappoja, joita tavataan yleisesti proteiineissa sekä aminohappoja, joita ei yleensä tavata proteiineissa, kuten arginiinin sukkinaattia, sitrulliinia, kanava-niinia, ornitiinia ja D-stereoisomeerejä. Sopiva savususpensio sisältää yhden tai useamman yhdisteen, joka on saatu aikaan menetelmällä, jossa poltetaan orgaanista ainetta, kuten puuta tai muuta selluloosamateriaalia. Näitä palavan aineksen sivutuotteita sisältäviä liuoksia voidaan saada aikaan polttamalla orgaanista ainetta, pesemällä hiiltynyt aine vedellä ja keräämällä vesi. Liuoksia voidaan myös saada aikaan kuumentamalla orgaaninen aine ja tiivistämällä ja laimentamalla tällaisen kuumentamisen seurauksena vapautuvia haihtuvia aineita. Tietyn tyyppisiä savususpensioita voidaan ostaa kaupallisilta tuottajilta, kuten Wright’s Concentrated Hickory Seasoning Liquid Smoke (B&G Foods, Inc. Roseland, New Jersey 07068). Savususpensio voidaan sisällyttää ravinto-alustaan 26 missä tahansa useista eri muodoista. Savususpensio voidaan esimerkiksi sisällyttää aerosolina, jauheena tai aktiivisavena. Eräs esimerkki-koostumus Wright’s Concentrated Hickory Seasoning Liquid Smoke -yhtymän nestesavususpensiosta, jos sitä on, on välillä 0,0001 ml ja 1 ml savususpensiota alustalitraa kohti. Ravintoalustaan 26 voi myös kuulua yksi tai useampi yhdiste, joka osallistuu typpimetaboliaan, kuten ureaa tai polyamineja.

Ravintoalustaan 26 voi kuulua happea kuljettavia aineita sekä hapen absorption että hapen pidättämisen vahvistamiseksi ravintoalustalla 26, minkä ansiosta alusta pystyy säilyttämään happikoostumuksen, joka on korkeampi kuin mitä alustassa muuten olisi läsnä pelkästään ilmakehästä tulevan hapen absorptiolla. Esimerkkejä happea kuljettavista aineista ovat mm. per-fluorihiilet, kuten FC-77 (3M Corporation, St. Paul, Minnesota), jotka on emul-goitu pinta-aktiivisella aineella, kuten Pluronic F-68:lla, joka on saatavilla BASF-yhtymältä, Parsippany, New Jersey. Esimerkkejä happea kuljettavista aineista on kuvattu US-patentissa nro 5 564 224 (esim. palsta 9, rivi 44 - palsta 11, rivi 67), joka liitetään tähän viitteeksi.

Ravintoalusta 26 voi myös sisältää hormoneja. Sopivia hormoneja ovat mm. mutta ei ainoastaan abskisiinihappo, sytokiinit, auksiinit ja gibberellii-nit. Abskisiinihappo on seskviterpeeninen kasvihormoni, joka on implikoitu useissa erilaisissa kasvifysiologisissa prosesseissa (katso esim. Milborrow, J. Exp. Botany 52:1145-1164 (2001); Leung & Giraudat Ann. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 49:199-123 (1998)). Auksiinit ovat kasvien kasvuhormoneja, jotka edistävät solun jakautumista ja kasvua. Esimerkkejä auksiineista käytettäviksi itämisalustassa ovat mm. mutta ei ainoastaan 2,4-dikloori-fenoksietikkahappo, indoli-3-etikkahappo, indoli-3-voihappo, naftaleenietikka-happo ja klorogeenihappo. Sytokiinit ovat kasvin kasvuhormoneja, jotka vaikuttavat jakautuvien solujen järjestykseen. Esimerkkejä sytokiineistä käytettäviksi itämisalustassa ovat mm. mutta ei ainoastaan esim. 6-bentsyyliaminopyriini, 6-furfyyriaminopyriini, dihydrotseatiini, tseatiini, kinetiini ja tseatiinin ribosidi. Gib-berelliinit ovat diterpenoidien kasvihormonien luokka (katso esim. Krishna-moorthy Gibberellins and Plant Growth, John Wiley & Sons, (1975)). Edustavia esimerkkejä gibberelliineistä, jotka ovat käyttökelpoisia tämän keksinnön toteutuksessa, ovat mm. gibberellihappo, gibberelliini 3, gibberelliini 4 ja gibberelliini 7. Eräs esimerkki hyödyllisestä gibberelliiniseoksesta on gibberelliini 4:n ja gibberelliini 7:n seos (josta käytetään nimitystä gibberelliini 4/7), kuten gibberelliini 4/7, jota myy Abbott Laboratories, Chicago, Illinois.

Ravintoalusta 26 voi myös sisältää antimikrobisia aineita. Sopivia antimikrobisia aineita on saatavilla Sigma-AIdrich -yhtymältä, St. Louis, Missouri, ja sitä myydään tuotenumerolla #A5955. Antimikrobisia aineita voidaan käyttää esimerkiksi koostumuksena 1 ml/l.

Kun abskiisihappoa on ravintoalustassa 26 läsnä, sitä tyypillisesti käytetään koostumuksena, joka on alueella, joka on noin 1 mg/l - noin 200 mg/l. Kun gibberelliini(en) koostumus on läsnä ravintoalustassa 26, se on tyypillisesti välillä noin 0,1 mg/l - noin 500 mg/l. Auksiineja voidaan käyttää esimerkiksi koostumuksena, joka on noin 0,1 mg/l - 200 mg/l. Sytokiineja voidaan käyttää esimerkiksi koostumuksena, joka on noin 0,1 mg/l -100 mg/l.

Esimerkkejä ravintoalustasta on kuvattu US-patentissa nro 5 687 504 (esim. palsta 8, rivi 63 - palsta 9, rivi 41) ja US-patenttijulkaisussa nro 2003/0167684, jotka liitetään tähän viitteeksi. Edustava ravintoalusta 26 on KE64-50, jonka koostumus on esitetty alla olevassa taulukossa 1.

Keksinnön eräässä suoritusmuodossa adsorboivan materiaalin pitoisuus ravintoalustassa 26 on noin 30 g/l - noin 100 g/l. Eräässä toisessa suoritusmuodossa adsorboivan materiaalin pitoisuus ravintoalustassa 26 on noin 50 g/l - noin 100 g/l. Eräässä toisessa suoritusmuodossa adsorboivan materiaalin pitoisuus ravintoalustassa 26 on noin 60 g/l - noin 100 g/l. Eräässä toisessa suoritusmuodossa adsorboivan materiaalin pitoisuus ravintoalustassa 26 on noin 75 g/l - noin 100 g/l. Eräässä toisessa suoritusmuodossa adsorboiva materiaali on puuhiiltä. Eräässä suoritusmuodossa adsorboiva materiaali on ravintokäsiteltyä puuhiiltä. Tässä käytettynä ”ravintokäsitelty” puuhiili tarkoittaa puuhiiltä, joka on käsitelty aineella, joka sisältää useita eri ravintoaineita, kuten hiililähteen, vitamiineja, mineraaleja ja aminohappoja, jolloin puuhiili absorboi ja pidättää ravintoaineita alustasta. Edustava alusta ravintoainekäsitel-lyn puuhiilen valmistuksessa on alusta KE64-50. Edustava menetelmä ravinto-ainekäsitellyn puuhiilen valmistamiseksi on kuvattu esimerkissä 2.

Tehdasvalmisteisen siemenen versonpidäkkeen 22 valmistukseen sopii huokoinen materiaali, jonka kovuus on riittävä vastustamaan itävän alkion aiheuttamaa lävistystä tai halkeamaa, esimerkiksi keraamista tai posliinimate-riaalia, ja siihen kuuluu päädyn sulkeva osuus 30 sekä sirkkalehteä rajoittava osuus 32. Rajoittavassa osuudessa 32 on sisäpinta ainakin kasvialkion verso-päähän kohdistuvaa kosketusta ja sen ympäröimistä varten, ja se vastustaa versopään läpäisyä itämisen aikana. Versonpidäke estää alkion versopäätä, kuten sirkkalehtiä, kasvamasta ravintoalustaan ja jäämästä siihen loukkuun (johon viitataan myös ravintoalustana). Sirkkalehteä rajoittava osuus 32 on sopivasti päädyn sulkevan osuuden 30 kanssa samaa tai eri kappaletta. Lisäksi versonpidäkkeeseen 22 kuuluu pituussuuntaan suuntautuva onkalo 34, joka suuntautuu päädyn sulkevan osuuden 30 läpi ja osittain sirkkalehteä rajoittavan osuuden 32 läpi. Onkalon 34 avoin pää tunnetaan sirkkalehteä rajoittavana aukkona 36. Onkalo 34 on mitoitettu ottamaan vastaan kasvialkion 42. Kuten kuviosta 1 nähdään, versonpidäke 22 käsittää useita huokosia 27 siten, että huokoset 27 sallivat ravintoalustan 26 pääsyn alkion 42 käsittävän onkalon 34 sisäpuolelle ja siten sallii ravintoalustan 26 tulevan toiminnallisesti kosketukseen alkioon 42 olosuhteissa, jotka ovat riittävät vakioalkion aikaansaamiseksi, kuten tässä on kuvattu.

Pidäke on huokoinen, jotta alkiolla on pääsy veteen, ravinteisiin ja happeen. Versonpidäke voidaan valmistaa mistä tahansa sopivasta materiaalista, joka voi olla mm. mutta ei ainoastaan lasia, metallia, elastomeeria, keraaminen, savea, laastia, sementtiä, tärkkelystä, kittimäistä, synteettistä polymeeriä, luonnonpolymeeriä ja liimamateriaaleja. Esimerkkejä versonpidäkkeis-tä on kuvattu US-patentissa nro 5 687 504 (esim. palsta 3, rivi 61 - palsta 4, rivi 13; palsta 18, rivi 7 - palsta 22, rivi 2), joka liitetään tähän viitteenä.

Kasvialkio 42 voidaan sisällyttää versonpidäkkeeseen 22 joko kokonaan tai osittain. Tyypillisesti ainakin alkion versopää sisällytetään versonpidäkkeeseen 22. Tehdasvalmisteisessa siemenessä 20 ravinteiden ottoalueen pinta-ala on rajoitettu kasvialkion 42 alueeseen, joka on suoraan kosketuksessa versonpidäkkeen 22 sisäpinnan kanssa. Kasvialkioiden itämisen aikana sirkkalehtien on todettu olevan ensisijaisia elimiä ravinteiden otossa (Brown & Gifford, Plant Physiol. 33:57-64 (1958)).

Joko versonpidäkkeen 22 sisäpinta tai kasvialkio 42, tai molemmat, voidaan saattaa kosketukseen hydratoidun geelin kanssa joko ennen kasvialkion 42 viemistä versonpidäkkeeseen 22 tai sen jälkeen. Esimerkkisuoritus-muotoja hydratoiduista geeleistä ovat edellä ravintoalustalle 26 kuvatut. Hydra-toitu geeli voi käsittää vain geeliliuotteita tai vettä, tai se voi käsittää kasviravin-teita ja muita aineita, kuten ravintoalustan 26 osalta on kuvattu.

Versonpidäkkeen sisäpinta voidaan saattaa kosketukseen hydratoi-tuun geeliliuokseen, joka kovettuu hydratoidun geelin muodostamiseksi. Seu-raavaksi hydratoituun geeliin voidaan tehdä onkalo 34 versonpidäkkeeseen 22 ja kasvialkio 42 viedä onkaloon 34 hydratoidussa geelissä versonpidäkkeeseen 22. Lisäksi tai vaihtoehtoisesti ainakin osa kasvialkiosta 42 (esimerkiksi sirkkalehdet) voidaan saattaa kosketukseen hydratoidun geeliliuoksen kanssa, joka kovettuu muodostaakseen hydratoituneen geelin ennen kasvialkion 42 viemistä versonpidäkkeeseen 22.

Kuten kuviossa 1 on lisäksi esitetty, keksinnön eräässä suoritusmuodossa adsorboiva materiaali 80 ympäröi onkalossa 34 olevan alkion 42 joko osittain tai kokonaan ja kasvattaa alkion 42 pinta-alaa, joka on toiminnallisessa kosketuksessa ravintoalustaan 26 ja siten saa aikaan useita polkuja ravintoaineiden siirtymiselle ravintoalustasta 26 alkioon 42. Sopivia adsorboivia materiaaleja ovat mm. aktivoitu puuhiili, Dowex-hartsit, zeoliitit, alumiinit, savi, piimää, silikageeli ja kiiseliguuri. Tehdasvalmisteisen siemen 20 kokoamisen aikana adsorboiva materiaali 80 levitetään onkaloon 34 millä tahansa tunnetul la tavalla, mukaan lukien manuaalisesti. Adsorboiva materiaali 80 levitetään edullisesti, mutta ei välttämättä, onkaloon 34 siten, että se olennaisesti keskittää kasvialkion 42 onkaloon 34. Vaikka adsorboiva materiaali 80 edullisesti keksittää kasvialkion 42 onkaloon, kasvialkion 42 ei tarvitse olla siten sijoitettu. Adsorboivan materiaalin 80 on vain sijoitettava kasvialkio 42 onkaloon 34 millä tahansa tavalla siten, että kasvialkio 42 tulee toiminnalliseen kosketukseen ravintoaineen 26 kanssa. Ei myöskään ole välttämätöntä, että adsorboiva materiaali 80 ”ympäröi” kasvialkion 42. Adsorboiva materiaali 80 voi sellaisenaan ympäröidä kasvialkion 42 osittain tai kokonaan. Muissa oheisten vaatimusten laajuuden mukaisissa suoritusmuodoissa adsorboivan materiaalin 80 on täytettävä ainoastaan, joko osittain tai kokonaan, yksi tai kaksi sivua tilasta, joka on kasvialkion 42 ja onkalon seinämien välissä.

Eräässä suoritusmuodossa onkalossa 34 oleva adsorboiva materiaali 80 on puuhiiltä. Edullisesti puuhiili on jauheen muodossa ja aktivoidaan esikäsittelyllä, joka tehdään hapolla, esimerkiksi HCI- tai fosforihapolla. Aktivoitua puuhiiltä on kaupallisesti saatavilla. Esimerkiksi jauhemaista aktiivihiiltä NORIT® CNSP tai DARCO® KB-G on saatavilla Norit Americas Inc. -yhtymältä, Marshall, Teksas. Eräässä toisessa suoritusmuodossa onkalossa 34 oleva adsorboiva materiaali 80 on ravintokäsiteltyä puuhiiltä. Eräs esimerkki menetelmästä valmistaa ravintokäsiteltyä puuhiiltä onkaloon 34 sijoitettavaksi on kuvattu esimerkissä 2.

Tässä käytettynä termi ”kasvialkio” tarkoittaa joko tsygoottista kas-vialkiota tai somaattista kasvialkiota. Tsygoottinen kasvialkio on alkio, joka on suvullisesti lisääntyneen kasvisiemenen sisällä. Somaattisia alkioita voidaan tuottaa viljelemällä embryogeenistä kudosta vakiomenetelmillä laboratorio-olosuhteissa, joissa kudoksen käsittävät solut erotetaan toisistaan ja niitä pakotetaan kehittymään erittäin pieniksi täydellisiksi alkioiksi.

Tässä käytettynä termi ”kasvin somaattinen alkio” tarkoittaa alkiota, joka on tuotettu viljelemällä totipotentteja kasvisoluja, kuten kasvusoluja laboratorio-olosuhteissa, jolloin kudoksen käsittävät solut erotetaan toisistaan ja pakotetaan kehittymään pieniksi täydellisiksi alkioiksi. Vaihtoehtoisesti somaattisia alkioita voidaan tuottaa aiheuttamalla tsygoottisten alkioiden ”halkaisu-monialkioisuus”. Keksinnön mukaisissa menetelmissä käytettäviksi soveltuvat menetelmät kasvien somaattisten alkioiden tuottamiseksi ovat alalla vakiintuneita ja niitä on aiemmin kuvattu (katso esim. US-patentit nro 4 957 866; 5 034 326; 5 036 007; 5 041 382; 5 236 841; 5 294 549; 5 482 857; 5 563 061; ja 5 821 126). Kasvikudosta voidaan viljellä esimerkiksi aloitusalustassa, joka sisältää hormoneja embryogeenisten solujen, kuten somaattisiksi alkioiksi kehittymään kykenevien alkioripustinmassojen, muodostuksen käynnistämiseksi. Embryogeenisiä soluja voidaan sitten edelleen viljellä ylläpitoalustalla, joka edesauttaa embryogeenisten solujen muodostumista ja monistumista. Seuraa-vaksi monistuneita embryogeenisiä soluja voidaan viljellä kehitysalustalla, joka edesauttaa somaattisten alkioiden kehittymistä, ja alkiot voidaan lisäksi altistaa kehittymisen jälkeisille käsittelyille, kuten kylmäkäsittelyille. Keksinnön mukaisissa menetelmissä käytettävät somaattiset alkiot ovat käyneet läpi somaattisen embryogeneesiprosessin kehitysasteen. Niille on voitu myös tehdä yksi tai useampia kehityksen jälkeisiä käsittelyjä.

Keksinnön mukaisissa menetelmissä käyttökelpoiset kasvialkiot voivat olla peräisin mistä tahansa kasvilajista, kuten kaksisirkkaisista tai yksisirk-kaisista kasveista, paljassiemenisistä jne. Keksinnön mukaisissa menetelmissä käyttökelpoiset havupuualkiot voivat olla havupuulajeista, joihin kuuluvat mm. mutta ei ainoastaan loblollymännyn alkiot ja douglasinkuusen alkiot. Keksinnön mukaisiin valmistettaviin siemeniin 20 käytettävä kasvialkio 42 kehitetään yleensä riittävästi, jotta siinä on versonpää ja alkeisjuuren pää. Tietyissä kasvilajeissa versonpäässä on jossain kehitysvaiheessa oleva yksi tai useampia sirkkalehtiä. Muissa kasvityypeissä sirkkalehti (-lehdet) on (ovat) muualla kuin versonpäässä.

Eräänä toisena aspektina keksintö tarjoaa menetelmiä kasvialkion itämisen parantamiseksi tehdasvalmisteisesta siemenestä. Eräässä suoritusmuodossa menetelmä käsittää vaiheet, joissa (a) kootaan tehdasvalmisteinen siemen, joka käsittää siemenen kuoren ja pidäkkeen, joka käsittää onkalon; (b) lisätään siemenen kuoreen adsorboivaa materiaalia käsittävää ravintoalustaa siten, että adsorboivaa materiaalia on alustassa läsnä koostumuksena, joka on noin 30 g/l - 100 g/l; (c) sijoitetaan kasvialkio pidäkkeen onkaloon; ja (d) viljellään tehdasvalmisteisesta siementä olosuhteissa, jotka ovat sopivia kasvialkion itämiselle. Eräässä suoritusmuodossa menetelmä käsittää vaiheet, joissa (a) kootaan tehdasvalmisteinen siemen, joka käsittää siemenen kuoren ja pidäkkeen, joka käsittää onkalon; (b) lisätään siemenen kuoreen adsorboivaa materiaalia käsittävää ravintoalustaa siten, että adsorboivaa materiaalia on alustassa läsnä koostumuksena, joka on noin 30 g/l - 100 g/l; (c) sijoitetaan kasvialkio pidäkkeen onkaloon; (d) lisätään adsorboivaa materiaalia onkaloon ja (e) viljellään tehdasvalmisteisesta siementä olosuhteissa, jotka ovat sopivia kasvialkion itämiselle.

Tehdasvalmisteisten siemenien itämiseen sopivat olosuhteet ovat vakiintuneita alalla ja niihin kuuluvat olosuhteet, jotka soveltuvat luonnonsie-menten itämiseen. Tehdasvalmisteisia siemeniä voidaan esimerkiksi kylvää useisiin erilaisiin ympäristöihin, kuten hiekkaan, vermikuliittiin, steriiliin maaperään ja/tai peltoon (luonnolliseen maaperään). Voidaan esimerkiksi käyttää steriiliä Coles™ pestyä hiekkaa, jota on saatavilla useista erilaisista puutarha-alan kaupoista.

Eräs menetelmäesimerkki kasvialkion 42 kokoamiseksi tehdasvalmisteiseen siemeneen 20 on kuvattu esimerkissä 3.

Keksinnön mukaiset menetelmät parantavat kasvialkion itämistä tehdasvalmisteisesta siemenestä, kuten esimerkeissä 4, 5 ja 6 on esitetty.

Seuraavien esimerkkien tarkoituksena on havainnollistaa, mutta ei rajoittaa keksintöä.

Esimerkkejä Esimerkki 1 Tämä esimerkki edustaa menetelmää sopivan ravinnealustan valmistamiseksi keksinnössä käytettäväksi.

Kokonaisravintoalusta (KE64-50) valmistetaan yhdistämällä KE64-perustalustaa (taulukko 1) taulukon 2 ainesosien kanssa, kuten on kuvattu. KE64-50 valmistetaan esivalmistetuista varastoista. Vaadittava määrä kutakin varastoiiuosta (joka ei ole lämpölabiilia) lisätään veteen. Ei-varastokemikaaleja (kuten puuhiiltä ja agaria) punnitaan ja lisätään suoraan kasvatusalustaan. Kun kaikki ei-lämpölabiilit kemikaalit ja yhdisteet on lisätty, alusta kasvatetaan asianmukaiseen määrään ja pH säädetään arvoon 5,7. Tämän jälkeen alustaa steriloidaan autoklaavilla 25 minuutin ajan.

Taulukko 1: KE64-perusalustan muodostuminen

Suodatinsteriloituja lämpölabiileja ainesosia (taulukko 2) lisätään, kun alusta on jäähtynyt 40 celsiusasteeseen.

Taulukko 2

Esimerkki 2 Tämä esimerkki edustaa menetelmää keksinnön mukaiseen käyttöön sopivan ravintokäsitellyn puuhiilen valmistuksesta. KE64-perusalusta (taulukko 1) valmistetaan esimerkissä 1, ilman Pluronic F-68:aa ja ilman aga-ria. Ravintokäsitelty puuhiili valmistetaan seuraavasti: 23,3 grammaa 100 MESH puuhiiltä lisätään 1 litraan KE64-perusalustaa. Ainesosat autoklavoi-daan ja niiden annetaan jäähtyä 40 celsiusasteeseen. Taulukon 2 ainesosat lisätään, kuten esimerkissä 1 on kuvattu, steriilisti KE64-perusalustaan ja alustaa hämmennetään ainesosien sekoittamiseksi. Alusta suodatetaan Whatman nro 1 suodatinpaperin läpi buchner-suppilossa puuhiilen keräämiseksi. Koste-usvaakaa käytetään puuhiilikakun kosteuspitoisuuden määrittämiseksi ja puu-hiilen kuivapaino lasketaan. Jos ravinnekuormattu puuhiili on tarkoitus lisätä tehdasvalmisteisen siemenen onkaloon, se kuivataan ensin, kunnes siitä tulee valuvaa ainetta.

Esimerkki 3 Tämä esimerkki edustaa menetelmää kasvialkioiden kokoamiseksi tehdasvalmisteisiksi siemeniksi ja itäviksi tehdasvalmisteisiksi siemeniksi.

Eräässä menetelmäesimerkissä tehdasvalmisteisen siemenen valmistamiseksi keksinnössä käytettäväksi siemenen kuori valmistetaan jakamalla polykapro-laktoniputki sopivan mittaisiin osiin. Keraamisia verson pidäkkeitä tehdään injektoimalla posliiniliuska esimuodostettuun muottiin siten, että keskellä on tappi verson sallivan onkalon luomiseksi. Liuskan annetaan kuivua koostumukseen, joka sallii esimuodostetun pidäkkeen poistamisen. Tämän jälkeen pidäke kuumennetaan lämpötilaan, joka sallii posliinin muodostaa huokoisen mutta sulautuneen rakenteen. Pidäke voidaan pestä hapolla epäpuhtauksien poistamiseksi, jos halutaan. Kannet tehdään esivenyttämällä Parafilm™ -kalvoa (Pechiney Plastic Packaging, Chicago, Illinois 60631).

Tsygoottisia alkioita valmistetaan kasvisiemenistä. Siemenet pinta-steriloidaan menetelmillä, jotka ovat samankaltaisia kuin edellä on kuvattu (Cyr et ai. Seed Sei.Res. 7:91-97 (1991). Siemenet halkaistaan auki ja tsygoottiset alkiot leikataan megagametofyytistä skalpellilla ja pihdeillä laminaarivirtaus-kaapissa.

Somaattisia alkioita tuotetaan edellä kuvatuilla vakiomenetelmillä {katso esim. US-patentit nro 4 957 866; 5 034 326; 5 036 007; 5 041 382; 5 236 841; 5 294 549; 5 482 857; 5 563 061 ja 5 821 126). Kasvikudosta voidaan viljellä esimerkiksi aloitusalustassa, joka sisältää hormoneja somaattisiksi alkioiksi kehittymään kykenevien embryogeenisten solujen, kuten alkioripus-tinmassojen, muodostumisen alkamiseksi. Tämän jälkeen embryogeenisiä alkioita voidaan jatkoviljellä ylläpitoalustassa, joka edesauttaa somaattisten alkioiden kehitystä, jotka voidaan edelleen altistaa kehityksenjälkeisille käsittelyille, kuten kylmäkäsittelyille. Keksinnön mukaisissa menetelmissä käytettävät somaattiset alkiot ovat käyneet läpi somaattisen embryogeenisen prosessin kehitysvaiheen. Niihin on voinut myös kohdistua yksi tai useampia kehityksen-jälkeisiä käsittelyjä.

Tehdasvalmisteiset siemenet kootaan lämpöliittämällä keraaminen versonpidäke 22 siemenen kuoreen 24. Siemenen kuori 24 täytetään sitten ravintoaineella 26 ja alkio viedään sirkkalehden pidäkkeen 22 onkaloon 34, sirkkalehtipää edellä. Kuivaa puuhiilitäytemateriaalia 80 (joko ravinnekäsiteltyä tai ravinnekäsittelemätöntä) voidaan ladata sirkkalehden pidäkkeeseen sen jälkeen kun alkio on viety onkaloon 34. Kun puuhiili on lisätty, siemenet suljetaan toisen pään sulkimella, joka asetetaan siemenen avoimen pään yli ja kannet sulatetaan pinta kuumentamalla. Ensipään sulkimet kastetaan siniva-hasekoitukseen ennen toisen pään sulkimen kiinnittämistä. Tämä edesauttaa hyvää sidosta ensisijaisten ja toissijaisten päätysulkimien välillä. Tämän jälkeen siemenet pyyhitään antimikrobiaineilla.

Sopiva määrä steriiliä hiekkaa valmistetaan paistamalla 2 litraa hiekkaa 375°F:n lämpötilassa 24 tunnin ajan. Tämän jälkeen hiekka lisätään esisteriloiduille levyille ja lisätään 285 ml vettä. Seuraavaksi tehdään vakoja ja laatikko suljetaan. Hiekan sisältävä laatikko autoklavoidaan tämän jälkeen 1 tunnin ajan 121 celsiusasteessa ja ilmakehäpaineessa 1.

Tehdasvalmistetut siemenet kylvetään hiekkaan ja niiden annetaan itää. Tyypillisesti tehdasvalmisteisia siemeniä kasvatetaan jatkuvassa valossa huoneenlämpötilassa (23°C) neljästä viiteen viikkoa.

Esimerkki 4 Tämä esimerkki edustaa keksinnön mukaista menetelmää kasvialki-on itämisen parantamiseksi tehdasvalmisteisesta siemenestä. Tehdasvalmisteisia siemeniä koottiin esimerkissä 3 kuvatulla tavalla, alla kuvatuin muunnelmin, ja tsygoottisia loblollymännyn alkioita vietiin siemeniin (yksi alkio siementä kohti). Jokaisessa alla esitettävässä kokeessa lisättiin puuhiiltä KE64-perusalustaan, joka valmistettiin esimerkissä 1 kuvatulla tavalla, ennen autoklaavia. Puuhiilen pitoisuus alustassa oli 2,5 g/l; 60 g/l tai 100 g/l. Joissain käsittelyissä puuhiili oli ravinnekäsiteltyä, kuten esimerkissä 2 on kuvattu. Joissain käsittelyissä puuhiili oli ravinnekäsittelemätöntä. Autoklaavin jälkeen loput ainesosista lisättiin KE64-kokonaisalustan valmistamiseksi.

Käsittelyissä käytettiin kahta erilaista versonpidäkettä, tyyppiä A ja tyyppiä B. Joissain käsittelyissä lisättiin myös puuhiiltä onkaloon versonpidäk-keessä. Joissain käsittelyissä onkaloon lisätty puuhiili ei ollut ravinnekäsiteltyä. Joissain käsittelyissä puuhiiltä ei lisätty onkaloon. Tämän jälkeen siementen annettiin itää, kuten esimerkissä 3 on kuvattu. Käsittelyt kuvataan seuraavas-sa.

Versonpidäketyyppi A

Käsittely 1: KE64-kokonaisalusta + 2,5 g/l ravintokäsittelemätöntä puuhiiltä Käsittely 2: KE64-kokonaisalusta + 60 g/l ravintokäsittelemätöntä puuhiiltä Käsittely 3: KE64-kokonaisalusta + 60 g/l ravintokäsiteltyä puuhiil tä Käsittely 4: KE64-kokonaisalusta + 2,5 g/l ravinnekäsittelemätön tä puuhiiltä ja ravinnekäsiteltyä puuhiiltä onkalossa Käsittely 5: KE64-kokonaisalusta + 60 g/l ravinnekäsittelemätöntä puuhiiltä; ja ravinnekäsiteltyä puuhiiltä onkalossa Käsittely 6: KE64-kokonaisalusta + 60 g/l ravinnekäsiteltyä puu hiiltä ja ravinnekäsiteltyä puuhiiltä onkalossa Käsittely 7: KE64-kokonaisalusta + 2,5 g/l ravinnekäsittelemätöntä puuhiiltä; ja ravinnekäsittelemätöntä puuhiiltä onkalossa

Versonpidäketyyppi B

Käsittely 8: KE64-kokonaisalusta + 2,5 g/l ravinnekäsittelemätöntä puuhiiltä; ja ravinnekäsiteltyä puuhiiltä onkalossa Käsittely 9: KE64-kokonaisalusta + 60 g/l ravinnekäsittelemätöntä puuhiiltä; ja ravinnekäsiteltyä puuhiiltä onkalossa Käsittely 10: KE64-kokonaisalusta + 60 g/l ravinnekäsiteltyä puuhiiltä; ja ravinnekäsiteltyä puuhiiltä onkalossa

Tulokset

Tietoja kerättiin 28 päivää kylvön jälkeen. Useita parametreja mitattiin lisääntyvän puuhiilen määrän vaikutusten määrittämiseksi ravinnealustassa ja/tai puuhiilen lisäämisen versonpidäkkeen onkaloon. Alkujuuren, alkeisvar-ren, sirkkalehtien ja epikotyylin pituudet mitattiin. Termillä ”alkujuuri” tarkoitetaan kasvialkion osaa, josta kehittyy tuloksena olevan kasvin ensisijainen juuri. Termillä ”sirkkalehti” tarkoitetaan yleisesti ensimmäistä, ensimmäistä paria tai ensimmäistä kiehkuraa (kasvityypin mukaan) lehtimäisiä rakenteita kasvialki-ossa, jotka toimivat ensisijaisesti ravintoyhdisteiden valmistamiseksi siemenessä, joka on kehittyvän alkion saatavilla, mutta joissain tapauksissa toimivat ravintovarastoina tai fotosynteesirakenteina. Termillä ”alkeisvarsi” tarkoitetaan kasvialkion tai taimen osaa, joka sijaitsee sirkkalehtien alapuolella, mutta alkujuuren yläpuolella. Termillä ”epikotyyli” tarkoitetaan taimen varren osaa, joka on sirkkalehtien yläpuolella. Elinten pituudet mitattiin senttimetreinä ja ne on esitetty taulukossa 3.

Itämisnopeus mitattiin ja se on esitetty taulukossa 4. Myös itämistu-losten normaalius arvioitiin, ja se on esitetty taulukossa 5. Alkiot tutkittiin ja luokiteltiin seuraavasti: normaali; olisi normaali, jos olisi kokonaan ulkona onkalosta; ei normaali; kokonaan ulkona onkalosta, mutta ei normaali; ja muuttumaton. Termi ”normaali itämistulos” tai ”normaalius” ilmaisee, että kasvin kaikki odotettu osat olivat läsnä arviointiajankohtana. Paljassiemenisten tapauksessa normaaliutta luonnehtii se, että alkeisjuuri on pituudeltaan yli 3 mm eikä siinä ole silmin havaittavia epämuodostumia verrattuna luonnonsiemenestä idätettyjen alkioiden ulkonäköön. ”Ei normaali” tarkoittaa että kudos on ainakin yhdellä elimellä paisunut, ja juuri sekä sirkkalehdet ovat kuolleita. ”Ei normaali, kokonaan ulkona” tarkoittaa, että itu on tullut kokonaan onkalosta, mutta ei ole normaali. ”Muuttumaton” tarkoittaa, että alkio ei ole muuttunut kokeen ensimmäisestä päivästä.

Taulukko 3: Elinten pituudet (senttimetreinä mitattuina)

Välineet, joita seuraa sama numero, eivät ole merkittävästi erilaisia Taulukko 4: Itämisnopeus

^’Yläpuolella” tarkoittaa maanpinnan yläpuolelle olevia sirkkalehtiä ja alkeisvartta 2”Osittain” tarkoittaa jotain vihreää kudosta, joka näkyy maanpinnan yläpuolella 3”Alapuolella” tarkoittaa, että mitään ei näy maanpinnan yläpuolella ^’Ylösalaisin” tarkoittaa, että juuri on kuollut ja alkeisvarsi on kääntynyt ylös ilmaan.

Taulukko 5: Normaalius

Taulukoiden 3, 4 ja 5 tiedot osoittavat yleisesti lisääntynyttä elinpi-tuutta, itämisnopeutta ja normaaliutta alkioissa, jotka on idätetty tehdasvalmisteisista siemenistä, joissa ravintoalustan sisältämän puuhiilen määrä on suuri (60 g/l vs. 2,5 g/l).

Esimerkki 5 Tämä esimerkki edustaa keksinnön mukaista menetelmää kasvioal-kion itämisen parantamiseksi tehdasvalmisteisesta siemenestä. Tehdasvalmisteisia siemeniä koottiin esimerkissä 3 kuvatulla tavalla, jäljempänä esitetyin muunnelmin, ja tsygoottisia loblollymännyn alkioita sijoitettiin siemeniin (yksi alkio siementä kohti). Jokaisessa alla esitettävässä käsittelyssä lisättiin puuhiiltä KE64-perusalustaan, esimerkissä 1 kuvatulla tavalla valmistettuna, ennen autoklavointia. Puuhiilen pitoisuus alustassa oli 0 g/l; 60 g/l tai 100 g/l. Joissain käsittelyissä puuhiili oli ravinnekäsiteltyä, valmistettuna esimerkissä 2 kuvatulla tavalla. Joissain käsittelyissä puuhiili oli ravinnekäsittelemätöntä. Autoklavoin-nin jälkeen lisättiin loput ainesosat KE64-kokonaisalustan valmistamiseksi.

Käsittelyissä käytettiin ainoastaan B-tyypin versonpidäkkeitä. Kaikissa käsittelyissä lisättiin ravinnekäsiteltyä puuhiiltä versonpidikkeessä olevaan onkaloon. Tämän jälkeen siementen annettiin itää esimerkissä 3 kuvatulla tavalla. Käsittelyt kuvataan alla.

Käsittely 1: KE64-kokonaisalusta; ja ravinnekäsiteltyä puuhiiltä onkalossa Käsittely 2: KE64-kokonaisalusta + 60 g/l ravintokäsittelemätöntä puuhiiltä; ja ravinnekäsiteltyä puuhiiltä onkalossa Käsittely 3: KE64-kokonaisalusta + 60 g/l ravinnekäsiteltyä puu hiiltä; ja ravinnekäsiteltyä puuhiiltä onkalossa Käsittely 4: KE64-kokonaisalusta + 100 g/l ravinnekäsittelemätön- tä puuhiiltä; ja ravinnekäsiteltyä puuhiiltä onkalossa Käsittely 5: KE64-kokonaisalusta + 100 g/l ravinnekäsittelemätön- tä puuhiiltä; ja ravinnekäsiteltyä puuhiiltä onkalossa

Tulokset

Tietoja kerättiin 41 päivää kylvämisen jälkeen. Useita parametreja mitattiin, jotta saatiin määritettyä, mitä vaikutuksia oli ravintoalustassa olevan puuhiilen määrän kasvattamisella ja puuhiilen lisäämisellä versonpidäkkeen onkaloon. Elinpituudet mitattiin ja määriteltiin itämisnopeus sekä normaalius. Termit määritellään kuten esimerkissä 4 on esitetty. Elinpituudet näkyvät taulukosta 6, itämisnopeus näkyy taulukosta 7 ja normaalius näkyy taulukosta 8.

Taulukko 6. Elinpituudet (senttimetreinä mitattuina)

Taulukko 7: Itämisnopeus

Taulukko 8: Normaalius

Taulukkojen 6, 7 ja 8 tiedot osoittavat kasvua elinpituudessa, itä-misnopeudessa ja normaaliudessa tehdasvalmisteisista siemenistä itäneissä alkioissa, kun ravintoalusta sisältää suuria määriä puuhiiltä (60 g/l vs. 0 g/l). Lisäksi taulukon 7 tiedot osoittavat ”ylösalaisten” itämistulosten määrän laskua, kun puuhiilen määrää alustassa kasvatetaan.

Esimerkki 6 Tämä esimerkki edustaa keksinnön mukaista menetelmää kasvialki-oiden itämisen parantamiseksi tehdasvalmisteisista siemenistä. Tehdasvalmisteisia siemeniä koottiin esimerkissä 3 kuvatulla tavalla, jäljempänä kuvattavain muunnelmin, ja tsygoottisia loblollymännyn alkioita vietiin siemeniin (yksi alkio siementä kohti). Jokaisessa alla kuvattavassa kokeessa lisättiin puuhiiltä KE64-perusalustaan, esimerkissä 1 kuvatulla tavalla valmistettuna, ennen au-toklavointia. Puuhiilen pitoisuus alustassa oli 0 g/l; 3 g/l; 30 g/l; 50 g/l; 60 g/l; 75 g/l tai 100 g/l. Kaikissa kokeissa puuhiili oli ravinnekäsiteltyä, valmistettuna esimerkissä 2 kuvatulla tavalla, paitsi että sakkaroosia ei lisätty KE64-perusalustaan, kun ravinnekäsiteltyä puuhiiltä valmistettiin tätä koetta varten. Autoklavoinnin jälkeen loput ainesosista lisättiin KE64-kokonaisalustan (II) valmistamiseksi, mikä eroaa KE64-kokonaisalustasta siinä, että sakkaroosipi-toisuus on 63,5 g/l.

Kokeissa käytettiin ainoastaan A-tyypin versonpidikkeitä. Kaikissa käsittelyissä lisättiin ravinnekäsiteltyä puuhiiltä versonpidikkeessä olevaan onkaloon. Tämän jälkeen siementen annettiin itää esimerkissä 3 kuvatulla tavalla. Käsittelyt on kuvattu alla. Jokainen käsittely tehtiin keskimäärin 60 siemenellä käsittelyä kohti.

Käsittely 1: KE64-kokonaisalusta (II) + 100 g/l ravinnekäsiteltyä puuhiiltä Käsittely 2: KE64-kokonaisalusta (II) + 75 g/l ravinnekäsiteltyä puuhiiltä Käsittely 3: KE64-kokonaisalusta (II) + 60 g/l ravinnekäsiteltyä puuhiiltä Käsittely 4: KE64-kokonaisalusta (II) + 50 g/l ravinnekäsiteltyä puuhiiltä Käsittely 5: KE64-kokonaisalusta (II) + 30 g/l ravinnekäsiteltyä puuhiiltä Käsittely 6: KE64-kokonaisalusta (II) + 3 g/l ravinnekäsiteltyä puuhiiltä Käsittely 7: KE64-kokonaisalusta (II) + 0 g/l ravinnekäsiteltyä puuhiiltä

Tulokset

Tietoja kerättiin 19, 26 ja 35 päivää kylvön jälkeen. Useita parametreja mitattiin, jotta saatiin määritettyä, mitä vaikutuksia oli ravintoalustassa olevan puuhiilen määrän kasvattamisella ja puuhiilen lisäämisellä versonpidäk-keen onkaloon. Elinpituudet mitattiin ja määriteltiin itämisnopeus sekä normaalius. Termien määrittely on esimerkissä 4 esitetyn mukainen. Elinpituudet näkyvät KUVIOISTA 2 ja 3, itämisnopeus näkyy KUVIOSTA 4 ja normaalius näkyy KUVIOSTA 5.

Päivän 19 kohdalla korkeamman puuhiilipitoisuuden siemenissä olevat alkiot osoittivat suurempaa itämisnopeutta kuin alkiot siemenissä, joissa oli vähemmän puuhiiltä (KUVIO 2). Päivän 26 kohdalla siemenet, joissa oli korkeampi puuhiilipitoisuus, säilyttivät suuremman itämisnopeuden (KUVIO 3). Lisäksi elinpituudet olivat yleisesti suuremmat alkioissa, jotka olivat siemenissä, joissa oli enemmän puuhiiltä kasvatusalustassa (KUVIO 4). Lopuksi, nor-maaliustiedot osoittivat suurempaa normaalin itämistuloksen esiintyvyyttä alki oissa, jotka olivat siemenistä, joissa puuhiiltä oli enemmän ravintoalustassa (KUVIO 5). Sitä vastoin ei-aktiivisten alkioiden ja itämistulosten, jotka olisivat normaaleja, jos olisivat kokonaan ulkona, määrä lisääntyi puuhiilen vähentyessä. Nämä tiedot viittaavat siihen, että puuhiilen määrän lisääminen ravintoalustassa saa aikaan parempaa alkiokehitystä tehdasvalmisteisissa siemenissä.

Edellä on kuvattu ja havainnollistettu keksinnön edullista suoritusmuotoa, on kuitenkin selvää, että siihen voidaan tehdä monia erilaisia muunnoksia keksinnön hengestä ja laajuudesta poikkeamatta.

Claims (18)

1. Tehdasvalmisteinen siemen (20), joka käsittää: (a) siemenkuoren (24); (b) ravintoalustan (26), joka käsittää adsorboivaa materiaalia (80) siten, että adsorboivaa materiaalia on läsnä alustassa pitoisuutena, joka on noin 30 g/l - noin 100 g/l, ja jolloin adsorboiva materiaali on puuhiiltä, polyvinyylipo-lypyrolidonia tai silikageelejä; ja (c) versonpidäkkeen (22) siten, että versonpidäke käsittää onkalon (34).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tehdasvalmisteinen siemen, jossa adsorboiva materiaali on puuhiiltä.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen tehdasvalmisteinen siemen, jossa puuhiili on läsnä alustassa koostumuksena, joka on noin 50 g/l - noin 100 g/l.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen tehdasvalmisteinen siemen, jossa puuhiili on ravintoainekäsiteltyä.

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen tehdasvalmisteinen siemen, jossa puuhiili on ei-ravintoainekäsiteltyä.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tehdasvalmisteinen siemen, joka käsittää myös kasvialkion, joka on sijoitettu versonpidäkkeen onkaloon.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen tehdasvalmisteinen siemen, joka käsittää myös adsorboivaa materiaalia versonpidäkkeen onkalossa.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen tehdasvalmisteinen siemen, jossa onkalossa oleva adsorboiva materiaali on puuhiiltä.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen tehdasvalmisteinen siemen, jossa puuhiili on ravintokäsiteltyä.

10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen tehdasvalmisteinen siemen, jossa puuhiili on ei-ravintokäsiteltyä.

11. Menetelmä kasvialkion idättämiseksi tehdasvalmisteisesta siemenestä (20), menetelmän käsittäessä: (a) tehdasvalmisteisen siemenen (20) kokoamisen siten, että se käsittää siemenkuoren (24) ja versonpidäkkeen (22), joka versonpidäke käsittää onkalon (34); (b) adsorboivaa materiaalia (80) käsittävän ravintoalustan (26) lisäämisen siemenkuoreen (24) siten, että adsorboivaa materiaalia on alustassa läsnä koostumuksena, joka on noin 30 g/l - 100 g/l, ja jolloin adsorboiva materiaali on puuhiiltä, polyvinyylipolypyrolidonia tai silikageelejä; (c) kasvialkion sijoittamisen versonpidäkkeen (22) onkaloon (34); ja (d) tehdasvalmisteisen siemenen (20) viljelyn olosuhteissa, jotka ovat sopivia kasvialkion itämiselle.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, jossa adsorboiva materiaali on puuhiiltä.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, jossa puuhiili on ravintokäsiteltyä.

14. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, jossa puuhiili on ei-ravintokäsiteltyä.

15. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, joka käsittää lisäksi adsorboivan materiaalin lisäämisen versonpidäkkeen onkaloon.

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetelmä, jossa onkaloon lisätty adsorboiva materiaali on puuhiiltä, polyvinyylipyrolidonia tai silikageelejä.

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen menetelmä, jossa onkaloon lisätty adsorboiva materiaali on puuhiiltä.

18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen menetelmä, jossa onkaloon lisätty puuhiili on ravintokäsiteltyä. Uppfinningens utföringsformer, på basis av vilka ensamrätt eller privilegium söks, definieras på följande sätt: