BR122017021419B1 - METHODS AND APPARATUS FOR PREPARING AND OBTAINING EMBRYOS SUITABLE FOR TISSUE CULTURE AND/OR GENETIC TRANSFORMATION - Google Patents

METHODS AND APPARATUS FOR PREPARING AND OBTAINING EMBRYOS SUITABLE FOR TISSUE CULTURE AND/OR GENETIC TRANSFORMATION Download PDF

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Whitney R. Adams, Jr.
Brandon Davis
Lubomyr Kucher
Brenda Lowe
Brian Martinell
Jyoti Rout
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Monsanto Technology Llc
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Abstract

A presente invenção refere-se a métodos e aparelhos para isolamento rápido de embriões de plantas monocotiledôneas adequados para transformação ou cultura de tecido. A invenção inclui dispositivos mecânicos para isolar substancialmente embriões de planta para uso como explantes transformáveis. Também são fornecidos meios adequados para o isolamento de embriões de planta e métodos para sua preparação.The present invention relates to methods and apparatus for rapid isolation of monocotyledonous plant embryos suitable for transformation or tissue culture. The invention includes mechanical devices for substantially isolating plant embryos for use as transformable explants. Suitable media for isolating plant embryos and methods for their preparation are also provided.

Description

[001] Dividido do PI0815980-7, depositado em 29.08.2008.[001] Split from PI0815980-7, deposited on 08/29/2008.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION

[002] Esse pedido reivindica prioridade do Pedido Provisório U.S. N° de Série 60/969.287, depositado em 31 de agosto de 2007, cuja descrição completa está aqui incorporada por referência.[002] This application claims priority to U.S. Provisional Application Serial No. 60/969,287, filed on August 31, 2007, the complete description of which is incorporated herein by reference.

1. Campo da Invenção1. Field of Invention

[003] A presente invenção refere-se de modo geral a isolar subs tancialmente tecidos de planta-alvo, tais como embriões, que são adequados para transformação genética ou cultura de tecido.[003] The present invention generally relates to substantially isolating target plant tissues, such as embryos, which are suitable for genetic transformation or tissue culture.

2. Descrição da Técnica Relacionada2. Description of Related Art

[004] A preparação de tecidos para a propagação, regeneração e transformação de planta é desgastante e muito trabalhosa, especialmente quando ela envolve, geralmente, a excisão manual de tecidos de plantas transformáveis ou cultiváveis. Por exemplo, no milho (Zea mays), os embriões imaturos individuais são tipicamente removidos manualmente para fornecer explantes geneticamente transformáveis. A excisão manual de tecidos embrionários é laboriosa e traz risco de lesão ergonômica para o trabalhador. Além disso, quando grandes quantidades de tecido de planta transformável são necessárias para a transformação de alto rendimento e produção de planta, mais trabalhadores devem ser empregados e treinados para alcançar a demanda aumentada. Adicionalmente, pode haver uma variabilidade significativa na qualidade dos tecidos de planta obtidos, dependendo do nível de experiência, cuidado, atenção e fadiga dos trabalhadores individuais.[004] The preparation of tissues for plant propagation, regeneration and transformation is exhausting and very laborious, especially when it generally involves the manual excision of transformable or cultivable plant tissues. For example, in maize (Zea mays), individual immature embryos are typically removed manually to provide genetically transformable explants. Manual excision of embryonic tissues is laborious and poses a risk of ergonomic injury to the worker. Furthermore, when large quantities of transformable plant tissue are required for high-yield transformation and plant production, more workers must be employed and trained to meet the increased demand. Additionally, there can be significant variability in the quality of the plant tissues obtained, depending on the level of experience, care, attention and fatigue of individual workers.

[005] A variabilidade do tecido e a falta de adaptabilidade para a automação em técnicas anteriores para o isolamento de tecidos de planta transformáveis é problemática, por que a baixa qualidade dos tecidos afeta negativamente a cultura do tecido, a transformação genética e a propagação da planta subsequentes. Não obstante, para produzir até uma única planta transgênica adequada para o desenvolvimento comercial e uso na agricultura, pode ser necessário produzir dezenas de milhares de eventos de transformação individuais em uma única espécie. Portanto, há uma grande necessidade na técnica de métodos aperfeiçoados de preparação de tecidos de planta-alvo que sejam mais eficientes, reduzam a sobrecarga ergonômica global sobre os trabalhadores, reduzam a quantidade de trabalho necessário para processar os materiais de planta e/ou que forneçam tecidos de planta que são de qualidade maior e mais consistentes do que os tecidos produzidos manualmente.[005] Tissue variability and lack of adaptability to automation in previous techniques for isolating transformable plant tissues is problematic, because low tissue quality negatively affects tissue culture, genetic transformation and propagation of the subsequent plants. Nevertheless, to produce even a single transgenic plant suitable for commercial development and use in agriculture, it may be necessary to produce tens of thousands of individual transformation events in a single species. Therefore, there is a great need in the art for improved methods of preparing target plant tissues that are more efficient, reduce the overall ergonomic burden on workers, reduce the amount of labor required to process the plant materials, and/or that provide plant fabrics that are of higher quality and more consistent than handcrafted fabrics.

SUMÁRIO DA INVENÇÃOSUMMARY OF THE INVENTION

[006] Em um aspecto, a invenção fornece um método para a ob tenção de embriões adequados para a cultura de tecido e/ou transformação genética, compreendendo pelo menos parcialmente remover um embrião de uma semente de planta em um meio líquido que consiste essencialmente em água e/ou um agente osmótico com uma os- molalidade de cerca de 0 mOsm/kg a cerca de 600 mOsm/kg, em que o embrião permanece viável para a cultura de tecido e/ou transformação genética depois da excisão do embrião da semente da planta. O agente osmótico pode ser ainda um agente osmótico inerte. Em uma modalidade adicional, o método compreende remover, pelo menos parcialmente, uma pluralidade de embriões de uma população de se-mentes de planta ou espigas no meio líquido. O agente osmótico pode ser selecionado do grupo que consiste em manitol, sorbitol, glicose ou outros agentes osmóticos. Em modalidades particulares, o meio consiste essencialmente em água e manitol em uma concentração entre cerca de 0,05 M a cerca de 0,5 M, ou sacarose em uma concentração entre cerca de 0,05 M a cerca de 0,5 M. O método pode compreender ainda a(s) etapa(s) de transformar geneticamente o embrião e regenerar a planta transgênica a partir do embrião transformado.[006] In one aspect, the invention provides a method for obtaining embryos suitable for tissue culture and/or genetic transformation, comprising at least partially removing an embryo from a plant seed in a liquid medium consisting essentially of water and/or an osmotic agent with an osmolality of about 0 mOsm/kg to about 600 mOsm/kg, wherein the embryo remains viable for tissue culture and/or genetic transformation after excision of the embryo from the seed of the plant. The osmotic agent may further be an inert osmotic agent. In a further embodiment, the method comprises removing, at least partially, a plurality of embryos from a population of plant seeds or ears in the liquid medium. The osmotic agent may be selected from the group consisting of mannitol, sorbitol, glucose or other osmotic agents. In particular embodiments, the medium consists essentially of water and mannitol at a concentration of between about 0.05 M to about 0.5 M, or sucrose at a concentration of between about 0.05 M to about 0.5 M. The method may further comprise the step(s) of genetically transforming the embryo and regenerating the transgenic plant from the transformed embryo.

[007] Em certas modalidades do método, a etapa de transformar geneticamente o embrião compreende o uso de um meio de cocultura compreendendo um bactericida. Em modalidades particulares, o bac- tericida é a carbenicilina. Em outras modalidades, o meio de cocultura compreende cerca de 0,5 a 1,5 mg/l de 2,4-D.[007] In certain embodiments of the method, the step of genetically transforming the embryo comprises the use of a coculture medium comprising a bactericide. In particular embodiments, the bactericide is carbenicillin. In other embodiments, the coculture medium comprises about 0.5 to 1.5 mg/l of 2,4-D.

[008] O embrião pode ser um membro das Poaceae, tal como o milho, o arroz, o trigo ou painço. Em modalidades particulares, o embrião é um embrião de milho ou um embrião de painço. Em outras modalidades, o embrião pode ser um embrião de soja, um embrião de algodão ou outro embrião de dicotiledônea.[008] The embryo may be a member of the Poaceae, such as corn, rice, wheat or millet. In particular embodiments, the embryo is a corn embryo or a millet embryo. In other embodiments, the embryo may be a soybean embryo, a cotton embryo, or another dicot embryo.

[009] Em outra modalidade, o método compreende preparar um meio líquido em um sistema de preparação de meios compreendendo: (a) uma entrada de água; (b) uma entrada para o agente osmótico; e (c) uma câmara para misturar a água e o agente osmótico para produzir o meio líquido, em que a entrada de água e a entrada de agente osmótico estão acopladas à câmara para misturação para permitir a liberação da água e do agente osmótico para a câmara para a mistu- ração. Em certas modalidades, a entrada de água e/ou a entrada de agente osmótico são acopladas a uma câmara ou câmaras para contenção da água e/ou do agente osmótico. O método pode compreender ainda o acoplamento da câmara para misturação a um aparelho de jato líquido. Em outras modalidades, o método compreende ainda esterilizar o meio líquido com um esterilizador selecionado do grupo que consiste em um filtro, uma fonte de UV ou radiação gama e uma fonte de calor esterilizante. O esterilizador pode esterilizar a água e/ou o agente osmótico antes de entrar na câmara de misturação. Alternativamente, o esterilizador esteriliza o meio líquido concomitantemente com e/ou depois de entrar na câmara de misturação. Em outra modalidade, o método compreende esterilizar o meio líquido depois que o meio líquido deixa a câmara de misturação.[009] In another embodiment, the method comprises preparing a liquid medium in a media preparation system comprising: (a) a water inlet; (b) an inlet for the osmotic agent; and (c) a chamber for mixing the water and the osmotic agent to produce the liquid medium, wherein the water inlet and the osmotic agent inlet are coupled to the mixing chamber to allow release of the water and the osmotic agent into the chamber for mixing. In certain embodiments, the water inlet and/or osmotic agent inlet are coupled to a chamber or chambers for containing the water and/or the osmotic agent. The method may further comprise coupling the mixing chamber to a liquid jet apparatus. In other embodiments, the method further comprises sterilizing the liquid medium with a sterilizer selected from the group consisting of a filter, a UV or gamma radiation source, and a sterilizing heat source. The sterilizer can sterilize the water and/or osmotic agent before entering the mixing chamber. Alternatively, the sterilizer sterilizes the liquid medium concurrently with and/or after entering the mixing chamber. In another embodiment, the method comprises sterilizing the liquid medium after the liquid medium leaves the mixing chamber.

[0010] O método pode compreender ainda medir o nível completo de uma ou mais câmaras para a contenção da água, a câmara para contenção do agente osmótico ou da câmara para misturação da água e do agente osmótico. Em modalidades adicionais, o método compreende liberar a água e o agente osmótico para a câmara de misturação da água e do agente osmótico. Em modalidades particulares, o método compreende controlar a liberação pela detecção eletronicamente da liberação de água e/ou do agente osmótico.[0010] The method may further comprise measuring the complete level of one or more chambers for containing the water, the chamber for containing the osmotic agent or the chamber for mixing the water and the osmotic agent. In additional embodiments, the method comprises releasing the water and osmotic agent into the water and osmotic agent mixing chamber. In particular embodiments, the method comprises controlling the release by electronically detecting the release of water and/or the osmotic agent.

[0011] Em outro aspecto, o método para a preparação de um em brião de planta adequado para cultura de tecido e/ou transformação genética compreende: (a) colocar um tecido de semente de planta que compreende embriões de planta e/ou tegumentos de semente em um ambiente aquoso; (b) contatar o tecido com um agente que acople seletivamente aos embriões ou tegumentos de semente; e (c) isolar pelo menos um primeiro embrião baseado no acoplamento seletivo do agente ao embrião ou tegumento de semente. Em certas modalidades, o agente compreende bolhas de gás. Em modalidades particulares, as bolhas de gás têm uma dimensão média mais larga do que cerca de 100 μma cerca de 1 mm. Em certas modalidades, as bolhas de gás compreendem um gás selecionado do grupo que consiste em ar, oxigênio, nitrogênio e uma combinação desses. Além disso, em certas modalidades, a etapa (c) compreende isolar o primeiro embrião baseado na flutuabilidade do embrião.[0011] In another aspect, the method for preparing a plant embryo suitable for tissue culture and/or genetic transformation comprises: (a) placing a plant seed tissue comprising plant embryos and/or integuments of seed in an aqueous environment; (b) contacting the tissue with an agent that selectively couples to embryos or seed coats; and (c) isolating at least one first embryo based on selective coupling of the agent to the embryo or seed coat. In certain embodiments, the agent comprises gas bubbles. In particular embodiments, the gas bubbles have an average dimension wider than about 100 μm to about 1 mm. In certain embodiments, the gas bubbles comprise a gas selected from the group consisting of air, oxygen, nitrogen, and a combination thereof. Furthermore, in certain embodiments, step (c) comprises isolating the first embryo based on the buoyancy of the embryo.

[0012] O método também pode compreender incluir no ambiente aquoso um tensoativo que reduz a coalescência das bolhas uma com a outra. Em certas modalidades, o tensoativo é selecionado do grupo que consiste em um poliéter, PPG (poli(propileno glicol)) e PEG (po- li(etileno glicol)). Em modalidades particulares, o PPG tem um peso molecular de cerca de 340 a cerca de 3500 Dáltons e o PEG tem um peso molecular de cerca de 100 Dáltons a cerca de 9000 Dáltons.[0012] The method may also comprise including in the aqueous environment a surfactant that reduces the coalescence of bubbles with each other. In certain embodiments, the surfactant is selected from the group consisting of a polyether, PPG (poly(propylene glycol)) and PEG (poly(ethylene glycol)). In particular embodiments, PPG has a molecular weight of about 340 to about 3500 Daltons and PEG has a molecular weight of about 100 Daltons to about 9000 Daltons.

[0013] Em outras modalidades, o agente compreende um segundo líquido que é imiscível com o ambiente aquoso. O segundo líquido pode ser selecionado do grupo que consiste em óleo vegetal, tal como óleo de canola, óleo mineral ou outro líquido hidrofóbico compatível com a sobrevivência e transformação dos embriões.[0013] In other embodiments, the agent comprises a second liquid that is immiscible with the aqueous environment. The second liquid may be selected from the group consisting of vegetable oil, such as canola oil, mineral oil or other hydrophobic liquid compatible with the survival and transformation of the embryos.

[0014] Em certas modalidades, o tecido de semente de planta compreende embriões produzidos, pelo menos parcialmente, pela ex- cisão de um embrião de uma semente de planta em um meio líquido (ambiente aquoso) que consiste essencialmente em água e/ou um agente osmótico com uma osmolalidade de cerca de 0 mOsm/kg a cerca de 600 mOsm/kg, em que o embrião permanece viável para cultura de tecido e/ou transformação genética depois da excisão do embrião da semente de planta. Em modalidades particulares, o ambiente aquoso consiste essencialmente em um meio que compreende água e/ou um agente osmótico com uma osmolalidade de cerca de 7 mOsm/kg a cerca de 500 mOsm/kg. O método pode compreender colocar o tecido de semente de planta em um ambiente aquosos sem separar primeiro o embrião do tecido não embrionário. Em uma modalidade particular, o tecido de semente de planta é um tecido de semente de planta de milho. Em outras modalidades, o tecido de semente de planta é tecido de semente de planta de soja ou tecido de semente de planta de algodão.[0014] In certain embodiments, the plant seed tissue comprises embryos produced, at least partially, by excision of an embryo from a plant seed into a liquid medium (aqueous environment) consisting essentially of water and/or a osmotic agent with an osmolality of about 0 mOsm/kg to about 600 mOsm/kg, wherein the embryo remains viable for tissue culture and/or genetic transformation after excision of the embryo from the plant seed. In particular embodiments, the aqueous environment essentially consists of a medium comprising water and/or an osmotic agent having an osmolality of about 7 mOsm/kg to about 500 mOsm/kg. The method may comprise placing the plant seed tissue in an aqueous environment without first separating the embryo from the non-embryonic tissue. In a particular embodiment, the plant seed tissue is a corn plant seed tissue. In other embodiments, the plant seed tissue is soybean plant seed tissue or cotton plant seed tissue.

[0015] Em outro aspecto, a invenção fornece um aparelho para a preparação do tecido de embrião de planta adequado para cultura de tecido e/ou transformação genética, compreendendo: (a) um recipiente para conter o tecido de semente de planta compreendendo uma pluralidade de embriões de planta e tecido não embrionário, tal como tegu- mentos de semente de planta, em um ambiente aquoso; e (b) pelo menos um primeiro injetor para liberação no ambiente aquosos de um agente que se acople seletivamente aos embriões ou tegumentos de semente, em que o injetor produz bolhas de gás com um diâmetro médio entre cerca de 0,1 mm a cerca de 1 mm. Em certas modalidades, a invenção fornece um aparelho, em que o recipiente é preenchido com o meio e o tecido de planta compreendendo o embrião e o tecido não embrionário. Em modalidades particulares, o aparelho compreende ainda um coletor para separação do tecido embrionário baseado na flutuabilidade dos embriões dentro do ambiente aquoso. Em outras modalidades ainda, as bolhas de gás podem compreender um gás selecionado do grupo que consiste em ar, oxigênio, nitrogênio e uma combinação desses.[0015] In another aspect, the invention provides an apparatus for preparing plant embryo tissue suitable for tissue culture and/or genetic transformation, comprising: (a) a container for containing plant seed tissue comprising a plurality of plant embryos and non-embryonic tissue, such as plant seed coats, in an aqueous environment; and (b) at least one first injector for releasing into the aqueous environment an agent that selectively couples to embryos or seed coats, wherein the injector produces gas bubbles having an average diameter of between about 0.1 mm to about 1mm. In certain embodiments, the invention provides an apparatus, wherein the container is filled with the medium and plant tissue comprising the embryo and non-embryonic tissue. In particular embodiments, the apparatus further comprises a collector for separating embryonic tissue based on the buoyancy of the embryos within the aqueous environment. In still other embodiments, the gas bubbles may comprise a gas selected from the group consisting of air, oxygen, nitrogen, and a combination thereof.

[0016] Em outro aspecto, a invenção fornece um método para a preparação de embriões de planta adequados para cultura de tecido e/ou transformação genética compreendendo: (a) direcionar um primeiro jato de meio líquido sobre um grão de milho ou outro tecido compreendendo um embrião de planta para extrair o endosperma do grão ou do tecido; e (b) direcionar um segundo jato de meio líquido sobre o grão ou tecido para extrair um embrião do grão ou do tecido. Em certas modalidades, o meio líquido consiste essencialmente em água ou um agente osmótico com uma osmolalidade de cerca de 7 mOsm/kg a cerca de 500 mOsm/kg. Em uma modalidade particular, o grão pode estar compreendido em uma espiga de milho. Em certas modalidades, o método pode compreender ainda mover a espiga de milho em relação ao primeiro e segundo jato para remover o endos- perma e o embrião do grão em sucessão. Em certas modalidades, o primeiro e/ou segundo jato compreendem uma largura menor do que a do grão de milho. Em modalidades particulares, o primeiro e/ou segundo jato compreendem uma largura de cerca de 0,0762 mm (0,003") e uma altura de cerca de 25,4 mm (1") e o primeiro e/ou segundo jato são produzidos em uma pressão entre cerca de 206,8 kPa (30 psi) a cerca de 517,1 kPa (75 psi).[0016] In another aspect, the invention provides a method for preparing plant embryos suitable for tissue culture and/or genetic transformation comprising: (a) directing a first jet of liquid medium onto a corn kernel or other tissue comprising a plant embryo to extract the endosperm from the grain or tissue; and (b) directing a second jet of liquid medium onto the grain or tissue to extract an embryo from the grain or tissue. In certain embodiments, the liquid medium consists essentially of water or an osmotic agent having an osmolality of about 7 mOsm/kg to about 500 mOsm/kg. In a particular embodiment, the grain may be comprised in an ear of corn. In certain embodiments, the method may further comprise moving the corn cob relative to the first and second jets to remove the endosperm and kernel embryo in succession. In certain embodiments, the first and/or second jet comprises a width smaller than that of the corn kernel. In particular embodiments, the first and/or second jet comprises a width of about 0.0762 mm (0.003") and a height of about 25.4 mm (1") and the first and/or second jet are produced in a pressure between about 206.8 kPa (30 psi) to about 517.1 kPa (75 psi).

[0017] Em certas modalidades, o primeiro e/ou segundo jato po dem ser direcionados a partir de um injetor que produz um fluxo líquido laminar estável em uma distancia de pelo menos 63,5 mm (2,5") do injetor. Em outras modalidades, o grão pode estar posicionado a cerca de 44,45 - 50,8 mm (1 % - 2") da ponta do injetor. Em certas modalidades, o primeiro e/ou segundo jatos contatam cada grão em uma fileira de grãos encontrada na espiga com, substancialmente, a mesma força.[0017] In certain embodiments, the first and/or second jet may be directed from an injector that produces a stable laminar liquid flow at a distance of at least 63.5 mm (2.5") from the injector. In In other embodiments, the grain may be positioned approximately 44.45 - 50.8 mm (1% - 2") from the tip of the injector. In certain embodiments, the first and/or second jets contact each grain in a row of grains found on the cob with substantially the same force.

[0018] Em outro aspecto, a invenção fornece um aparelho para obtenção de embriões de milho ou de outras plantas adequados para cultura de tecido e/ou transformação genética compreendendo (a) pelo menos um primeiro jato de líquido para direcionar o meio sobre um grão ou outro tecido de milho que compreende um embrião de planta; e (b) um aparelho para conter o grão ou outro tecido no trajeto do meio. O grão de milho pode estar compreendido sobre uma espiga de milho. Em certas modalidades, o aparelho para contenção do grão ou de outro tecido compreende uma lamina ou uma lamina cilíndrica. Em outras modalidades, o aparelho para contenção do grão ou de outro tecido compreende uma tela ou uma pluralidade de fendas; ou um came ou parafuso de pressão que aplica força ao tecido a ser contido. A semente ou tecido do fruto podem ser contidos sobre o aparelho para contenção do grão ou de outro tecido por uma força mecânica, por fricção, força centrífuga ou força de sucção. Em modalidades particulares, o suporte pode compreender um came de pressão, rosca ou parafuso. Em certas modalidades, o aparelho para contenção do grão ou de outro tecido é suspenso em uma fase gasosa, uma fase líquida ou é parcialmente suspenso em fases gasosa e líquida. Em outras moda- lidades, o aparelho para contenção do grão ou de outro tecido é fixado em relação a uma força fluida ou é movível em relação a uma força fluida.[0018] In another aspect, the invention provides an apparatus for obtaining embryos from corn or other plants suitable for tissue culture and/or genetic transformation comprising (a) at least a first jet of liquid for directing the medium onto a grain or other corn tissue comprising a plant embryo; and (b) an apparatus for containing the grain or other fabric in the middle path. The corn kernel can be contained on an ear of corn. In certain embodiments, the apparatus for containing the grain or other fabric comprises a blade or a cylindrical blade. In other embodiments, the apparatus for containing the grain or other fabric comprises a screen or a plurality of slits; or a cam or pressure screw that applies force to the tissue to be restrained. The seed or fruit tissue may be contained on the grain or other tissue containment apparatus by mechanical force, friction, centrifugal force or suction force. In particular embodiments, the support may comprise a pressure cam, thread or screw. In certain embodiments, the apparatus for containing the grain or other tissue is suspended in a gas phase, a liquid phase, or is partially suspended in both gas and liquid phases. In other embodiments, the apparatus for containing the grain or other fabric is fixed relative to a fluid force or is movable relative to a fluid force.

[0019] Outro aspecto da invenção compreende um método para a preparação de embriões de planta adequados para cultura de tecido e/ou transformação genética, em que o aparelho para a contenção do grão ou de outro tecido é centrifugado em um recipiente para aplicar força ao grão ou outro tecido.[0019] Another aspect of the invention comprises a method for preparing plant embryos suitable for tissue culture and/or genetic transformation, wherein the apparatus for containing the grain or other tissue is centrifuged in a container to apply force to the grain or other fabric.

[0020] O aparelho pode ser definido ainda como compreendendo um primeiro e segundo jatos líquidos. Adicionalmente, em certas modalidades o dispositivo para a contenção do grão compreende meios para mover a espiga de milho em relação ao primeiro e segundo jatos de líquido para controlar o ângulo de contato entre o primeiro e segundo jatos de líquido e o grão. Em modalidades particulares, o aparelho compreende ainda um detector para identificar o tecido do endosper- ma e os embriões removidos.[0020] The apparatus can further be defined as comprising a first and second liquid jets. Additionally, in certain embodiments the device for containing the grain comprises means for moving the corn cob relative to the first and second liquid jets to control the contact angle between the first and second liquid jets and the grain. In particular embodiments, the apparatus further comprises a detector for identifying endosperm tissue and removed embryos.

[0021] Em certas modalidades, o aparelho compreende ainda pelo menos um primeiro separador para isolar embriões do tecido não embrionário. Em modalidades particulares, o separador separa embriões adequados para cultura de tecido de tecido não embrionário por um método selecionado do grupo que consiste em exclusão de tamanho, densidade diferencial e hidrofobicidade diferencial. O aparelho pode ser definido ainda como compreendendo uma peneira para separação de embrião de tecido não embrionário baseado no tamanho. Em uma modalidade particular, o aparelho para contenção do grão compreende pelo menos um primeiro motor para mover a espiga de milho em relação ao jato de líquido ou vice versa.[0021] In certain embodiments, the apparatus further comprises at least one first separator for isolating embryos from non-embryonic tissue. In particular embodiments, the separator separates embryos suitable for tissue culture from non-embryonic tissue by a method selected from the group consisting of size exclusion, differential density, and differential hydrophobicity. The apparatus may be further defined as comprising a sieve for separating embryo from non-embryonic tissue based on size. In a particular embodiment, the grain containment apparatus comprises at least a first motor for moving the corn cob relative to the liquid jet or vice versa.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0022] Figura 1 descreve uma modalidade de um aparelho forne cido pela invenção que usa pressão mecânica positiva para substanci- almente isolar os embriões, como descrito no Exemplo 4.[0022] Figure 1 describes an embodiment of an apparatus provided by the invention that uses positive mechanical pressure to substantially isolate embryos, as described in Example 4.

[0023] Figura 2 descreve uma modalidade de um aparelho forne cido pela invenção que usa pressão positiva no jato de líquido para desalojar os embriões das sementes como descrito no Exemplo 7. Legenda: (A) robô com movimentação nas dimensões X, Y e Z, (B) motor para girar a espiga de milho, (C) fixador, (D) punho para segurar a espiga de milho, (E) defletor para evitar que o material respingue para cima, (F) flange para evitar que o material respingue para cima, (G) abertura para direcionar o líquido, (H) tubo transparente, (I) espiga de milho, (J) tela de agitação, (K) gaze de algodão ou outro material poroso e (L) recipiente para rejeitos.[0023] Figure 2 describes an embodiment of a device provided by the invention that uses positive pressure in the liquid jet to dislodge embryos from seeds as described in Example 7. Caption: (A) robot with movement in dimensions X, Y and Z , (B) motor to rotate the corn cob, (C) fastener, (D) handle to hold the corn cob, (E) baffle to prevent material from splashing upward, (F) flange to prevent material from splash upward, (G) opening to direct liquid, (H) transparent tube, (I) corn cob, (J) stirring screen, (K) cotton gauze or other porous material, and (L) waste container .

[0024] Figura 3 descreve uma modalidade de um mecanismo de montagem que usa um "punho" magnético pelo qual a espiga de milho pode ser atada a um braço robótico, como descrito no Exemplo 7.[0024] Figure 3 depicts an embodiment of an assembly mechanism that uses a magnetic "handle" by which the ear of corn can be attached to a robotic arm, as described in Example 7.

[0025] Figura 4 descreve uma modalidade de um injetor útil em certos aspectos da invenção, como descrito no Exemplo 7. Esse inje- tor gera um jato de líquido substancialmente uniforme, como uma lamina plana.[0025] Figure 4 describes an embodiment of an injector useful in certain aspects of the invention, as described in Example 7. This injector generates a substantially uniform jet of liquid, like a flat sheet.

[0026] Figura 5 descreve uma modalidade de um aparelho útil nos métodos da invenção, como descrito no Exemplo 13. Esse aparelho inclui um injetor para geração de jato de líquido substancialmente laminar e um cabeçote de sucção opcional. A Figura 5 (acima) representa um corte transversal de uma modalidade de tal aparelho, mostrando como o injetor, o cabeçote de sucção opcional e a espiga de milho podem ser posicionados um em relação ao outro. A Figura 5 (abaixo) representa esquematicamente uma espiga de milho posicionada no aparelho. Legenda (A) base, (B) injetor, (C) eixo acoplado a base da espiga, (D)cabeçote de sucção, (E) espiga de milho e (F) abertura para orientação do fluxo de líquido.[0026] Figure 5 describes an embodiment of an apparatus useful in the methods of the invention, as described in Example 13. This apparatus includes an injector for generating a substantially laminar liquid jet and an optional suction head. Figure 5 (above) represents a cross-section of one embodiment of such an apparatus, showing how the injector, optional suction head, and corn cob can be positioned relative to one another. Figure 5 (below) schematically represents an ear of corn positioned in the device. Legend (A) base, (B) injector, (C) shaft coupled to the base of the cob, (D) suction head, (E) corn cob and (F) opening for liquid flow guidance.

[0027] Figura 6 representa uma modalidade de um componente útil para aplicação de pressão negativa útil nos métodos da invenção, como descrito no Exemplo 13. Legenda: (A) uma ou mais aberturas para orientação do fluxo de líquido.[0027] Figure 6 represents an embodiment of a component useful for applying negative pressure useful in the methods of the invention, as described in Example 13. Legend: (A) one or more openings for guiding the liquid flow.

[0028] Figuras 7A-C representam aspectos diferentes de uma mo dalidade de um aparelho que usa uma combinação de forças e é útil em certos aspectos da invenção, como descrito em detalhes no Exemplo 13. Esse aparelho inclui uma bomba com um bordo de ataque capaz de aplicar uma quantidade pré-definida de pressão mecânica na base dos grãos que previamente tiveram o pericarpo aberto ou truncado e um componente para aplicar líquido com pressão negativa. Esse aparelho pode incluir ainda um meio para dispersão de líquido ou para direcionamento do fluxo de líquido.[0028] Figures 7A-C represent different aspects of an embodiment of an apparatus that uses a combination of forces and is useful in certain aspects of the invention, as described in detail in Example 13. This apparatus includes a pump with a leading edge capable of applying a pre-defined amount of mechanical pressure to the base of grains that previously had the pericarp open or truncated and a component to apply liquid with negative pressure. Such apparatus may further include a means for dispersing liquid or directing the flow of liquid.

[0029] Figura 8 representa uma modalidade da invenção, na qual o topo de um cilindro é completamente, parcialmente ou substancialmente revestido com uma membrana ou uma lamina de material flexível que é discretamente menor do que o diâmetro da espiga de milho e o punho ao qual a espiga de milho é acoplada. Especificamente, é mostrada uma membrana de borracha de silicone antirrespingo (espessura de 0,79375 mm (1/32")) de McMaster-Carr (McMaster-Carr, Atlanta, GA; por exemplo, cat. n° 9010K11). Um orifício de 25,4 mm (1") de diâmetro foi feito na membrana. A espiga de milho foi capaz de se mover para baixo através da abertura e também de volta para cima através dela.[0029] Figure 8 represents an embodiment of the invention, in which the top of a cylinder is completely, partially or substantially covered with a membrane or sheet of flexible material that is discretely smaller than the diameter of the corn cob and the handle at the which the corn cob is attached to. Specifically, an anti-splash silicone rubber membrane (0.79375 mm (1/32") thickness) from McMaster-Carr (McMaster-Carr, Atlanta, GA; e.g., cat. no. 9010K11) is shown. 25.4 mm (1") diameter was made into the membrane. The corncob was able to move downward through the opening and also back up through it.

[0030] Figura 9 representa um cilindro graduado de polimetilpen- teno de 1 litro com o fundo cortado. Três jatos de líquido são passados em orifícios cortados na parede do cilindro. O aparelho completo pode ser autoclavado antes do uso. Para a operação, o topo do cilindro pode ser guarnecido com um defletor antirrespingo e a espiga de milho baixada dentro do cilindro tal que os jatos de líquido desalojem os conteúdos de cada grão. O material desalojado cai depois no fundo do cilindro para processamento posterior.[0030] Figure 9 represents a 1 liter polymethylpentene graduated cylinder with the bottom cut out. Three jets of liquid are passed into holes cut in the cylinder wall. The complete device can be autoclaved before use. For operation, the top of the cylinder may be fitted with an anti-splash baffle and the corn cob lowered into the cylinder such that the liquid jets dislodge the contents of each kernel. The dislodged material then falls to the bottom of the cylinder for further processing.

[0031] Figura 10 representa uma espiga de milho mostrando a lo calização do embrião dentro de um grão individual. Também é mostrada uma modalidade da invenção na qual um jato de líquido é direcionado para o lado basipetal do grão, em oposição ao lado acrópeto onde o embrião está localizado.[0031] Figure 10 represents an ear of corn showing the location of the embryo within an individual grain. Also shown is an embodiment of the invention in which a jet of liquid is directed to the basipetal side of the grain, as opposed to the acropetal side where the embryo is located.

[0032] Figura 11 ilustra uma modalidade de um Sistema de Prepa ração de Meio fornecido pela invenção.[0032] Figure 11 illustrates an embodiment of a Media Preparation System provided by the invention.

[0033] Figura 12 ilustra uma vista geral da câmara de misturação de um sistema de preparação de meio fornecido pela invenção.[0033] Figure 12 illustrates a general view of the mixing chamber of a media preparation system provided by the invention.

[0034] Figura 13 ilustra uma vista de perto da câmara de mistura- ção.[0034] Figure 13 illustrates a close-up view of the mixing chamber.

[0035] Figura 14 representa um zoom da câmara de misturação, com um dispositivo de posicionamento e uma placa de suporte.[0035] Figure 14 represents a zoom of the mixing chamber, with a positioning device and a support plate.

[0036] Figura 15 representa um zoom da porção inferior do Siste ma de Preparação de Meio em posição de funcionamento.[0036] Figure 15 represents a zoom of the lower portion of the Media Preparation System in operating position.

[0037] Figura 16 representa um zoom da porção superior do Sis tema de Preparação de Meio em posição de funcionamento.[0037] Figure 16 represents a zoom of the upper portion of the Media Preparation System in operating position.

[0038] Figura 17 representa uma vista em corte transversal de um aparelho para separação em fases de embriões de milho.[0038] Figure 17 represents a cross-sectional view of an apparatus for separating maize embryos into phases.

[0039] Figura 18 ilustra um dispositivo de madeira de tília para dis persão de bolhas em forma de espiral.[0039] Figure 18 illustrates a linden wood device for dispersing spiral-shaped bubbles.

[0040] Figura 19 ilustra embriões flutuando no alto da espuma produzida por um dispositivo de madeira de tília para dispersão de bolhas em forma de espiral.[0040] Figure 19 illustrates embryos floating on top of the foam produced by a linden wood device for dispersing spiral-shaped bubbles.

[0041] Figura 20 ilustra a separação de embriões dos endosper- mas pelo uso de um processo de flutuação.[0041] Figure 20 illustrates the separation of embryos from endosperms using a flotation process.

[0042] Figura 21 representa um dispositivo de filtro a vácuo usado para coletar os embriões da espuma na superfície de uma interface ar- líquido de um separador de embrião.[0042] Figure 21 depicts a vacuum filter device used to collect foam embryos on the surface of an air-liquid interface of an embryo separator.

[0043] Figura 22 compreende um diagrama esquemático de um dispositivo de separação de embrião como descrito no Exemplo 19.[0043] Figure 22 comprises a schematic diagram of an embryo separation device as described in Example 19.

[0044] Figura 23 representa um dispositivo alternativo para sepa ração de embriões pela flutuação como descrito no Exemplo 20.[0044] Figure 23 represents an alternative device for separating embryos by floating as described in Example 20.

[0045] Figura 24 ilustra uma vista superior de um extrator de em brião em um dispositivo de combinação para extração e separação de tecido de embrião de milho de tecido de cultura.[0045] Figure 24 illustrates a top view of an embryo extractor in a combination device for extracting and separating corn embryo tissue from culture tissue.

[0046] Figura 25 representa uma vista inferior de um extrator para rotação e extração de embriões de múltiplas espigas.[0046] Figure 25 represents a bottom view of an extractor for rotating and extracting embryos from multiple ears.

[0047] Figura 26 ilustra uma vista lateral de um separador de em brião.[0047] Figure 26 illustrates a side view of an embryo separator.

[0048] Figura 27 ilustra um regulador de nível líquido exemplar.[0048] Figure 27 illustrates an exemplary liquid level regulator.

[0049] Figura 28 ilustra uma tela metálica e fixadores de fendas para tecido de semente e/ou fruto.[0049] Figure 28 illustrates a metal screen and slot fasteners for seed and/or fruit tissue.

[0050] Figura 29 representa uma folha e uma modalidade cilíndrica de um fixador de semente ou fruto.[0050] Figure 29 represents a leaf and a cylindrical embodiment of a seed or fruit holder.

[0051] Figura 30 ilustra uma modalidade de um fixador de semente ou fruto compreendendo um came ou parafuso de pressão.[0051] Figure 30 illustrates an embodiment of a seed or fruit fastener comprising a cam or pressure screw.

[0052] Figura 31 ilustra um separador de explante compreendendo um dispositivo de madeira de tília para dispersão de bolhas utilizado para a separação de tecido embrionário de algodão.[0052] Figure 31 illustrates an explant separator comprising a linden wood bubble dispersion device used for separating cotton embryonic tissue.

[0053] Figura 32 representa explantes de algodão flutuando na superfície da espuma produzida no dispositivo de dispersão de micro- bolhas mostrado na Figura 31.[0053] Figure 32 represents cotton explants floating on the surface of the foam produced in the microbubble dispersion device shown in Figure 31.

[0054] Figura 33 representa uma comparação da pureza de ex plantes de algodão produzidos tanto através da excisão e peneiração (esquerda) quanto da excisão, peneiração e depois purificação adicional usando a tecnologia de micro-bolhas (direita).[0054] Figure 33 represents a comparison of the purity of cotton explants produced either through excision and sieving (left) or excision, sieving and then further purification using micro-bubble technology (right).

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃODETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0055] A menos que definido de outra maneira, todos os termos técnicos e científicos usados aqui têm o mesmo significado como co- mumente compreendido por aquele versado na técnica a qual essa invenção pertence, quando empregados no contexto do presente pedido. Onde houver inconsistências entre o texto do pedido e o material incorporado por referência, são propostas as definições e significados fornecidos no presente pedido. A nomenclatura usada aqui e a fabricação ou procedimentos de laboratório descritos abaixo são bem conhecidos e comumente empregados por aqueles versados na técnica.[0055] Unless otherwise defined, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one skilled in the art to which this invention belongs, when employed in the context of the present application. Where there are inconsistencies between the text of the order and the material incorporated by reference, the definitions and meanings provided in this order are proposed. The nomenclature used herein and the manufacturing or laboratory procedures described below are well known and commonly employed by those skilled in the art.

[0056] As frases "substancialmente isolado" ou "extraído" referem- se ao processamento de um tecido-alvo (por exemplo, um embrião ou outro explante de tecido) que reside ou forma parte de um complexo de tecido principal (por exemplo, uma semente), tal que o tecido-alvo está fisicamente separado de pelo menos metade do complexo principal. Em algumas modalidades, um tecido-alvo substancialmente isolado pode ser fisicamente separado de pelo menos cerca de 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 85%, 90%, 95%, 97%, 98% ou 99% do complexo principal ou qualquer fração desse. Em outras modalidades, o teci- do-alvo está fisicamente separado de mais do que cerca de 80% a cerca de 100%, cerca de 90% a cerca de 100% ou cerca de 99% a cerca de 100% do complexo principal ou qualquer fração intermediária. Em algumas modalidades, o tecido-alvo pode ser fisicamente separado de cerca de 100% do complexo principal.[0056] The phrases "substantially isolated" or "extracted" refer to the processing of a target tissue (e.g., an embryo or other tissue explant) that resides in or forms part of a major tissue complex (e.g., a seed), such that the target tissue is physically separated from at least half of the main complex. In some embodiments, a substantially isolated target tissue can be physically separated from at least about 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 85%, 90%, 95%, 97%, 98 % or 99% of the main complex or any fraction thereof. In other embodiments, the target tissue is physically separated from more than about 80% to about 100%, about 90% to about 100%, or about 99% to about 100% from the main complex or any intermediate fraction. In some embodiments, the target tissue can be physically separated from about 100% of the main complex.

[0057] Embora um tecido-alvo substancialmente isolado esteja fi sicamente separado de alguma percentagem do complexo principal, ele não precisa necessariamente ser purificado a partir daquele complexo. Em outras palavras, o tecido-alvo substancialmente isolado pode permanecer em um lote com o complexo de tecido principal, desde que o tecido-alvo esteja fisicamente separado do complexo (como descrito acima). Em algumas modalidades, entretanto, pode ser desejável remover um pouco ou todo o complexo separado do tecido-alvo substancialmente isolado. Todas tais modalidades estão dentro do escopo da presente invenção.[0057] Although a substantially isolated target tissue is physically separated from some percentage of the main complex, it does not necessarily need to be purified from that complex. In other words, the substantially isolated target tissue can remain in a batch with the main tissue complex, as long as the target tissue is physically separated from the complex (as described above). In some embodiments, however, it may be desirable to remove some or all of the separated complex from the substantially isolated target tissue. All such embodiments are within the scope of the present invention.

[0058] A frase "tecido de planta-alvo" refere-se a uma porção de um tecido de planta ou semente que se procura isolar substancialmente. Na presente invenção, o tecido de planta-alvo refere-se a quaisquer porções de uma planta ou semente de planta que podem ser substancialmente isoladas e usadas para transformação genética ou cultura de tecido. Em algumas modalidades, o tecido de planta-alvo é um embrião, tal como um embrião imaturo de uma monocotiledônea tal como o milho. Em outras modalidades, o tecido de planta-alvo é de uma planta dicotiledônea tal como a soja (Glycine sp. incluindo Glycine max) ou algodão (Gossypium sp. incluindo G. hirsutum).[0058] The phrase "target plant tissue" refers to a portion of a plant or seed tissue that is sought to substantially isolate. In the present invention, target plant tissue refers to any portions of a plant or plant seed that can be substantially isolated and used for genetic transformation or tissue culture. In some embodiments, the target plant tissue is an embryo, such as an immature embryo of a monocot such as corn. In other embodiments, the target plant tissue is from a dicotyledonous plant such as soybean (Glycine sp. including Glycine max) or cotton (Gossypium sp. including G. hirsutum).

[0059] A frase "adequado para transformação genética" e "ade quado para cultura de tecido" refere-se a tecidos de planta que são competentes para a transformação ou crescimento sob condições adequadas para cultura de planta, respectivamente. Aquele versado na técnica pode rapidamente determinar se um tecido-alvo em particular é adequado para a transformação genética ou cultura de tecido pelo uso da experimentação de rotina. Por exemplo, uma amostra de um lote de tecidos-alvo substancialmente isolados pode ser cultivada sobre meios adequados para planta (também conhecidos por aqueles versados na técnica) para determinar se os tecidos são capazes de desenvolvimento e regeneração. Similarmente, amostras de tecidos- alvo substancialmente isolados podem ser submetidas à transforma-ção e selecionados quanto à presença de uma molécula de ácido nu- cleico heterólogo. Tais técnicas são de rotina e podem rapidamente identificar quais tecidos são competentes para transformação ou cultura de tecido e quais, se houver, não são.[0059] The phrase "suitable for genetic transformation" and "suitable for tissue culture" refers to plant tissues that are competent for transformation or growth under conditions suitable for plant culture, respectively. One skilled in the art can quickly determine whether a particular target tissue is suitable for genetic transformation or tissue culture through the use of routine experimentation. For example, a sample from a batch of substantially isolated target tissues can be cultured on suitable plant media (also known to those skilled in the art) to determine whether the tissues are capable of development and regeneration. Similarly, substantially isolated target tissue samples can be subjected to transformation and selected for the presence of a heterologous nucleic acid molecule. Such techniques are routine and can quickly identify which tissues are competent for transformation or tissue culture and which, if any, are not.

ISOLANDO SUBSTANCIALMENTE TECIDOS DE PLANTA-ALVOSUBSTANTIALLY ISOLATING TARGET PLANT TISSUE

[0060] A presente invenção fornece métodos para isolar substan- cialmente tecidos de planta-alvo para transformação genética e/ou cultura de tecido. Em algumas modalidades, o tecido de planta-alvo é um embrião. Em uma modalidade, os embriões são embriões de monoco- tiledônea, tais como de milho. Em algumas modalidades, o tecido de planta-alvo substancialmente isolado pode ser isolado totalmente ou em parte. Por exemplo, um lote de embriões imaturos substancialmente isolados pode incluir embriões intactos, embriões parciais ou suas misturas. Preferivelmente, os tecidos intactos e/ou parciais são adequados para transformação genética, propagação de tecido, regeneração de planta ou outras aplicações de cultura de tecido.[0060] The present invention provides methods for substantially isolating target plant tissues for genetic transformation and/or tissue culture. In some embodiments, the target plant tissue is an embryo. In one embodiment, the embryos are monocot embryos, such as corn. In some embodiments, the substantially isolated target plant tissue may be isolated in whole or in part. For example, a batch of substantially isolated immature embryos may include intact embryos, partial embryos, or mixtures thereof. Preferably, the intact and/or partial tissues are suitable for genetic transformation, tissue propagation, plant regeneration or other tissue culture applications.

[0061] Como os tecidos são isolados usando, por exemplo, fluxos de um meio selecionado, deve ser fornecido um receptáculo coletor. Em algumas modalidades, é útil fornecer uma cobertura para tais receptáculos coletores, a fim de aperfeiçoar a eficiência do aparelho, reduzir a desordem, evitar o respingo indesejável do fluxo do jato e/ou limitar a fuga de tecidos extraídos durante a coleta. Qualquer receptáculo adequado ou cobertura de receptáculo podem ser empregados. Exemplos são dados em outro lugar nesse pedido e também são conhecidos por aqueles versados na técnica.[0061] As tissues are isolated using, for example, flows of a selected medium, a collection receptacle must be provided. In some embodiments, it is useful to provide a cover for such collection receptacles in order to improve the efficiency of the apparatus, reduce clutter, prevent undesirable spatter from the jet stream, and/or limit leakage of extracted tissue during collection. Any suitable receptacle or receptacle cover may be employed. Examples are given elsewhere in this application and are also known to those skilled in the art.

[0062] Coberturas adequadas para o receptáculo podem incluir aquelas feitas de metais, madeira, vidro, telas, tecidos, plásticos, borrachas, látex, acrílicos e materiais funcionalmente equivalentes. Em algumas modalidades, o material é flexível de maneira a permitir a penetração e a remoção de uma espiga de milho, enquanto mantém um lacre substancialmente estanque a água durante o processo de extração. O material pode ser fornecido com uma abertura adequada para permitir a entrada e a remoção de uma espiga de milho. Em algumas modalidades, o material é sólido e contém um orifício flexível para receber e conter a espiga durante a extração. Em outras modalidades, o material é flexível. Tais materiais flexíveis podem ser esticados sobre o receptáculo para formar um encaixe estanque para o líquido, mas permitindo a inserção de uma espiga tanto pela penetração do material quanto pelo fornecimento de uma abertura para receber a espiga de milho. Em outras modalidades ainda, o material é uma rede ou uma tela que tem uma abertura flexível.[0062] Suitable covers for the receptacle may include those made of metals, wood, glass, screens, fabrics, plastics, rubbers, latex, acrylics and functionally equivalent materials. In some embodiments, the material is flexible in a manner that allows penetration and removal of an ear of corn, while maintaining a substantially watertight seal during the extraction process. The material may be provided with a suitable opening to permit entry and removal of an ear of corn. In some embodiments, the material is solid and contains a flexible hole to receive and contain the cob during extraction. In other embodiments, the material is flexible. Such flexible materials can be stretched over the receptacle to form a liquid-tight fitting, yet allowing insertion of a cob both by penetrating the material and providing an opening to receive the cob. In still other embodiments, the material is a net or screen that has a flexible opening.

[0063] As coberturas podem ser removíveis ou acopladas semi- permanentemente. Em algumas modalidades, os materiais são seguros por uma banda elástica ou meios de segurança equivalentes. Em outras modalidades, a cobertura é mantida no lugar por pesos, anéis de fricção, ganchos, molas ou outros meios de segurança funcionalmente equivalentes.[0063] The covers can be removable or semi-permanently attached. In some embodiments, the materials are secured by an elastic band or equivalent security means. In other embodiments, the cover is held in place by weights, friction rings, hooks, springs or other functionally equivalent security means.

[0064] A cobertura pode ser feita de material flexível e ter espes suras variáveis. Esses fatores podem ser variados a fim de se obter os efeitos desejados para inserção e extração de espigas de milho. A tabela a seguir (Tabela 1) ilustra alguns parâmetros de dureza e densidade de coberturas de silicone. A invenção, entretanto, não está limitada a essas poucas escolhas.Tabela 1. Parâmetros de dureza e densidade de coberturas. [0064] The cover can be made of flexible material and have variable thicknesses. These factors can be varied in order to obtain the desired effects for insertion and extraction of corn cobs. The following table (Table 1) illustrates some hardness and density parameters of silicone coatings. The invention, however, is not limited to these few choices.Table 1. Hardness and density parameters of coatings.

[0065] Em uma modalidade, o receptáculo coletor é coberto com uma membrana ou folha de material flexível que é discretamente menor do que o diâmetro da espiga de milho e do punho ao qual ela está acoplada. Em uma modalidade alternativa, são feitas pequenas incisões na membrana para fornecer maior flexibilidade. A membrana po- de ser acoplada ao cilindro por meios tais como uma banda elástica ou um anel de fricção ajustado ou semelhantes. A Figura 8 ilustra uma modalidade de cobertura e meio de acoplamento descrito acima.[0065] In one embodiment, the collecting receptacle is covered with a membrane or sheet of flexible material that is discretely smaller than the diameter of the corn cob and the handle to which it is attached. In an alternative embodiment, small incisions are made in the membrane to provide greater flexibility. The membrane may be coupled to the cylinder by means such as an elastic band or a fitted friction ring or the like. Figure 8 illustrates a cover embodiment and coupling means described above.

[0066] Em algumas modalidades, o material é autoclavável. Mate riais autoclaváveis são bem conhecidos por aqueles versados na técnica. Por exemplo, um material flexível tal como uma lamina de borracha de silicone macia pode ser usada. Aquele versado na técnica está ciente dos materiais possíveis e arranjos físicos que permitirão a extração enquanto fornecem um vaso coletor que reduza o escape do tecido extraído e evite respingos indesejáveis.[0066] In some embodiments, the material is autoclavable. Autoclavable materials are well known to those skilled in the art. For example, a flexible material such as a sheet of soft silicone rubber can be used. One skilled in the art is aware of the possible materials and physical arrangements that will permit extraction while providing a collecting vessel that reduces escape of the extracted tissue and prevents undesirable spatter.

[0067] Procedimentos adequados para cultura e regeneração de tecido de planta são bem conhecidos na técnica. Veja, por exemplo, Patente dos Estados Unidos Número 5.550.318 de Adams et al., Patente dos Estados Unidos Número 5.780.708 de Lundquist et al., Publicação de Pedido de Patente dos Estados Unidos Número 2004/0210958 de Duncan et al., Publicação de Pedido de Patente dos Estados Unidos Número 2004/0016030 de Lowe et al., e Publicação de Pedido de Patente dos Estados Unidos Número 2004/0244075 de Cai et al., que descrevem métodos de transformação úteis com milho e Publicação de Pedido de Patente dos Estados Unidos Número 2003/0024014 de Cheng et al. que descreve métodos de transformação úteis com trigo, todos os quais estão incorporados por referencia aqui em sua totalidade. As aplicações de cultura de tecido podem incluir pelo menos um processo selecionado a partir de transformação, formação de calo, formação de tecido de planta diferenciado, formação de pelo menos uma planta madura, formação de pelo menos uma planta madura fértil e combinações desses processos. As plantas regeneradas dos embriões extraídos imaturos podem ser regeneradas, por exemplo, através da diferenciação de tecido (calos) desdiferencia- dos. Plantas regeneradas podem ser cultivadas até a maturidade para fornecer plantas maduras, incluindo plantas maduras férteis. Os embriões imaturos extraídos e tecidos não embrionários extraídos também podem ser usados para outros propósitos, tais como, mas não limitado à análise genética ou bioquímica.[0067] Suitable procedures for culturing and regenerating plant tissue are well known in the art. See, for example, United States Patent Number 5,550,318 to Adams et al., United States Patent Number 5,780,708 to Lundquist et al., United States Patent Application Publication Number 2004/0210958 to Duncan et al. , United States Patent Application Publication Number 2004/0016030 to Lowe et al., and United States Patent Application Publication Number 2004/0244075 to Cai et al., which describe useful processing methods with corn and Application Publication United States Patent Number 2003/0024014 to Cheng et al. which describes useful processing methods with wheat, all of which are incorporated by reference herein in their entirety. Tissue culture applications may include at least one process selected from transformation, callus formation, formation of differentiated plant tissue, formation of at least one mature plant, formation of at least one fertile mature plant, and combinations of these processes. Plants regenerated from immature extracted embryos can be regenerated, for example, through differentiation of dedifferentiated tissue (callus). Regenerated plants can be grown to maturity to provide mature plants, including fertile mature plants. The extracted immature embryos and extracted non-embryonic tissues may also be used for other purposes, such as, but not limited to, genetic or biochemical analysis.

[0068] Os métodos e aparelhos da presente invenção podem ser aplicados a quaisquer plantas monocotiledôneas de interesse. As mo- nocotiledôneas preferidas incluem, mas não são limitadas a membros da família Poaceae, incluindo culturas de grãos tais como milho, trigo, cevada, aveia, centeio, sorgo, painço e arroz. As monocotiledôneas particularmente preferidas incluem a espécie Zea incluindo milho (Zea mays) e painço (por exemplo, Pennisetum glaucum, Pennisetum sp. Setaria sp, Panicum sp.) que têm grãos múltiplos (sementes) tipicamente ordenados em fileiras sobre uma espiga.[0068] The methods and apparatus of the present invention can be applied to any monocot plants of interest. Preferred monocots include, but are not limited to, members of the Poaceae family, including grain crops such as corn, wheat, barley, oats, rye, sorghum, millet and rice. Particularly preferred monocots include Zea species including corn (Zea mays) and millet (e.g., Pennisetum glaucum, Pennisetum sp. Setaria sp, Panicum sp.) which have multiple grains (seeds) typically arranged in rows on an ear.

[0069] Em geral, as sementes de monocotiledôneas a partir das quais os tecidos-alvos são substancialmente isolados são fornecidas de qualquer maneira adequada. Por exemplo, as sementes podem estar acopladas à espiga ou ao punho sobre o qual as sementes se desenvolvem; em algumas modalidades, as sementes de monocotiledô- nea podem ser removidas a partir da espiga ou punho antes de substancialmente purificar o tecido-alvo.[0069] In general, monocot seeds from which target tissues are substantially isolated are provided in any suitable manner. For example, the seeds may be attached to the ear or handle on which the seeds develop; In some embodiments, the monocot seeds can be removed from the ear or stalk before substantially purifying the target tissue.

[0070] Em algumas modalidades, uma abertura no pericarpo ou no revestimento da semente das sementes de monocotiledônea é fornecida. Isso pode ser obtido por qualquer técnica adequada, tal como, mas não limitado a fazer um furo, uma punção ou uma incisão com uma agulha, furador, lâmina ou outro implemento adequado. Em algumas aplicações do método, nenhum tecido de pericarpo precisa ser removido; em outras modalidades, a abertura no pericarpo pode incluir a remoção de pelo menos parte do pericarpo e possivelmente de algum tecido não embrionário (por exemplo, endosperma). Preferivelmente, a abertura é suficiente para separar substancialmente o em- brião da semente. Em algumas modalidades, pode ser necessário apenas enfraquecer o pericarpo suficientemente (por exemplo, pela abrasão ou por outro tratamento físico, químico ou enzimático) tal que a aplicação de força à semente resulta em isolamento substancial do tecido-alvo, tal como o embrião.[0070] In some embodiments, an opening in the pericarp or seed coat of monocot seeds is provided. This may be achieved by any suitable technique, such as, but not limited to, making a hole, puncture or incision with a needle, awl, blade or other suitable implement. In some applications of the method, no pericarp tissue needs to be removed; In other embodiments, opening the pericarp may include removing at least part of the pericarp and possibly some non-embryonic tissue (e.g., endosperm). Preferably, the opening is sufficient to substantially separate the embryo from the seed. In some embodiments, it may only be necessary to weaken the pericarp sufficiently (e.g., by abrasion or other physical, chemical, or enzymatic treatment) such that the application of force to the seed results in substantial isolation of the target tissue, such as the embryo.

[0071] Em tal método, a força é geralmente aplicada às sementes o suficiente para isolar substancialmente o tecido-alvo, tal como um embrião imaturo, em que o tecido-alvo substancialmente isolado é adequado para transformação genética e cultura de tecido. A força pode ser aplicada a múltiplas sementes consecutivamente ou simultaneamente. A força aplicada pode ser contínua ou não contínua (por exemplo, pulsátil ou ondulatória) e é geralmente aplicada mecanicamente, ou seja, através do uso de um aparelho ou máquina ao invés da mão humana. A quantidade de força aplicada é preferivelmente suficiente para ultrapassar a adesão do alvo (por exemplo, embrião) e do não alvo (por exemplo, tecido não embrionário tal como endosperma) um do outro, permitindo assim a separação dos tecidos de alvo e não alvo. Qualquer força ou forças podem ser empregadas para a remoção do tecido-alvo de sua semente e múltiplas forças podem ser usadas em combinação, sequencialmente ou simultaneamente. As forças adequadas incluem, mas não são limitadas a jato de fluido com pressão positiva, jato de líquido com pressão positiva, pressão positiva mecânica, pressão negativa, força centrífuga, aceleração linear, desaceleração linear, cisalhamente fluido, fluxo fluido turbulento e fluxo fluido laminar. As forças fluidas podem ser exercidas por qualquer fluido, por exemplo, gases ou líquidos ou uma combinação de ambos.[0071] In such a method, force is generally applied to the seeds sufficient to substantially isolate the target tissue, such as an immature embryo, wherein the substantially isolated target tissue is suitable for genetic transformation and tissue culture. Force can be applied to multiple seeds consecutively or simultaneously. The applied force may be continuous or non-continuous (e.g., pulsatile or wavelike) and is generally applied mechanically, that is, through the use of a device or machine rather than the human hand. The amount of force applied is preferably sufficient to overcome the adhesion of the target (e.g., embryo) and the non-target (e.g., non-embryonic tissue such as endosperm) to each other, thus allowing separation of the target and non-target tissues. . Any force or forces can be employed to remove the target tissue from its seed and multiple forces can be used in combination, sequentially or simultaneously. Suitable forces include, but are not limited to, positive pressure fluid jet, positive pressure liquid jet, mechanical positive pressure, negative pressure, centrifugal force, linear acceleration, linear deceleration, shear fluid, turbulent fluid flow, and laminar fluid flow. . Fluid forces can be exerted by any fluid, for example, gases or liquids or a combination of both.

[0072] Como um embrião de milho está localizado no lado acrópe- to de um grão, é possível direcionar um jato de líquido para o lado basipetal do grão, se desejado, para ejetar o embrião com sucesso (Veja, por exemplo, Figura 10). Em tal arranjo, a força total do jato geralmen- te não impacta diretamente o embrião. Particularmente, a quantidade substancial da força é aplicada apenas indiretamente ao próprio embrião. Portanto, forças maiores podem ser aplicadas no aparelho para acelerar a remoção de embriões sem aumentar substancialmente o dano aos embriões a serem removidos.[0072] Because a corn embryo is located on the acropetal side of a kernel, it is possible to direct a jet of liquid to the basipetal side of the kernel, if desired, to successfully eject the embryo (See, for example, Figure 10 ). In such an arrangement, the full force of the jet generally does not directly impact the embryo. Particularly, the substantial amount of force is applied only indirectly to the embryo itself. Therefore, greater forces can be applied to the device to accelerate embryo removal without substantially increasing the damage to the embryos to be removed.

[0073] Forças de grande impacto podem ser fornecidas forçando grandes quantidades de líquido através do aparelho da presente invenção. Em algumas modalidades, entretanto, forças de grande impacto podem ser geradas sem usar mais líquido. Por exemplo, em algumas modalidades, o tamanho da abertura do jato é reduzida tal que o mesmo volume de líquido pode ser usado com maior velocidade. Como a energia de um objeto em movimento é proporcional ao quadrado da velocidade, um jato com o mesmo volume pode ter uma energia muito maior. Uma equação simples para energia cinética de um objeto em movimento é igual a (1/2)(m)(v2). O cálculo do impacto de energia real de um jato de líquido pode levar em consideração ou-tros fatores conhecidos por aqueles versados na técnica. Além disso, algumas modalidades podem usar uma combinação de fluido aumentado e alterações no tamanho das aberturas do jato para se obter a força ou energia desejadas.[0073] Large impact forces can be provided by forcing large quantities of liquid through the apparatus of the present invention. In some embodiments, however, large impact forces can be generated without using more liquid. For example, in some embodiments, the size of the jet opening is reduced such that the same volume of liquid can be used at greater speed. Since the energy of a moving object is proportional to the square of the speed, a jet with the same volume can have much greater energy. A simple equation for the kinetic energy of a moving object is equal to (1/2)(m)(v2). Calculation of the actual energy impact of a liquid jet may take into account other factors known to those skilled in the art. Additionally, some embodiments may use a combination of increased fluid and changes in the size of the jet openings to obtain the desired force or energy.

[0074] Injetores com graduações gpm de cerca de 0,01 a cerca de 0,25, por exemplo, podem ser usados na presente invenção, ou cerca de 0,01 a cerca de 0,2, ou cerca de 0,01 a cerca de 0,1, ou cerca de 0,01 a cerca de 0,09, 0,08, 0,07, 0,06, 0,05, 0,04, 0,03, 0,02 ou 0,015 ou qualquer número inteiro ou fração entre essas quantidades. Em algumas modalidades, podem ser usados injetores com baixas graduações gpm, como 0,033 ou 0,021 gpm. Quando tais injetores são usados com alta pressão, mas direcionados para o lado oposto do grão do embrião, pode ser obtida a coleta acelerada do embrião enquanto se evita o dano ao embrião.[0074] Injectors with gpm graduations of about 0.01 to about 0.25, for example, can be used in the present invention, or about 0.01 to about 0.2, or about 0.01 to about 0.1, or about 0.01 to about 0.09, 0.08, 0.07, 0.06, 0.05, 0.04, 0.03, 0.02 or 0.015 or whatever whole number or fraction between these quantities. In some embodiments, injectors with low gpm ratings may be used, such as 0.033 or 0.021 gpm. When such injectors are used at high pressure but directed toward the opposite side of the grain from the embryo, accelerated embryo collection can be achieved while avoiding damage to the embryo.

[0075] Em algumas modalidades, são fornecidos jatos múltiplos em um aparelho da presente invenção. Tal aparelho é útil para equali- zar a força exercida pelos jatos de fluido enquanto diminui o tempo necessário para coletar os embriões a partir de uma espiga de milho.[0075] In some embodiments, multiple jets are provided in an apparatus of the present invention. Such a device is useful for equalizing the force exerted by fluid jets while decreasing the time needed to collect embryos from a corn cob.

[0076] Em algumas modalidades, o aparelho pode ter 2, 3, 4, 6, 8, 10 ou mais aberturas/injetores de jato como desejado para conduzir a força do fluido. Em uma modalidade há três aberturas. Tal aparelho está representado na Figura 9. Em algumas modalidades, as aberturas são fornecidas como fluxos de jato laminar de ângulo estreito, orientados horizontalmente. Entretanto, outras modalidades das aberturas de jato são fornecidas em outro lugar através desse pedido. Os componentes do injetor de spray em aço inoxidável que se conectam diretamente no cilindro graduado de polimetilpenteno representado na Figura 9 são mostrados na Tabela 2.Tabela 2. Componentes do injetor de spray. [0076] In some embodiments, the apparatus may have 2, 3, 4, 6, 8, 10 or more jet openings/injectors as desired to conduct fluid force. In one embodiment there are three openings. Such an apparatus is depicted in Figure 9. In some embodiments, the openings are provided as narrow-angle, horizontally oriented, laminar jet streams. However, other embodiments of the jet openings are provided elsewhere throughout this application. The stainless steel spray nozzle components that connect directly to the polymethylpentene graduated cylinder depicted in Figure 9 are shown in Table 2.Table 2. Spray nozzle components.

[0077] Os componentes restantes são principalmente tubulações e conexões com um adaptador macho de conexão rápida na fonte de fluido à direita da foto (Figura 9).[0077] The remaining components are mainly piping and fittings with a quick-connect male adapter at the fluid source on the right of the photo (Figure 9).

[0078] Um método e um aparelho da invenção podem fornecer ainda a separação do tecido-alvo substancialmente isolado, tal como embriões imaturos, de tecido não embrionário tal como endosperma, glumas e revestimento de semente ou tecidos do pericarpo. A separação pode ser obtida por uma ou mais técnicas adequadas, incluindo, mas não limitadas à separação por exclusão de tamanho (por exemplo, pela filtração em uma ou mais etapas de filtração), separação baseada em hidrofobicidade, hidrofilicidade ou outras forças e separação por diferenciais de massa ou densidade (por exemplo, separação por centrifugação, assentamento e decantação). A etapa ou etapas de separação podem ser opcionais, por exemplo, onde nenhum isolamento adicional de embriões intactos ou parciais é necessário para seu uso em cultura de tecido.[0078] A method and apparatus of the invention can further provide for the separation of substantially isolated target tissue, such as immature embryos, from non-embryonic tissue such as endosperm, glumes and seed coat or pericarp tissues. Separation may be achieved by one or more suitable techniques, including, but not limited to, size exclusion separation (e.g., by filtration in one or more filtration steps), separation based on hydrophobicity, hydrophilicity or other forces, and separation by mass or density differentials (e.g. centrifugal separation, settling and decantation). The separation step or steps may be optional, for example, where no additional isolation of intact or partial embryos is required for their use in tissue culture.

[0079] A invenção é particularmente adequada para aplicações onde um grande número de tecidos-alvo deve ser fornecido, por exemplo, em processos de alto rendimento ou seleção ou no processamento de um lote para transformação genética ou cultura de tecido. A automação do método é possível, por exemplo, pelo emprego da robótica ou do manuseio mecânico das espigas ou sementes de milho, abertura do pericarpo, aplicação de força a semente ou etapas de separação opcionais. Tal automação pode usar sensores ópticos ou mecânicos para auxiliar no posicionamento das espigas ou sementes de milho em relação à força ou forças aplicadas ou na etapa de separação. Em uma modalidade, o método fornece embriões substancialmente isolados em uma taxa entre cerca de 250 a 50.000 ou mais embriões por dia ou entre cerca de 500 a cerca de 100.000, ou entre cerca de 250 a cerca de 50.000, ou entre cerca de 250 a cerca de 20.000, ou entre cerca de 250 a cerca de 10.000, ou entre cerca de 250 a cerca de 5000, ou entre cerca de 250 a cerca de 3000, ou entre cerca de 250 a cerca de 1000 embriões por dia; ou entre cerca de 1000 a cerca de 50.000 embriões por dia e semelhantes, incluindo qualquer fração ou número inteiro entre qualquer uma das faixas mencionadas acima. Como observado acima, a presente invenção supera as limitações de rendimento significativas da excisão manual de embriões.[0079] The invention is particularly suitable for applications where a large number of target tissues must be provided, for example, in high-throughput or selection processes or when processing a batch for genetic transformation or tissue culture. Automation of the method is possible, for example, by using robotics or mechanical handling of corn cobs or seeds, opening the pericarp, applying force to the seed or optional separation steps. Such automation may use optical or mechanical sensors to assist in positioning the corn cobs or seeds in relation to the force or forces applied or in the separation step. In one embodiment, the method provides substantially isolated embryos at a rate of between about 250 to 50,000 or more embryos per day, or between about 500 to about 100,000, or between about 250 to about 50,000, or between about 250 to about 20,000, or between about 250 to about 10,000, or between about 250 to about 5000, or between about 250 to about 3000, or between about 250 to about 1000 embryos per day; or between about 1000 to about 50,000 embryos per day and the like, including any fraction or whole number between any of the ranges mentioned above. As noted above, the present invention overcomes the significant yield limitations of manual excision of embryos.

APARELHOS PARA ISOLAR SUBSTANCIALMENTE TECIDOS DE PLANTAS-ALVOAPPARATUS FOR SUBSTANTIALLY ISOLATING TISSUE FROM TARGET PLANTS

[0080] A presente invenção também fornece um aparelho para iso lar substancialmente os tecidos-alvo, tais como embriões de milho, que são adequados para transformação genética e cultura de tecido. Em uma modalidade de separação de embriões de milho, tal aparelho pode compreender pelo menos uma abertura para direcionar um fluxo de fluido, em que o fluxo de fluido contata os grãos de uma espiga de milho e isola substancialmente os embriões dos grãos. Geralmente, é preferido que o fluxo de fluido contate o máximo de grãos em um dado período de tempo conforme for conveniente, de maneira a isolar os embriões mais rapidamente. A abertura pode incluir uma abertura única ou múltiplas aberturas, por exemplo, injetores únicos ou múltiplos, que podem incluir injetores que produzem jatos de fluido planar, redondo, oval, em forma de leque ou outros padrões, e injetores ajustá-veis, móveis ou estacionários, e que podem gerar um fluxo de fluido de qualquer tamanho e meio adequados. Os fluidos podem ser gases, tais como ar, nitrogênio ou misturas de gases, líquidos, tais como água, salina fisiológica ou vários meios de cultura, meios como descritos abaixo, ou combinações. Fluxos de fluido adequados incluem, mas não são limitados a jatos fluidos, tais como jatos colunares únicos ou múltiplos; jatos ou sprays planares, em forma de cone ou em forma de leque; e jatos semelhantes a lâminas, fluxo de fluido laminar e fluxo de fluido turbulento. Fluxos de fluidos adequados podem resultar em uma variedade de forças para remover o embrião do seu grão, incluindo pressão positiva ou pressão negativa ou ambas; tais forças podem ser uniformes ou não uniformes, contínuas ou não contínuas (tais como força pulsátil ou ondulatória) ou qualquer combinação dessas.[0080] The present invention also provides an apparatus for substantially isolating target tissues, such as corn embryos, which are suitable for genetic transformation and tissue culture. In one embodiment of separating corn embryos, such an apparatus may comprise at least one opening for directing a flow of fluid, wherein the flow of fluid contacts the kernels of a corn cob and substantially isolates the embryos from the kernels. Generally, it is preferred that the fluid flow contact as many grains in a given period of time as is convenient, in order to isolate the embryos more quickly. The opening may include a single opening or multiple openings, for example, single or multiple injectors, which may include injectors that produce planar, round, oval, fan-shaped or other patterned jets of fluid, and adjustable, movable or stationary, and which can generate a fluid flow of any suitable size and medium. The fluids may be gases, such as air, nitrogen or mixtures of gases, liquids, such as water, physiological saline or various culture media, media as described below, or combinations. Suitable fluid flows include, but are not limited to, fluid jets, such as single or multiple columnar jets; planar, cone-shaped or fan-shaped jets or sprays; and blade-like jets, laminar fluid flow, and turbulent fluid flow. Adequate fluid flows can result in a variety of forces to remove the embryo from its grain, including positive pressure or negative pressure or both; such forces may be uniform or non-uniform, continuous or non-continuous (such as pulsatile or wave force) or any combination thereof.

[0081] Um aparelho da invenção pode incluir ainda um meio para mover o tecido-alvo a ser substancialmente purificado e o fluxo de fluido, em relação um ao outro. Por exemplo, tanto a espiga de milho que contém as sementes quanto o fluxo de fluido ou ambos podem se movidos. Várias modalidades do aparelho podem ser usadas com espigas de milho únicas ou múltiplas, intactas ou parciais. Por exemplo, a espiga ou espigas de milho podem ser acopladas a um suporte ou punho, que é movido em relação ao fluxo de fluido. Em outras modalidades, entretanto, a espiga ou espigas de milho não precisam ser acopladas individualmente a um fixador, mas podem ser movidas livremente de maneira a permitir que múltiplos grãos sejam contatados pela força usada para remover os embriões dos grãos. Os recursos para mover pelo menos uma espiga de milho em relação ao fluxo de fluido podem girar a espiga de milho e a abertura uma em relação à outra, ou podem mover o fluxo de fluido ao longo do eixo longitudinal da espiga de milho ou podem fornecer qualquer movimento tridimensional da espiga de milho e da abertura, uma em relação à outra, tal como uma combinação de rotação e movimento longitudinal.[0081] An apparatus of the invention may further include a means for moving the target tissue to be substantially purified and the fluid flow relative to each other. For example, either the corn cob containing the seeds or the fluid flow or both can move. Various embodiments of the apparatus can be used with single or multiple, intact or partial ears of corn. For example, the corn cob or cobs may be attached to a support or handle, which is moved relative to the fluid flow. In other embodiments, however, the ear or ears of corn need not be individually coupled to a fastener, but may be moved freely in a manner that allows multiple kernels to be contacted by the force used to remove embryos from the kernels. The means for moving at least one ear of corn relative to the fluid flow may rotate the ear of corn and the opening relative to each other, or may move the flow of fluid along the longitudinal axis of the ear of corn, or may provide any three-dimensional movement of the corn cob and slot relative to each other, such as a combination of rotation and longitudinal movement.

[0082] A invenção fornece ainda um separador para separar os tecidos-alvos dos tecidos não-alvo. Por exemplo, os embriões podem ser separados de tecidos não embrionários, em que os embriões separados compreendem pelo menos alguns embriões de milho adequados para transformação genética ou cultura de tecido. Os separadores podem funcionar por um mecanismo que inclui, mas não se limita a separação por exclusão de tamanho (por exemplo, usando uma tela, peneira, superfície perfurada ou outro dispositivo capaz de excluir objetos de um certo tamanho), separação baseada em hidrofobicidade ou outras forças de atração (por exemplo, usando um material sólido ou flui- do que possa atrair ou repelir os embriões) e separação por diferenciais de massa ou de densidade (por exemplo, usando uma centrífuga ou usando soluções para assentamento diferencial). Em certas modalidades, o separador pode ser opcional, por exemplo, onde nenhum isolamento adicional de embriões intactos ou parciais é necessário para seu uso na transformação genética ou cultura de tecido.[0082] The invention further provides a separator for separating target tissues from non-target tissues. For example, embryos may be separated from non-embryonic tissues, wherein the separated embryos comprise at least some maize embryos suitable for genetic transformation or tissue culture. Separators may operate by a mechanism that includes, but is not limited to, size exclusion separation (e.g., using a screen, sieve, perforated surface, or other device capable of excluding objects of a certain size), hydrophobicity-based separation, or other attractive forces (e.g., using a solid or fluid material that can attract or repel embryos) and separation by mass or density differentials (e.g., using a centrifuge or using differential settling solutions). In certain embodiments, the separator may be optional, for example, where no additional isolation of intact or partial embryos is required for their use in genetic transformation or tissue culture.

[0083] Os embriões imaturos substancialmente isolados incluem pelo menos alguns embriões, tais como embriões imaturos intactos ou parciais, adequados para aplicações em cultura de tecido, formação de calo, embriogênese direta, formação de tecido de planta diferenciado, formação de pelo menos uma planta madura, formação de pelo menos uma planta madura fértil e combinações desses processos, como descrito acima. Os embriões imaturos substancialmente isolados e tecidos não embrionários também podem ser usados para outros propósitos, tais como, mas não limitados a análise genética ou bioquímica.[0083] Substantially isolated immature embryos include at least some embryos, such as intact or partial immature embryos, suitable for applications in tissue culture, callus formation, direct embryogenesis, formation of differentiated plant tissue, formation of at least one plant mature, formation of at least one fertile mature plant and combinations of these processes, as described above. Substantially isolated immature embryos and non-embryonic tissues may also be used for other purposes, such as, but not limited to, genetic or biochemical analysis.

[0084] A presente invenção fornece ainda um aparelho para isolar substancialmente em um processo mecânico múltiplos embriões de milho adequados para transformação genética ou cultura de tecido a partir de pelo menos uma espiga de milho imatura. Em uma modalidade, o aparelho compreende pelo menos um componente selecionado de (a) pelo menos uma superfície sólida para aplicar pressão mecânica positiva ao exterior dos grãos de uma espiga de milho imatura; (b) uma abertura para orientar um fluxo de fluido. em que o fluxo de fluido contata os grãos sobre a espiga de milho; e (c) uma abertura para aplicação de pressão negativa ao fluido que contata os grãos sobre a espiga; em que o componente aplica força suficiente para isolar substancialmente embriões dos grãos adequados para transformação genética ou cultura de tecido. As forças podem ser aplicadas a múltiplas sementes consecutivamente ou simultaneamente, de uma maneira contínua ou não contínua e são geralmente aplicadas mecanicamente e não manualmente. Múltiplas forças podem ser usadas em combinação, sequencialmente ou simultaneamente. Forças adequadas incluem, mas não são limitadas a jato de fluido com pressão positiva, jato de líquido com pressão positiva, pressão mecânica positiva, pressão negativa, força centrífuga, aceleração linear, desaceleração linear, ci- salhamento fluido, fluxo de fluido turbulento e fluxo de fluido laminar. As forças fluidas podem ser exercidas sobre qualquer fluido, gases ou líquidos ou combinações de ambos.[0084] The present invention further provides an apparatus for substantially isolating in a mechanical process multiple corn embryos suitable for genetic transformation or tissue culture from at least one immature corn cob. In one embodiment, the apparatus comprises at least one component selected from (a) at least one solid surface for applying positive mechanical pressure to the exterior of the kernels of an immature corn cob; (b) an opening for directing a flow of fluid. wherein the fluid flow contacts the kernels on the corn cob; and (c) an opening for applying negative pressure to the fluid contacting the grains on the cob; wherein the component applies sufficient force to substantially isolate embryos from the grains suitable for genetic transformation or tissue culture. Forces can be applied to multiple seeds consecutively or simultaneously, in a continuous or non-continuous manner, and are generally applied mechanically rather than manually. Multiple forces can be used in combination, sequentially or simultaneously. Suitable forces include, but are not limited to, positive pressure fluid jet, positive pressure liquid jet, positive mechanical pressure, negative pressure, centrifugal force, linear acceleration, linear deceleration, fluid shear, turbulent fluid flow, and fluid flow. of laminar fluid. Fluid forces can be exerted on any fluid, gases or liquids or combinations of both.

[0085] Aparelhos de combinação da invenção podem incluir opcio nalmente um meio para mover pelo menos uma espiga de milho em relação à fonte ou fontes de força para isolamento de embriões ou partes desses. A espiga ou espigas podem ser movidas em relação à fonte de força tal que a força ou forças contate o máximo de grãos em um dado período de tempo quanto for conveniente, de maneira a isolar os embriões mais rapidamente.[0085] Combination apparatus of the invention may optionally include a means for moving at least one ear of corn relative to the source or sources of force for isolating embryos or parts thereof. The cob or cobs can be moved relative to the force source such that the force or forces contact as many grains in a given period of time as is convenient, in order to isolate the embryos more quickly.

[0086] Aparelhos de combinação da invenção podem incluir ainda pelo menos um meio para separação posterior dos embriões imaturos substancialmente isolados adequados para transformação genética ou cultura de tecido. Os separadores podem funcionar por um mecanismo que inclui, nas não é limitado a separação por exclusão de tamanho, separação baseada em forças de atração e separação por diferenciais de massa ou densidade.[0086] Combination apparatus of the invention may further include at least one means for further separation of substantially isolated immature embryos suitable for genetic transformation or tissue culture. Separators may function by a mechanism that includes, but is not limited to, size exclusion separation, separation based on attractive forces, and separation by mass or density differentials.

MEIO LÍQUIDO PARA EXCISÃO DE EMBRIÕES DE MILHO OU OUTRAS PLANTASLIQUID MEDIUM FOR EXCISION OF EMBRYOS FROM CORN OR OTHER PLANTS

[0087] A presente invenção fornece em uma modalidade, meios e métodos para isolar substancialmente tecidos de planta-alvo adequados para transformação genética ou cultura de tecido. Por exemplo, um aparelho de jato fluido utiliza líquido para excisão de embriões. requerendo quantidades substanciais de líquido para excisão. Assim, por exemplo, cerca de 20 l de um meio líquido podem ser necessários para separar embriões de uma espiga de milho. Portanto, o meio é, preferivelmente, facilmente preparado (consistindo essencialmente em um ou dois ingredientes), esterilizável, por exemplo, através de uma unidade de filtração em linha, e pode fluir através de um aparelho de jato fluido que opera em uma pressão de cerca de 206,8 - 517,1 kPa (cerca de 30-75 psi), por exemplo, cerca de 275,18 - 413,7 kPa (cerca de 40-60 psi). Além disso, preferivelmente, ele não requer ajuste de pH antes do uso. Para economizar recursos e custos, também é, preferivelmente, reutilizável.[0087] The present invention provides in one embodiment, means and methods for substantially isolating target plant tissues suitable for genetic transformation or tissue culture. For example, a fluid jet device uses liquid to excise embryos. requiring substantial amounts of fluid for excision. Thus, for example, about 20 l of a liquid medium may be needed to separate embryos from an ear of corn. Therefore, the medium is preferably easily prepared (consisting essentially of one or two ingredients), sterilizable, for example, through an in-line filtration unit, and can flow through a fluid jet apparatus operating at a pressure of about 206.8 - 517.1 kPa (about 30-75 psi), for example, about 275.18 - 413.7 kPa (about 40-60 psi). Furthermore, preferably, it does not require pH adjustment before use. To save resources and costs, it is also preferably reusable.

[0088] Meios de cultura tais como o meio de inoculação Lynx #1013 e Lynx #1902 (metade da concentração de Lynx #1013) têm sido usados com sucesso em um método automatizado e em um aparelho para excisão de embriões de milho para uso em cultura de tecido. Entretanto, esses meios têm múltiplos ingredientes e requerem ajuste de pH antes do uso. Assim, os presentes inventores desenvolveram meios que podem ser usados para otimizar a eficiência de um método automatizado de excisão de embrião para cultura de tecido. Surpreendentemente, os inventores descobriram, em particular, que meios que consistem essencialmente em água e/ou um agente osmó- tico, com uma osmolalidade de cerca de 0 mOsm/kg a cerca de 600 mOsm/kg, são úteis.[0088] Culture media such as Lynx #1013 and Lynx #1902 inoculation medium (half the concentration of Lynx #1013) have been used successfully in an automated method and in an apparatus for excising maize embryos for use in tissue culture. However, these media have multiple ingredients and require pH adjustment before use. Thus, the present inventors have developed means that can be used to optimize the efficiency of an automated embryo excision method for tissue culture. Surprisingly, the inventors have found, in particular, that media consisting essentially of water and/or an osmotic agent, with an osmolality of about 0 mOsm/kg to about 600 mOsm/kg, are useful.

[0089] Em certas modalidades, uma osmolalidade de cerca de 0 mOsm/kg a cerca de 600 mOsm/kg para o agente osmótico é preferida, incluindo cerca de 7 mOsm/kg a cerca de 500 mOsm/kg, cerca de 13 mOsm/kg a cerca de 300 mOsm/kg, cerca de 25 mOsm/kg a cerca de 300 mOsm/kg, cerca de 50 mOsm/kg a cerca de 300 mOsm/kg, cerca de 13 mOsm/kg a cerca de 200 mOsm/kg, cerca de 13 mOsm/kg a cerca de 100 mOsm/kg ou cerca de 100 mOsm/kg a cerca de 300 mOsm/kg. Em modalidades específicas, os meios fornecidos consis- tem essencialmente em água destilada estéril, cloreto de cálcio diluído (por exemplo, cerca de 10 ppm), MES 0,05%, pH 5.4 a 5.8, cerca de 5% de sacarose +/- sais MS, ou cerca de 0,05 a 0,5 M de manitol, incluindo soluções de manitol 0,1 a 0,2 M. Embora a frequência de transformação (FT) de embriões de planta separados pelo uso de alguns de tais meios líquidos possa estar, às vezes, reduzida em relação àquela encontrada quando se usa, por exemplo, o Meio de Inoculação Lynx #1013, as eficiências significativas em tempo e custos que surgem do uso de meios mais simples podem sobrepujar qualquer redução de FT pela permissão da produção de mais explantes usando a mesma quantidade de recursos.[0089] In certain embodiments, an osmolality of about 0 mOsm/kg to about 600 mOsm/kg for the osmotic agent is preferred, including about 7 mOsm/kg to about 500 mOsm/kg, about 13 mOsm/kg kg to about 300 mOsm/kg, about 25 mOsm/kg to about 300 mOsm/kg, about 50 mOsm/kg to about 300 mOsm/kg, about 13 mOsm/kg to about 200 mOsm/kg , about 13 mOsm/kg to about 100 mOsm/kg or about 100 mOsm/kg to about 300 mOsm/kg. In specific embodiments, the media provided consists essentially of sterile distilled water, dilute calcium chloride (e.g., about 10 ppm), 0.05% MES, pH 5.4 to 5.8, about 5% sucrose +/- MS salts, or about 0.05 to 0.5 M mannitol, including 0.1 to 0.2 M mannitol solutions. Although the transformation frequency (TF) of plant embryos separated by the use of some of such media liquids may sometimes be reduced relative to that found when using, for example, Lynx #1013 Inoculation Medium, the significant time and cost efficiencies that arise from the use of simpler media may outweigh any reduction in FT by allowing producing more explants using the same amount of resources.

[0090] Em modalidades específicas da invenção, um meio para excisão compreende como um agente osmótico manitol e/ou sacarose, tais meios consistindo essencialmente em manitol 0,05 a 0,5M. Tais meios foram encontrados ser capazes de produzir explantes viáveis. Em modalidades particulares, um meio para excisão consiste essencialmente em cerca de 0,1 a 0,2M de manitol. A osmolalidade de uma solução de manitol 0,2 M em água é, por exemplo, cerca de 225 mOsm/kg. Em outras modalidades, água destilada estéril, assim como sacarose 5% (peso/volume) também foram descobertos serem meios simples, ainda eficazes, para uso com a invenção.[0090] In specific embodiments of the invention, a medium for excision comprises as an osmotic agent mannitol and/or sucrose, such means essentially consisting of 0.05 to 0.5M mannitol. Such media have been found to be capable of producing viable explants. In particular embodiments, an excision medium consists essentially of about 0.1 to 0.2 M mannitol. The osmolality of a 0.2 M mannitol solution in water is, for example, about 225 mOsm/kg. In other embodiments, sterile distilled water, as well as 5% (w/v) sucrose have also been found to be simple, yet effective, media for use with the invention.

SISTEMA DE PREPARAÇÃO DE MEIOSMEDIA PREPARATION SYSTEM

[0091] Um Sistema de Preparação de Meios (MPS) para uso com um aparelho de jato fluido é outra modalidade dessa invenção. O MPS, por exemplo, pode ser usado para fornecer um meio de excisão descrito acima. O MPS pode consistir em uma caixa (MPSH) e uma câmara de misturação (MC). O MPS pode ser feito a partir de qualquer material adequado, tal como alumínio (por exemplo, alumínio aeronáutico classe 7075) ou aço. A câmara de misturação geralmente compreende um tanque com uma extremidade superior e inferior e pode compreender um flange e uma placa de cobertura. A placa de cobertura foi fornecida geralmente com um ou mais anéis de vedação ou outros meios de vedação que vedem a câmara de misturação. A placa de cobertura compreende aberturas para inserção e remoção de líquido e de outros ingredientes dos meios. O líquido e os outros ingredientes dos meios podem ser adicionados através de uma ou mais entradas, compreendidas na câmara de misturação, que podem se comunicar com uma câmara e/ou uma linha de suprimento que contem e/ou libera um suprimento dos ingredientes. A placa de cobertura também pode compreender um sensor eletrônico para monitorizar um volume especificado do meio que está sendo preparado. A câmara de misturação pode ser orientada sobre uma placa de suporte e mantida em posição de funcionamento por meios de fixação, tais como pinos de montagem e suportes de posicionamento. A placa de suporte pode ser conectada por deslizamento ao MPSH. Em certas modalidades, uma câmara de misturação é conectada a um aparelho de jato fluido, por exemplo, através de uma tubulação de aço ou policarbonato.[0091] A Media Preparation System (MPS) for use with a fluid jet apparatus is another embodiment of this invention. MPS, for example, can be used to provide a means of excision described above. The MPS may consist of a box (MPSH) and a mixing chamber (MC). The MPS can be made from any suitable material, such as aluminum (e.g. aircraft grade 7075 aluminum) or steel. The mixing chamber generally comprises a tank with an upper and lower end and may comprise a flange and a cover plate. The cover plate was generally provided with one or more sealing rings or other sealing means sealing the mixing chamber. The cover plate comprises openings for insertion and removal of liquid and other media ingredients. Liquid and other ingredients of the media may be added through one or more inlets, comprised in the mixing chamber, which may communicate with a chamber and/or a supply line that contains and/or delivers a supply of the ingredients. The cover plate may also comprise an electronic sensor for monitoring a specified volume of the medium being prepared. The mixing chamber can be oriented on a support plate and held in operating position by fixing means such as mounting pins and positioning brackets. The support plate can be slide-connected to the MPSH. In certain embodiments, a mixing chamber is connected to a fluid jet apparatus, for example, through steel or polycarbonate tubing.

[0092] Um conjunto misturador pode ser acoplado à placa de co bertura ou à outra parte da câmara de misturação. O conjunto pode compreender um impulsor e um eixo montados em um meio para suspensão tal como rolamento para alta temperatura. O misturador pode ser autoclavado antes do uso. O MPS pode compreender ainda um Controlador Lógico Programável (PLC) em comunicação com os sensores para monitorizar o ingresso de componentes, a preparação do meio e a subsequente remoção dos meios, por exemplo, através de um tubo de saída de fluido para o aparelho de jato fluido. Um ou mais tubos de entrada e saída de fluido podem compreender uma unidade de filtração em linha para esterilizar os meios preparados.[0092] A mixing assembly can be coupled to the cover plate or to another part of the mixing chamber. The assembly may comprise an impeller and a shaft mounted on a suspension means such as a high temperature bearing. The mixer can be autoclaved before use. The MPS may further comprise a Programmable Logic Controller (PLC) in communication with sensors to monitor the ingress of components, preparation of the media and subsequent removal of the media, for example, through a fluid outlet tube to the fluid extraction apparatus. fluid jet. One or more fluid inlet and outlet tubes may comprise an in-line filtration unit for sterilizing the prepared media.

APARELHOS PARA EXCISÃO DE EMBRIÕES EM FASEDEVICES FOR EXCISION OF STAGE EMBRYOS

[0093] Os métodos e aparelhos para a preparação de múltiplos embriões adequados para cultura de tecido são modalidades da invenção, cujos métodos compreendem o uso de pelo menos dois fluxos de fluido para extrair substancialmente um embrião e o endosperma de uma semente, e o aparelho compreende pelo menos uma abertura para orientar um primeiro fluxo de fluido e um segundo fluxo de fluido, para extrair substancialmente um embrião de um núcleo de semente. Em certas modalidades, a semente ou o núcleo da semente é uma espiga de milho ou grão de milho.[0093] Methods and apparatus for preparing multiple embryos suitable for tissue culture are embodiments of the invention, which methods comprise using at least two fluid streams to substantially extract an embryo and endosperm from a seed, and the apparatus comprises at least one opening for directing a first fluid flow and a second fluid flow to substantially extract an embryo from a seed nucleus. In certain embodiments, the seed or seed kernel is a corn cob or corn kernel.

[0094] Os fluxos de fluido podem ser fluxos de gás ou fluxos líqui dos. Em certas modalidades, os fluxos de fluido compreendem um líquido e, em modalidades particulares, o líquido consiste essencialmente em água destilada, cerca de 5% de sacarose ou cerca de 0,05 M - 0,5 M de manitol, por exemplo, cerca de 0,1-a0,2 M de manitol. O fluxo de fluido pode exercer uma força para extrair substancialmente um embrião, compreendendo uma ou mais forças selecionadas do grupo que consiste em um jato de fluido com pressão positiva, jato de líquido com pressão positiva, pressão positiva mecânica, pressão negativa, força centrífuga, aceleração linear, desaceleração linear, cisa- lhamento fluido, fluxo fluido turbulento e fluxo fluido laminar. O fluxo de fluido pode ser contínuo ou pulsátil. Em modalidades particulares, o fluxo de fluido é estéril.[0094] Fluid flows can be gas flows or liquid flows. In certain embodiments, the fluid streams comprise a liquid, and in particular embodiments, the liquid consists essentially of distilled water, about 5% sucrose, or about 0.05 M - 0.5 M mannitol, e.g., about from 0.1 to 0.2 M mannitol. The fluid flow may exert a force to substantially extract an embryo, comprising one or more forces selected from the group consisting of a positive pressure fluid jet, positive pressure liquid jet, mechanical positive pressure, negative pressure, centrifugal force, linear acceleration, linear deceleration, fluid shear, turbulent fluid flow and laminar fluid flow. Fluid flow can be continuous or pulsatile. In particular embodiments, the fluid flow is sterile.

[0095] Um aparelho da invenção pode compreender ainda um meio para detectar o endosperma removido e o tecido do embrião e um meio para canalização de endospermas ou embriões para automação. Os meios para detecção e os meios para canalização podem estar ligados, por exemplo, eletronicamente, para auxiliar na automação. O aparelho também pode compreender, pelo menos, um separador para a separação dos embriões do tecido não embrionário, em que os embriões separados são embriões adequados para cultura de tecido. O separador pode separar embriões de tecidos não embrionários por hidrofobicidade diferencial, por exclusão de tamanho ou por diferencial de densidade. O tecido embrionário pode ser cultivado, transformado e/ou regenerado para fornecer pelo menos uma planta fértil. Em modalidades particulares, o embrião é um embrião de milho e a planta é uma planta de milho.[0095] An apparatus of the invention may further comprise a means for detecting removed endosperm and embryo tissue and a means for channeling endosperms or embryos for automation. The means for detection and the means for channeling may be linked, for example, electronically, to assist in automation. The apparatus may also comprise at least one separator for separating embryos from non-embryonic tissue, wherein the separated embryos are embryos suitable for tissue culture. The separator can separate embryos from non-embryonic tissues by differential hydrophobicity, by size exclusion or by density differential. The embryonic tissue can be cultured, transformed and/or regenerated to provide at least one fertile plant. In particular embodiments, the embryo is a corn embryo and the plant is a corn plant.

SEPARAÇÃO DE EMBRIÕES POR FLUTUAÇÃOEMBRYO SEPARATION BY FLOATING

[0096] A invenção fornece ainda um aparelho e métodos para a separação de embriões baseados na afinidade diferenciada de um agente selecionado em relação a tecido não embrionário de semente. Em certas modalidades, os embriões, tais como embriões de milho produzidos por um processo de excisão com jato de fluido, são contatados e acoplados a bolhas através de interações hidrofóbicas. Em outras modalidades, os revestimentos da semente são contatados e acoplados a bolhas. As bolhas podem compreender um ou mais gases selecionados do grupo que consiste em um gás inorgânico, tal como argônio, ar, O2, N2; e um gás orgânico covalente tal como metano, etano ou propano, que não afetam seriamente a viabilidade e a trans- formabilidade dos embriões removidos.[0096] The invention further provides an apparatus and methods for separating embryos based on the different affinity of a selected agent in relation to non-embryonic seed tissue. In certain embodiments, embryos, such as corn embryos produced by a fluid jet excision process, are contacted and coupled to bubbles through hydrophobic interactions. In other embodiments, seed coats are contacted and coupled to bubbles. The bubbles may comprise one or more gases selected from the group consisting of an inorganic gas, such as argon, air, O2, N2; and a covalent organic gas such as methane, ethane or propane, which do not seriously affect the viability and transformability of the removed embryos.

[0097] O tamanho da bolha foi descoberto desempenhar um papel importante na eficiência do processo de separação. Na prática, bolhas (de gás) que apresentam uma faixa de tamanhos podem ser geradas. Entretanto, qualquer tamanho de bolha que seja adequado para o acoplamento aos embriões ou revestimentos de semente e os eleve para a superfície do fluido está dentro do escopo dessa invenção.[0097] Bubble size has been discovered to play an important role in the efficiency of the separation process. In practice, (gas) bubbles that have a range of sizes can be generated. However, any bubble size that is suitable for attaching to embryos or seed coats and elevating them to the surface of the fluid is within the scope of this invention.

[0098] A distribuição por tamanho das bolhas pode variar com vá rios fatores tais como:[0098] The size distribution of the bubbles can vary depending on several factors such as:

[0099] Uniformidade da frita: as aberturas entre as partículas que compõem uma frita podem ser variáveis, permitindo que se formem bolhas de tamanhos diferentes.[0099] Frit uniformity: the openings between the particles that make up a frit can be variable, allowing bubbles of different sizes to form.

[00100] Taxa de fluxo de gás: a taxa de fluxo de gás através da frita que gera bolhas também afeta o tamanho da bolha - por exemplo, um fluxo rápido de gás resulta em bolhas maiores.[00100] Gas flow rate: The rate of gas flow through the frit that generates bubbles also affects the size of the bubble - for example, a rapid flow of gas results in larger bubbles.

[00101] Tensoativos e suas concentrações: aditivos para os meios, tais como manitol e PEG, assim como proteínas e outras substâncias com propriedades tensoativas liberadas dos grãos de milho rompidos podem afetar o tamanho da bolha.[00101] Surfactants and their concentrations: additives to the media, such as mannitol and PEG, as well as proteins and other substances with surfactant properties released from broken corn kernels can affect the size of the bubble.

[00102] Fusão das bolhas: conforme as bolhas sobem em direção ao topo do tanque, algumas delas se fundem com outras bolhas.[00102] Bubble fusion: as the bubbles rise towards the top of the tank, some of them merge with other bubbles.

[00103] Pressão hidrostática: as bolhas próximas do fundo de um tanque de flutuação serão, em média, discretamente menores por causa da maior pressão no fundo do tanque, embora esse efeito possa ser pequeno em vista do tamanho do tanque de flutuação.[00103] Hydrostatic pressure: bubbles near the bottom of a float tank will, on average, be slightly smaller because of the greater pressure at the bottom of the tank, although this effect may be small given the size of the float tank.

[00104] Além disso, não é necessário que uma única bolha carregue um único embrião ou revestimento de semente por todo o trajeto até a superfície. Ao invés disso, um embrião ou revestimento de semente pode ser apenas parcialmente transportado até a superfície por uma única bolha, para ser transportado depois por um acoplamento sequencial de outras bolhas. Um embrião ou revestimento de semente também pode não alcançar a superfície e tornar-se embebido na espuma na primeira vez, mas pode circular várias vezes antes de chegar a interface das fases ar-líquido (por exemplo, a "espuma").[00104] Furthermore, it is not necessary for a single bubble to carry a single embryo or seed coat all the way to the surface. Instead, an embryo or seed coat may be only partially transported to the surface by a single bubble, only to be transported later by a sequential coupling of other bubbles. An embryo or seed coat may also not reach the surface and become embedded in the foam the first time, but may circulate several times before reaching the air-liquid phase interface (e.g., the "foam").

[00105] Bolhas grandes, por exemplo, com cerca de 1 mm de diâmetro (isto é, se esféricas; ou com dimensões maiores se não esféricas) ou maiores, não atingem boa separação por várias razões. Por exemplo, tais bolhas se movem rápido o suficiente, de modo que elas empurram hidrodinamicamente os embriões assim como os resíduos para fora de seu caminho. Assim, tais bolhas grandes tendem a não contatar adequadamente os embriões. Tais bolhas também não têm tempo de contato suficiente com os embriões ou revestimentos de semente para permitir um acoplamento eficiente da bolha. Finalmente, tais bolhas geram uma força de cisalhamento alta o suficiente, enquanto sobem para a superfície do fluido que quaisquer embriões que estão aderidos às bolhas tendem a ser deslocados antes de atingir a superfície.[00105] Large bubbles, for example, about 1 mm in diameter (that is, if spherical; or with larger dimensions if non-spherical) or larger, do not achieve good separation for several reasons. For example, such bubbles move fast enough that they hydrodynamically push embryos as well as waste out of their way. Thus, such large bubbles tend not to adequately contact the embryos. Such bubbles also do not have sufficient contact time with the embryos or seed coats to allow efficient bubble coupling. Finally, such bubbles generate a high enough shear force while rising to the surface of the fluid that any embryos that are attached to the bubbles tend to be displaced before reaching the surface.

[00106] Bolhas pequenas, por exemplo, bolhas entorno de 100 micra de diâmetro ou menos, se acoplam a resíduos assim como a embriões. Isso por que as bolhas se movem tão lentamente através do fluido que elas não empurram materiais menores (por exemplo, fragmentos de endosperma) para fora do caminho. Assim, tais bolhas contatam e se acoplam a embriões assim como a outros resíduos menores. Finalmente, tais bolhas não geram força de cisalhamento suficiente para deslocar eficientemente os resíduos acoplados.[00106] Small bubbles, for example, bubbles around 100 microns in diameter or less, attach to waste as well as embryos. This is because the bubbles move so slowly through the fluid that they do not push smaller materials (e.g., endosperm fragments) out of the way. Thus, such bubbles contact and attach to embryos as well as other smaller debris. Finally, such bubbles do not generate sufficient shear force to efficiently displace the coupled residues.

[00107] Bolhas de tamanho médio (entre 100 μm e 1 mm de tamanho) foram comparativamente mais eficientes na obtenção de purificação de embrião. Tais bolhas aparentemente produzem um deslocamento hidrodinâmico pequeno o suficiente para permitir que a bolha contate os embriões, permitindo assim que o acoplamento ocorra. Além disso, tais bolhas não geram força de cisalhamento suficiente para deslocar embriões acoplados.[00107] Medium-sized bubbles (between 100 μm and 1 mm in size) were comparatively more efficient in achieving embryo purification. Such bubbles apparently produce a hydrodynamic displacement small enough to allow the bubble to contact the embryos, thus allowing coupling to occur. Furthermore, such bubbles do not generate sufficient shear force to displace coupled embryos.

[00108] Outro aspecto do processo de separação refere-se a natureza física do gás presente nas bolhas, isto é, a seletividade das bolhas de gás pelos embriões ou revestimentos de semente. O ar tem aproximadamente 21% de oxigênio e 78% de nitrogênio. Oxigênio e nitrogênio são, ambos, moléculas diatômicas covalentemente ligadas e que têm um forte afinidade pelas porções ceráceas similarmente covalentes (não polares) dos embriões, tais como embriões de algodão. Ao contrário, tais gases são menos eficientes no acoplamento com resíduos de endosperma relativamente polares, que permanecem flutuando no meio. Em resumo, as bolhas competem com o fluido aquoso (por exemplo, água ou manitol/água) pelo acoplamento com a superfí- cie cerácea do embrião. Como ambas as moléculas de oxigênio e nitrogênio excedem as moléculas de água em seu caráter covalente, elas se acoplam preferencialmente à superfície do embrião. Assim, a natureza relativamente lipofílica do oxigênio e do nitrogênio e a natureza relativamente hidrofílica do meio aquoso explicam a ligação das bolhas as porções lipofílicas, por exemplo, da superfície do embrião de algodão. Alternativamente, foram encontradas bolhas que se acoplam eficientemente a revestimentos de sementes de soja que subiram até a "espuma" na interface líquido-ar, enquanto que os embriões, incluindo eixos embrionários de soja e cotilédones, foram encontrados permanecendo na fase líquida. Portanto, agentes que se acoplam diferencialmente a vários componentes da semente e os direcionam para localizações distintas, fases ou frações podem ser utilizados para enri-quecer uma dada localização, fase ou fração para um componente de semente, tal como um embrião ou uma porção de um embrião.[00108] Another aspect of the separation process refers to the physical nature of the gas present in the bubbles, that is, the selectivity of the gas bubbles for the embryos or seed coats. Air is approximately 21% oxygen and 78% nitrogen. Oxygen and nitrogen are both covalently linked diatomic molecules that have a strong affinity for the similarly covalent (nonpolar) waxy portions of embryos, such as cotton embryos. On the contrary, such gases are less efficient in coupling with relatively polar endosperm residues, which remain floating in the medium. In summary, the bubbles compete with the aqueous fluid (e.g., water or mannitol/water) for coupling with the waxy surface of the embryo. As both oxygen and nitrogen molecules exceed water molecules in their covalent character, they preferentially couple to the surface of the embryo. Thus, the relatively lipophilic nature of oxygen and nitrogen and the relatively hydrophilic nature of the aqueous medium explain the connection of bubbles to lipophilic portions, for example, on the surface of the cotton embryo. Alternatively, bubbles were found to efficiently couple to soybean seed coats that rose to the "foam" at the liquid-air interface, while embryos, including soybean embryonic axes and cotyledons, were found to remain in the liquid phase. Therefore, agents that differentially couple to various seed components and direct them to distinct locations, phases or fractions can be used to enrich a given location, phase or fraction for a seed component, such as an embryo or a portion of an embryo.

[00109] Em uma modalidade, é usado o ar para preparação de bolhas. Outros gases úteis na prática da invenção incluem O2 ou N2, assim como gases inorgânicos covalentes incluindo gases nobres, tal como o argônio. Gases orgânicos covalentes tais como o metano, eta- no e propano e outros gases lipofílicos ou misturas de gases que não afetam seriamente a viabilidade e a transformabilidade dos embriões de milho também podem ser usados.[00109] In one embodiment, air is used to prepare bubbles. Other gases useful in the practice of the invention include O2 or N2, as well as covalent inorganic gases including noble gases, such as argon. Covalent organic gases such as methane, ethane and propane and other lipophilic gases or mixtures of gases that do not seriously affect the viability and transformability of corn embryos can also be used.

[00110] No sentido mais amplo, as "bolhas" podem ser de qualquer material que exiba uma ligação preferencial com os embriões, incluindo sólidos ou líquidos ou misturas desses que se acoplam seletivamente a superfícies de embrião. Formatos, tais como uma superfície plana móvel, por exemplo, uma esteira ou um disco aos quais os embriões podem seletivamente se acoplar pode ser utilizado. Em uma modalidade, embriões flutuando na superfície do meio líquido foram preferencialmente acoplados a uma folha de papel de filtro hidrofóbica (papel para separação de fase repelente a água Whatman PS, impregnado com silicone). Em outra modalidade, óleo de canola misturado com uma suspensão de embrião e resíduos se acoplou preferencialmente aos embriões e transportou-os até a superfície conforme o óleo subiu até a superfície.[00110] In the broadest sense, "bubbles" can be of any material that exhibits a preferential bond with embryos, including solids or liquids or mixtures thereof that selectively couple to embryo surfaces. Formats such as a movable flat surface, e.g. a mat or a disk to which embryos can selectively attach can be used. In one embodiment, embryos floating on the surface of the liquid medium were preferentially coupled to a sheet of hydrophobic filter paper (Whatman PS water-repellent phase separation paper, impregnated with silicone). In another embodiment, canola oil mixed with an embryo and waste suspension preferentially attached to the embryos and transported them to the surface as the oil rose to the surface.

[00111] Bolhas que entram em contato uma com a outra podem se fundir em milissegundos. Estabilizar as bolhas conforme elas se erguem preserva uma distribuição de tamanho de bolha apropriada assim como promove uma espuma estável no topo do líquido de flutuação. Vários tensoativos foram mostrados ser úteis na prevenção da coalescência e na estabilização das bolhas. Preferivelmente, o tensoa- tivo é um tensoativo iônico ou não-iônico, tal como um poliéter. O po- liéter pode ser PEG. O PEG pode ter um peso molecular médio de cerca de 100, 300, 400, 600, 900, 1000, 1450, 3350, 4500, 8000 e 9000. Preferivelmente, o PEG tem um peso molecular médio de cerca de 8000. O PEG é usado em uma concentração solúvel em água suficiente para prevenir a coalescência prematura das bolhas. Outro polié- ter adequado é PPG. O PPG tem um peso molecular de cerca de 340 a cerca de 3500. Preferivelmente, o PPG tem um peso molecular de 340. O PPG pode ser usado em uma concentração solúvel em água suficiente para prevenir a coalescência das bolhas.[00111] Bubbles that come into contact with each other can merge within milliseconds. Stabilizing the bubbles as they rise preserves an appropriate bubble size distribution as well as promoting a stable foam on top of the buoyancy liquid. Several surfactants have been shown to be useful in preventing coalescence and stabilizing bubbles. Preferably, the surfactant is an ionic or nonionic surfactant, such as a polyether. The polyether can be PEG. PEG may have an average molecular weight of about 100, 300, 400, 600, 900, 1000, 1450, 3350, 4500, 8000 and 9000. Preferably, PEG has an average molecular weight of about 8000. PEG is used in a water-soluble concentration sufficient to prevent premature coalescence of bubbles. Another suitable polyether is PPG. PPG has a molecular weight of about 340 to about 3500. Preferably, PPG has a molecular weight of 340. PPG can be used in a water-soluble concentration sufficient to prevent bubble coalescence.

[00112] Em uma modalidade, as bolhas podem ser produzidas por um tubo de dispersão de vidro fritado de poro fino (Chemglass, NJ, USA) conectado a uma bomba de aquário para o bombeamento de ar através de um filtro estéril e para o tubo de dispersão de vidro para a criação de bolhas. O tubo de dispersão pode ser colocado em um recipiente tal como um cilindro graduado ou um béquer contendo uma mistura de embriões e resíduos em suspensão. Entretanto, as fortes correntes de convecção criadas pela grande população de bolhas geradas por esse dispositivo produziram força de cisalhamento suficiente para reduzir sua eficácia na separação de embriões dos resíduos. Al-ternativamente, as bolhas podem ser produzidas por outro método, tal como um gerador de bolha com fonte de múltiplos pontos (por exemplo, um dispositivo de dispersão de bolha que utiliza fragmentos de madeira de tília para ou uma superfície cerâmica com poros).[00112] In one embodiment, bubbles may be produced by a fine-pore fritted glass dispersion tube (Chemglass, NJ, USA) connected to an aquarium pump to pump air through a sterile filter and into the tube. glass dispersion for creating bubbles. The dispersion tube can be placed in a container such as a graduated cylinder or beaker containing a mixture of embryos and suspended waste. However, the strong convection currents created by the large population of bubbles generated by this device produced sufficient shear force to reduce its effectiveness in separating embryos from waste. Alternatively, the bubbles may be produced by another method, such as a multi-point source bubble generator (e.g., a bubble dispersion device using linden wood fragments for or a porous ceramic surface).

[00113] Em algumas modalidades, um tensoativo pode ser usado para estabilizar as bolhas e evitar sua coalescência. O tensoativo pode ser um tensoativo iônico ou não-iônico.[00113] In some embodiments, a surfactant can be used to stabilize the bubbles and prevent their coalescence. The surfactant can be an ionic or non-ionic surfactant.

[00114] O tensoativo é usado em uma concentração solúvel em água suficiente para prevenir a coalescência das bolhas. Em certas modalidades, o tensoativo é um poliéter. Em modalidades particulares, o tensoativo pode ser PEG ou PPG. O peso molecular do tensoativo de PEG pode estar entre cerca de 100 a cerca de 9000 Dáltons, por exemplo, cerca de 100, 300, 400, 600, 900, 1000, 1450, 3350, 4500, 8000 e 9000 Dáltons. Alternativamente, o tensoativo pode ser PPG e o peso molecular do PPG pode estar entre cerca de 340 a 3500 Dáltons, por exemplo, cerca de 340 Dáltons.[00114] The surfactant is used in a water-soluble concentration sufficient to prevent coalescence of the bubbles. In certain embodiments, the surfactant is a polyether. In particular embodiments, the surfactant may be PEG or PPG. The molecular weight of the PEG surfactant can be between about 100 to about 9000 Daltons, for example, about 100, 300, 400, 600, 900, 1000, 1450, 3350, 4500, 8000 and 9000 Daltons. Alternatively, the surfactant may be PPG and the molecular weight of the PPG may be between about 340 to 3500 Daltons, for example, about 340 Daltons.

[00115] As bolhas podem ser produzidas por um método de criação e dispersão de bolhas. Por exemplo, um tubo de dispersão de vidro de poro fino ou um aspersor pode ser conectado a uma bomba de aquário e colocado em um recipiente contendo uma mistura de embriões e resíduos em suspensão. Em certas modalidades, o dispositivo de produção e dispersão de bolha compreende fontes de múltiplos pontos de bolhas, tal como um fragmento individual de tília. Os fragmentos podem ser inseridos em uma matriz, tal como no comprimento de uma tubulação de silicone e opcionalmente enrolado em uma espiral e fixado.[00115] Bubbles can be produced by a bubble creation and dispersion method. For example, a fine-pore glass dispersal tube or sprinkler can be connected to an aquarium pump and placed in a container containing a mixture of embryos and suspended waste. In certain embodiments, the bubble production and dispersion device comprises multiple bubble point sources, such as an individual linden tree fragment. The fragments can be inserted into a matrix, such as the length of silicone tubing, and optionally wound into a spiral and secured.

[00116] Quando os embriões forem carregados para uma interface líquida pelas bolhas, eles podem ser removidos da superfície da espuma por um método adequado, tal como drenagem pela gravidade ou um escumador ou dispositivo à vácuo. O dispositivo pode ser automatizado.[00116] When embryos are carried to a liquid interface by bubbles, they can be removed from the surface of the foam by a suitable method, such as gravity drainage or a skimmer or vacuum device. The device can be automated.

DISPOSITIVO DE COMBINAÇÃO E MÉTODOS PARA EXTRAÇÃO E SEPARAÇÃO DE EMBRIÕESCOMBINATION DEVICE AND METHODS FOR EXTRACTION AND SEPARATION OF EMBRYOS

[00117] Em modalidades adicionais, a invenção fornece um dispositivo de combinação para extração e separação de embriões adequados para cultura de tecido. O extrator pode estar em comunicação com o separador ou eles podem funcionar separadamente. O extrator compreende um ou mais jatos de fluido para extrair um embrião, tal como um embrião de milho de uma semente. A semente pode estar em um grão sobre uma espiga de milho. Mais do que um jato de fluido pode ser direcionado sobre uma única espiga e mais do que uma espiga pode ser colocada simultaneamente no extrator.[00117] In additional embodiments, the invention provides a combination device for extracting and separating embryos suitable for tissue culture. The extractor can be in communication with the separator or they can work separately. The extractor comprises one or more jets of fluid for extracting an embryo, such as a corn embryo from a seed. The seed may be in a kernel on an ear of corn. More than one jet of fluid can be directed onto a single spike and more than one spike can be placed simultaneously in the extractor.

[00118] Depois da extração dos embriões dos grãos, embriões e resíduos podem cair ou serem conduzidos para um separador de embrião compreendendo, por exemplo, uma câmara de flutuação. O método para a condução para e da câmara de flutuação pode ser uma esteira ou esteiras condutoras teladas ou uma tela que pode separar os resíduos dos embriões através da exclusão de tamanho. A esteira ou tela podem ser um termoplástico trançado ou moldado. Depois de adicionar os embriões a câmara de flutuação, os embriões são preferivelmente separados de outros resíduos, por exemplo, através do método de bolhas descrito, e flutuam para a superfície onde eles podem ser removidos através de uma abertura ou canaleta.[00118] After extraction of embryos from grains, embryos and residues may fall or be conveyed to an embryo separator comprising, for example, a flotation chamber. The method for conduction to and from the flotation chamber may be a screened conductive mat or mats or a screen that can separate waste from the embryos through size exclusion. The mat or screen may be a braided or molded thermoplastic. After adding the embryos to the flotation chamber, the embryos are preferably separated from other waste, for example, via the bubble method described, and float to the surface where they can be removed through an opening or channel.

[00119] Portanto, as espigas de milho podem ser colhidas e os embriões podem ser removidos usando um jato de fluido. O ápice do grão pode ser removido a fim de facilitar a excisão do embrião pelo jato de fluido e os conteúdos do grão são substancialmente removidos do grão pelo jato. O jato do fluido pode ser um jato de líquido que compreende o meio de excisão descrito com uma osmolalidade de cerca de 0-600 mOsm/kg. Em modalidades particulares, o meio de excisão é uma solução estéril, por exemplo, manitol 0,1-0,2 M. O tecido do embrião assim como o não embrionário (por exemplo, endosperma) pode ser extraído da espiga e do grão pelo jato. Subsequentemente, os embriões podem ser substancialmente separados do tecido não embrionário, por exemplo, pelos métodos de separação e aparelhos descritos, usando forças de cisalhamento incluindo a flutuação de embriões, pela peneiração ou semelhantes. Entretanto, mesmo os embriões ou grupos de embriões que não são separados de outro tecido que compreende um grão, podem ser de utilidade pra a cultura de tecido subsequente, incluindo a transformação e a regeneração de plantas transgênicas.[00119] Therefore, the corn cobs can be harvested and the embryos can be removed using a jet of fluid. The apex of the grain may be removed to facilitate excision of the embryo by the fluid jet and the grain contents are substantially removed from the grain by the jet. The fluid jet may be a liquid jet comprising the described excision medium with an osmolality of about 0-600 mOsm/kg. In particular embodiments, the excision medium is a sterile solution, e.g., 0.1-0.2 M mannitol. Embryonic as well as non-embryonic tissue (e.g., endosperm) can be extracted from the ear and kernel by jet. Subsequently, the embryos can be substantially separated from the non-embryonic tissue, for example, by the described separation methods and apparatus, using shear forces including embryo flotation, by sieving or the like. However, even embryos or groups of embryos that are not separated from other tissue comprising a grain may be of use for subsequent tissue culture, including transformation and regeneration of transgenic plants.

[00120] Se um método de flutuação é usado para a separação, um tensoativo pode ser adicionado ao meio nos qual os embriões são separados. O tensoativo, tal como PEG ou PPG, reduz a coalescência das bolhas, mantendo um tamanho médio eficaz da bolha para promover a separação eficiente de embriões do tecido não embrionário, e a deposição de embriões na interface ar-líquido onde eles podem ser coletados por fluxo de líquido, por um escumador, por um dispositivo à vácuo ou semelhantes. Por tais métodos, embriões de planta substancialmente removidos e separados podem ser obtidos, adequados para a produção de tecido transformado e plantas transformadas.[00120] If a flotation method is used for separation, a surfactant can be added to the medium in which the embryos are separated. The surfactant, such as PEG or PPG, reduces bubble coalescence, maintaining an effective average bubble size to promote efficient separation of embryos from non-embryonic tissue, and the deposition of embryos at the air-liquid interface where they can be collected by flow of liquid, through a skimmer, through a vacuum device or similar. By such methods, substantially removed and separated plant embryos can be obtained, suitable for the production of transformed tissue and transformed plants.

PLANTAS TRANSFORMADAS E MÉTODOS PARA SUA PRODUÇÃOPROCESSED PLANTS AND METHODS FOR THEIR PRODUCTION

[00121] A presente invenção também fornece uma planta transformada, tal como uma planta de milho, algodão ou planta de soja, produzida pelas etapas que incluem (a) fornecer pelo menos um tecido- alvo transformável usando um ou todos os métodos ou aparelhos aqui descritos; (b) introduzir uma molécula de ácido nucleico selecionado no tecido-alvo transformável para produzir um explante transformado; e (c) cultivar a planta monocotiledônea transformada a partir do ex- plante transformado. As plantas preferidas da invenção incluem membros da família Poaceae, incluindo culturas de grãos tais como milho, painço, trigo e arroz; assim como plantas dicotiledôneas transformadas tais como algodão ou plantas de soja.[00121] The present invention also provides a transformed plant, such as a corn plant, cotton plant or soybean plant, produced by steps including (a) providing at least one transformable target tissue using one or all of the methods or apparatus herein. described; (b) introducing a selected nucleic acid molecule into the transformable target tissue to produce a transformed explant; and (c) cultivating the transformed monocot plant from the transformed explant. Preferred plants of the invention include members of the Poaceae family, including grain crops such as corn, millet, wheat and rice; as well as transformed dicotyledonous plants such as cotton or soybean plants.

[00122] Plantas monocotiledôneas particularmente preferidas incluem espécies de Zea, tal como Zea mays. O milho transformado contém pelo menos uma molécula de ácido nucleico heterólogo capaz de conferir uma característica desejada ao milho transformado, tal como resistência a herbicida, resistência à praga, tolerância à germinação no frio, tolerância à deficiência de água, produtividade aumentada, rendimento aumentado e semelhantes. Métodos práticos de transformação e materiais para fazer plantas monocotiledôneas transgênicas dessa invenção (por exemplo, vários meios e células-alvos receptores, transformação de embriões imaturos e subsequente regeneração de plantas transgênicas férteis) estão descritos, por exemplo, em Patente dos Estados Unidos Número 6.194.636 para McElroy et al., Patente dos Estados Unidos Número 6.232.526 para McElroy et al., Publicação de Pedido de Patente dos Estados Unidos Número 2004/0216189 para Houmard et al., Publicação de Pedido de Patente dos Estados Unidos Número 2004/0244075 para Cai et al., que descrevem métodos úteis para o milho, e Publicação de Pedido de Patente dos Estados Unidos Número 2003/0024014 para Cheng et al., que descreve métodos úteis para o trigo, todas as quais estão incorporadas aqui por referência. Moléculas de ácido nucleico heterólogo únicas ou múltiplas podem ser usadas para a transformação de plantas monocotiledôneas da invenção; por exemplo, construtos para a diminuição ou aumento coordenado de expressão de gene estão descritos na Publicação de Pedido de Patente dos Estados Unidos Número 2004/0126845 para Van Eenen- naam et al., que está incorporado aqui por referência. Numerosos mé-todos para transformação de outras plantas, incluindo plantas dicotile- dôneas, são bem conhecidos na técnica. Por exemplo, os métodos para transformação de plantas de soja e algodão estão descritos no Pedido de Patente U.S. Número de Série 12/045.502 ou na Patente U.S. 7.002.058, cada um dos quais está incorporado aqui por referencia.[00122] Particularly preferred monocotyledonous plants include Zea species, such as Zea mays. The transformed corn contains at least one heterologous nucleic acid molecule capable of imparting a desired characteristic to the transformed corn, such as herbicide resistance, pest resistance, cold germination tolerance, water deficiency tolerance, increased productivity, increased yield, and similar. Practical transformation methods and materials for making transgenic monocot plants of this invention (e.g., various media and receptor target cells, transformation of immature embryos, and subsequent regeneration of fertile transgenic plants) are described, for example, in United States Patent Number 6,194 636 to McElroy et al., United States Patent Number 6,232,526 to McElroy et al., United States Patent Application Publication Number 2004/0216189 to Houmard et al., United States Patent Application Publication Number 2004 /0244075 to Cai et al., who describe methods useful for corn, and United States Patent Application Publication Number 2003/0024014 to Cheng et al., who describe methods useful for wheat, all of which are incorporated herein by reference. Single or multiple heterologous nucleic acid molecules can be used for transforming monocot plants of the invention; for example, constructs for the coordinated decrease or increase of gene expression are described in United States Patent Application Publication Number 2004/0126845 to Van Eenennaam et al., which is incorporated herein by reference. Numerous methods for transforming other plants, including dicotyledonous plants, are well known in the art. For example, methods for transforming soybean and cotton plants are described in U.S. Patent Application Serial Number 12/045,502 or U.S. Patent 7,002,058, each of which is incorporated herein by reference.

[00123] Em certas modalidades, por exemplo, quando um método de transformação genética mediado por Agrobacterium ou outras bactérias é utilizado, a resposta da cultura ou a frequência de transformação do tecido embriogênico isolado pelos métodos da presente invenção podem ser intensificados pelo uso de um meio de cocultura compreendendo um bactericida tal como a carbenicilina e/ou 2,4-D em uma concentração de cerca de 0,5-1,5 mg/l. Em uma modalidade particular, o meio de cocultura compreende os ingredientes do Meio 1898 da Tabela 9.[00123] In certain embodiments, for example, when a method of genetic transformation mediated by Agrobacterium or other bacteria is used, the culture response or frequency of transformation of embryogenic tissue isolated by the methods of the present invention can be enhanced by the use of a coculture medium comprising a bactericide such as carbenicillin and/or 2,4-D at a concentration of about 0.5-1.5 mg/l. In a particular embodiment, the coculture medium comprises the ingredients of Medium 1898 of Table 9.

[00124] As sementes das plantas transgênicas férteis resultantes da invenção podem ser coletadas e usadas para desenvolver gerações de progênie, incluindo gerações híbridas, de plantas transformadas que incluem a molécula de ácido nucleico heterólogo em seu genoma. Portanto, a presente invenção inclui ambas as plantas transformadas primárias (plantas "R0", produzidas pelos embriões transformantes fornecidos por um método da invenção) e sua progênie que carrega a molécula de ácido nucleico heterólogo. Tal progênie de plantas trans- gênicas pode ser preparada pelo cruzamento de uma planta monocoti- ledônea transformada da invenção que tem uma molécula de ácido nucleico heterólogo com uma segunda planta que não tem o construto. Uma planta transformada da invenção também pode ser cruzada com uma linhagem de planta que tem outras moléculas de ácido nucleico heterólogo que confere outra característica, para produzir uma progê- nie de plantas que tem moléculas de ácido nucleico heterólogo que confere múltiplas características.[00124] The seeds of the fertile transgenic plants resulting from the invention can be collected and used to develop progeny generations, including hybrid generations, of transformed plants that include the heterologous nucleic acid molecule in their genome. Therefore, the present invention includes both primary transformed plants ("R0" plants, produced by the transforming embryos provided by a method of the invention) and their progeny carrying the heterologous nucleic acid molecule. Such progeny of transgenic plants can be prepared by crossing a transformed monocot plant of the invention that has a heterologous nucleic acid molecule with a second plant that does not have the construct. A transformed plant of the invention can also be crossed with a plant line that has other heterologous nucleic acid molecules that confer another characteristic, to produce a progeny of plants that have heterologous nucleic acid molecules that confer multiple characteristics.

[00125] A fim de fornecer uma compreensão clara e consistente do pedido e das reivindicações, incluindo o escopo dado a tais expressões, as seguintes definições são fornecidas.[00125] In order to provide a clear and consistent understanding of the application and claims, including the scope given to such expressions, the following definitions are provided.

[00126] "Embrião" é a parte de uma semente que consiste em tecidos precursores (tecidos meristemáticos) para folhas, caule e raiz, assim como um ou mais cotilédones. Uma vez que o embrião começa a se desenvolver (germinar), ele se torna uma plântula.[00126] "Embryo" is that part of a seed that consists of precursor tissues (meristematic tissues) for leaves, stem and root, as well as one or more cotyledons. Once the embryo begins to develop (germinate), it becomes a seedling.

[00127] "Meristema" ou "tecido meristemático" consiste em células indiferenciadas, as células meristemáticas, que se diferenciam para produzir múltiplas estruturas da planta incluindo caule, raízes, folhas, tecido germinativo e sementes. As células meristemáticas são os alvos para a transformação para se obter plantas transgênicas.[00127] "Meristem" or "meristematic tissue" consists of undifferentiated cells, the meristematic cells, which differentiate to produce multiple plant structures including stem, roots, leaves, germinal tissue and seeds. Meristematic cells are the targets for transformation to obtain transgenic plants.

[00128] "Explante" é uma expressão usada para se referir ao material alvo para a transformação. Portanto, ele é usado alternativamente com "tecido meristemático" ou "embrião" nas modalidades desse.[00128] "Explant" is an expression used to refer to the target material for transformation. Therefore, it is used alternatively with "meristematic tissue" or "embryo" in the latter embodiments.

EXEMPLOSEXAMPLES

[00129] Aqueles versados na técnica apreciarão as várias vantagens dos métodos e composições fornecidos pela presente invenção. Os exemplos a seguir estão incluídos para demonstrar as modalidades preferidas da invenção. Deve ser considerado por aqueles versados na técnica que os métodos descritos nos exemplos que se seguem representam técnicas descobertas pelos inventores que funcionam bem na prática da invenção e portanto podem ser considerados como constituindo os modos preferidos para sua prática. Entretanto, aqueles versados na técnica devem considerar, a luz da presente descrição, que várias alterações podem ser feitas nas modalidades específicas que estão descritas e ainda se obter um resultado igual ou similar sem se afastar do espírito e escopo da invenção. Todas as referências aqui citadas estão incorporadas por referência à medida que elas complementam, explicam, fornecem um suporte ou ensinam uma metodolo- gia, técnicas ou composições aqui empregadas.[00129] Those skilled in the art will appreciate the various advantages of the methods and compositions provided by the present invention. The following examples are included to demonstrate preferred embodiments of the invention. It should be considered by those skilled in the art that the methods described in the following examples represent techniques discovered by the inventors that work well in the practice of the invention and therefore may be considered to constitute the preferred modes for its practice. However, those skilled in the art should consider, in light of the present description, that various changes can be made to the specific embodiments that are described and still obtain the same or similar result without departing from the spirit and scope of the invention. All references cited herein are incorporated by reference to the extent that they complement, explain, provide support or teach a methodology, techniques or compositions employed herein.

Exemplo 1: Método para extrusar múltiplos embriões de milhoExample 1: Method for extruding multiple corn embryos

[00130] Esse exemplo descreve um método que usa pressão mecânica positiva de um dispositivo extrusor para produzir embriões adequados para cultura de tecido ou transformação genética.[00130] This example describes a method that uses positive mechanical pressure from an extruder device to produce embryos suitable for tissue culture or genetic transformation.

[00131] Os ápices dos grãos foram removidos de maneira estéril de uma espiga de milho imatura (Zea mays) com um descascador de vegetal. O descascador foi pressionado da extremidade basal da espiga de milho para a extremidade apical usando um movimento de serração delicado para obter uma truncação rápida, exata, dos grãos. Apesar de nesse exemplo os grãos individuais serem truncados para expor os tecidos internos, em outras modalidades pode ser necessário apenas garantir que uma abertura (tal como um furo, uma incisão ou abrasão) seja feita no pericarpo sem a remoção real do material do pericarpo. Onde são desejados embriões intactos (por exemplo, embriões intactos para transformação), o tamanho de qualquer abertura é preferivelmente o suficiente para permitir a remoção sem embrião sem danificá- lo. A abertura do pericarpo pode ser obtida com o uso de qualquer dispositivo adequado, incluindo, mas não limitado a laminas e materiais abrasivos. Por exemplo, um descascador de vegetal é considerado ser relativamente seguro e rápido de usar; ele tem uma profundidade de corte regulada e também requer menos experiência para usar do que um bisturi. Outras ferramentas com funções similares podem ser empregadas. Os dispositivos para abertura do pericarpo são preferivelmente esterilizáveis, por exemplo, em autoclave ou por aquecimento ou por esterilização química. Esses processos de tratamento do peri- carpo podem ser automatizados; por exemplo, uma lamina ou laminas ou um raspador podem ser motorizados.[00131] The kernel tips were sterilely removed from an immature corn cob (Zea mays) with a vegetable peeler. The dehuller was pressed from the basal end of the corn cob to the apical end using a gentle sawing motion to obtain a quick, accurate truncation of the kernels. Although in this example the individual grains are truncated to expose the internal tissues, in other embodiments it may be necessary only to ensure that an opening (such as a hole, an incision or abrasion) is made in the pericarp without actually removing the pericarp material. Where intact embryos are desired (e.g., intact embryos for transformation), the size of any opening is preferably sufficient to permit removal without the embryo without damaging it. Opening of the pericarp can be achieved using any suitable device, including, but not limited to, blades and abrasive materials. For example, a vegetable peeler is considered to be relatively safe and quick to use; it has a regulated cutting depth and also requires less experience to use than a scalpel. Other tools with similar functions can be used. Devices for opening the pericarp are preferably sterilizable, for example, in an autoclave or by heating or chemical sterilization. These pericarp treatment processes can be automated; for example, a blade or blades or a scraper may be motorized.

[00132] Um extrusor estéril (nesse caso, uma haste com 4 mm de diâmetro) foi empurrado contra a base dos grãos truncados. Outros dispositivos adequados para extrusão podem ser empregados. Prefe-rivelmente, tais dispositivos devem ter um tamanho e forma capazes de aplicar uma força relativamente localizada a Base dos grãos truncados para ejetar os embriões e endospermas. Preferivelmente, a força aplicada é de magnitude suficiente e é aplicada em uma direção adequada tal que o avanço do extrusor não "cavalga" sobre os grãos adiante. A lâmina posterior do extrusor preferivelmente também fornece uma superfície sobre a qual os embriões ejetados e endosperma se acumulam; por exemplo, uma peça plana de aço inoxidável com a borda frontal arredondada pode ser usada. Nesse exemplo, os embriões são delicadamente espremidos para fora do pericarpo, seguidos pelos endospermas. Os embriões e endospermas extrusados se depositaram no topo da haste do extrusor e não foram esmagados durante o processo.[00132] A sterile extruder (in this case, a 4 mm diameter rod) was pushed against the base of the truncated grains. Other devices suitable for extrusion may be employed. Preferably, such devices should have a size and shape capable of applying a relatively localized force to the base of the truncated grains to eject the embryos and endosperms. Preferably, the applied force is of sufficient magnitude and is applied in a suitable direction such that the advance of the extruder does not "ride" the grains ahead. The back blade of the extruder preferably also provides a surface upon which the ejected embryos and endosperm accumulate; for example, a flat piece of stainless steel with a rounded front edge can be used. In this example, the embryos are gently squeezed out of the pericarp, followed by the endosperms. The extruded embryos and endosperms settled on top of the extruder rod and were not crushed during the process.

[00133] A mistura de embriões e endospermas foi lavada com um meio líquido aquoso (por exemplo, água, meio líquido ou salina) sobre uma tela esterilizada que tem aberturas em forma de losango (cerca de 2 x 3 milímetros). Os endospermas foram observados ser amplamente retidos e os embriões menores e alguns resíduos menores de endosperma foram lavados através da peneira para um receptáculo coletor. Os embriões coletados foram lavados duas vezes para remover os resíduos pequenos.[00133] The mixture of embryos and endosperms was washed with an aqueous liquid medium (for example, water, liquid medium or saline) on a sterilized screen that has diamond-shaped openings (about 2 x 3 millimeters). The endosperms were observed to be largely retained and the smaller embryos and some minor endosperm residues were washed through the sieve into a collecting receptacle. The collected embryos were washed twice to remove small debris.

[00134] Os embriões lavados foram purificados depois por um processo de flutuação. Na primeira etapa do processo de flutuação, o meio de fluido aquoso foi totalmente retirado do receptáculo coletor, que foi deixado secar rapidamente (por exemplo, cerca de um minuto), tal que o meio aquoso remanescente saiu da superfície cerácea dos embriões, expondo-os diretamente ao ar. Foi adicionado um novo meio aquoso e a maioria dos embriões flutuou por que suas superfícies ceráceas não foram umedecidas novamente pelo fluido. Os teci- dos não embrionários, tal como os resíduos de endosperma, permaneceram submersos no meio e foi obtida uma nítida separação de embriões e tecidos não embrionários. A flutuação dos embriões extrusa- dos pode ser aperfeiçoada pela remoção mais rápida, completa ou reprodutível do meio aquoso, tal como através do uso de aspiração ou pela ação capilar (por exemplo, uso de um absorvente estéril colocado no receptáculo coletor para absorver o fluido para fora dos embriões extrusados).[00134] The washed embryos were then purified by a flotation process. In the first step of the flotation process, the aqueous fluid medium was completely removed from the collection receptacle, which was allowed to dry quickly (e.g., about one minute) such that the remaining aqueous medium came off the waxy surface of the embryos, exposing it. directly to the air. New aqueous medium was added and most of the embryos floated because their waxy surfaces were not re-wetted by the fluid. Non-embryonic tissues, such as endosperm residues, remained submerged in the medium and a clear separation of embryos and non-embryonic tissues was obtained. Flotation of extruded embryos can be improved by more rapid, complete, or reproducible removal of the aqueous medium, such as through the use of aspiration or capillary action (e.g., use of a sterile pad placed in the collection receptacle to absorb fluid). out of the extruded embryos).

[00135] Uma produção de aproximadamente 100 embriões foi isolada nesse experimento preliminar, em que apenas uma porção do material embrião-endosperma de toda a espiga foi processada. Esses resultados demonstram que os métodos da presente invenção são práticos e convenientes para coletar um grande número de embriões imaturos de espigas de milho.[00135] A production of approximately 100 embryos was isolated in this preliminary experiment, in which only a portion of the embryo-endosperm material from the entire ear was processed. These results demonstrate that the methods of the present invention are practical and convenient for collecting a large number of immature embryos from corn cobs.

[00136] Os embriões isolados pelo método da invenção podem ser usados depois em procedimentos para cultura de tecido, por exemplo, métodos de regeneração para gerar plantas de milho transgênicas. A transferência dos embriões isolados para o meio de cultura foi feita facilmente pela colocação de uma pinça, com as pontas fechadas juntas, debaixo dos embriões flutuantes, elevando-os livres do líquido com a pinça e colocando-os sobre um meio de cultura. Outra técnica pode ser retirar os embriões isolados com um instrumento que tem uma superfície hidrofóbica. Uma técnica adicional pode ser transferir os embriões pela hidrofobicidade, por exemplo, transferindo-os para a superfície de um meio através de um pequeno sopro de ar ou um mo-vimento mecânico súbito, tal que suas energias cinéticas excedam a força hidrofóbica que os segura no instrumento.[00136] Embryos isolated by the method of the invention can later be used in tissue culture procedures, for example, regeneration methods to generate transgenic corn plants. The transfer of isolated embryos to the culture medium was easily done by placing forceps, with the ends closed together, under the floating embryos, lifting them free of the liquid with the forceps and placing them on a culture medium. Another technique may be to remove isolated embryos with an instrument that has a hydrophobic surface. An additional technique may be to transfer the embryos by hydrophobicity, for example, transferring them to the surface of a medium through a small puff of air or a sudden mechanical movement, such that their kinetic energies exceed the hydrophobic force that holds them. on the instrument.

Exemplo 2: Confirmação visual do tamanho do embriãoExample 2: Visual confirmation of embryo size

[00137] Esse exemplo descreve um aperfeiçoamento para uma modalidade do método da presente invenção, como descrito no Exem- plo 1. Usando a abordagem descrita no Exemplo 1, embriões imaturos de milho precisam estar o mais próximo possível da parte truncada do grão a fim de serem ejetados em grande número. A variação no tamanho do embrião imaturo de milho é uma consideração importante na aferição da quantidade de ápice de grão a ser removido. Os embriões tendem a ser mais largos na seção média da espiga, com embriões às vezes menores em direção as extremidades. Embriões menores, por exemplo, menores do que cerca de 1,5 milímetros de comprimento são mais difíceis de remover a menos que eles estejam próximos da trun- cagem.[00137] This example describes an improvement to an embodiment of the method of the present invention, as described in Example 1. Using the approach described in Example 1, immature corn embryos need to be as close as possible to the truncated part of the kernel in order to to be ejected in large numbers. Variation in the size of the immature corn embryo is an important consideration in gauging the amount of kernel apex to be removed. Embryos tend to be widest in the middle section of the cob, with embryos sometimes smaller toward the ends. Smaller embryos, for example less than about 1.5 millimeters in length, are more difficult to remove unless they are close to truncation.

[00138] Uma maneira de assegurar que o máximo do grão foi decapitado acima dos embriões de tamanhos variáveis é observar a espiga durante o processo de decapitação sob aumento mínimo. Por exemplo, óculos com aumento mínimo (por exemplo, ampliador binocular Donegan Opti-VISOR equipado com lentes N° 7, que fornece aumento de 2,75 X) foram usados para auxiliar a confirmação visual do tamanho do embrião e da truncagem adequada do pericarpo. Se o primeiro corte não removeu o suficiente do ápice do grão, pode ser feito um segundo corte. Outros dispositivos de ampliação, usando aumentos iguais ou similares podem ser usados. Por exemplo, as lentes disponíveis para o Opti-VISOR fornecem ampliação que varia entre 1,5 a 3,5 X.[00138] One way to ensure that the maximum amount of grain has been decapitated above embryos of varying sizes is to observe the cob during the decapitation process under minimum magnification. For example, glasses with minimal magnification (e.g., Donegan Opti-VISOR binocular magnifier equipped with No. 7 lenses, which provide 2.75X magnification) were used to aid visual confirmation of embryo size and adequate truncation of the pericarp. . If the first cut did not remove enough of the grain apex, a second cut can be made. Other magnifying devices using the same or similar magnifications may be used. For example, the lenses available for the Opti-VISOR provide magnification ranging from 1.5 to 3.5X.

Exemplo 3: Extrusão de embriões e endospermasExample 3: Extrusion of embryos and endosperms

[00139] Esse exemplo descreve um aperfeiçoamento para uma modalidade do método da presente invenção, como descrito no Exemplo 1. Dispositivos motorizados podem ser usados para auxiliar na ex- trusão de embriões e endospermas. Por exemplo, uma talhadeira elétrica tal como uma talhadeira elétrica WeCheer 320 (WeCheer Industrial Co., Taichung Hsien, Taiwan, R.O.C), adaptada com um dispositivo redondo para extrusão pode se usada para reduzir a força que uma pessoa precisa exercer para ejetar os embriões e endospermas. Ou- tros dispositivos elétricos estão disponíveis e podem ser similarmente usados. Preferivelmente, a porção da "talhadeira" de tal ferramenta (ou qualquer parte da ferramenta que possa entrar em contato com os embriões) pode ser convenientemente esterilizada, por exemplo, pela inserção em uma esfera de esterilização.[00139] This example describes an improvement to an embodiment of the method of the present invention, as described in Example 1. Motorized devices can be used to assist in the extrusion of embryos and endosperms. For example, an electric slitter such as a WeCheer 320 electric slitter (WeCheer Industrial Co., Taichung Hsien, Taiwan, R.O.C) adapted with a round extrusion device can be used to reduce the force a person needs to exert to eject the embryos. and endosperms. Other electrical devices are available and can be similarly used. Preferably, the "slitter" portion of such a tool (or any part of the tool that may come into contact with the embryos) can be conveniently sterilized, for example, by insertion into a sterilization sphere.

[00140] Em um experimento, a lâmina de uma espátula de pesagem de aço inoxidável foi curvada para trás sobre si mesma para fornecer um dispositivo extrusor que tem uma lamina frontal arredondada. Depois da inserção em um talhadeira elétrica WeCheer 320, uma porção com cerca de 10 centímetros de comprimento projetou-se do mandril da talhadeira elétrica. Esse conjunto foi usado para ejetar os embriões e endospermas das fileiras individuais de grãos decapitados. Conforme o dispositivo extrusor (espátula modificada) era movido para baixo de uma fileira de grãos, foi observada uma discreta tendência da espátula de escorregar para a esquerda ou direita; entretanto, essa tendência pode ser corrigida pela inclusão de uma extensão da espátula semelhante a uma pequena quilha sobre cada borda externa.[00140] In one experiment, the blade of a stainless steel weighing spatula was curved back on itself to provide an extruder device that has a rounded front blade. After insertion into a WeCheer 320 electric slitter, a portion approximately 10 centimeters long protruded from the electric slitter mandrel. This set was used to eject the embryos and endosperms from the individual rows of decapitated grains. As the extruder device (modified spatula) was moved down a row of grains, a slight tendency for the spatula to slip to the left or right was observed; however, this tendency can be corrected by including a spatula extension similar to a small keel over each outer edge.

Exemplo 4: Extrusão mecanizada do embriãoExample 4: Mechanized extrusion of the embryo

[00141] Esse exemplo descreve um aperfeiçoamento de uma modalidade do método da presente invenção, como descrito no Exemplo 1. A mecanização do processo de extrusão do embrião pode ser obtida pelo uso de um dispositivo adequado, tal como, mas não limitado ao dispositivo descrito aqui e representado esquematicamente na Figura 1. Esse dispositivo inclui dois motores. O primeiro motor (D) é um motor de passo que pode girar a espiga de milho (A) tal que novas fileiras de grãos são expostas as duas hastes de extrusão (G), que aplicam força para espremer os embriões e endospermas para fora dos seus pericarpos.[00141] This example describes an improvement of an embodiment of the method of the present invention, as described in Example 1. Mechanization of the embryo extrusion process can be obtained by the use of a suitable device, such as, but not limited to, the device described here and represented schematically in Figure 1. This device includes two motors. The first motor (D) is a stepper motor that can rotate the corn cob (A) such that new rows of kernels are exposed to the two extrusion rods (G), which apply force to squeeze the embryos and endosperms out of the its pericarps.

[00142] As hastes (G) estão convenientemente localizadas em lados opostos da espiga a fim de equilibrar a pressão aplicada a espiga em relação ao eixo longitudinal da espiga. Entretanto, uma única haste pode ser usada ou mais do que duas hastes; onde múltiplas hastes são usadas, é preferível que elas estejam posicionadas de maneira a distribuir uniformemente a pressão mecânica resultante entorno da espiga. A haste não necessita ser uma haste reta; em uma modalidade do dispositivo, um "anel" flexível circundando a circunferência da espiga é usado ao invés de uma haste rígida. Em outra modalidade, múltiplas hastes curtas ou rolamentos são arranjados em uma configuração flexível, circular que pode deslizar ao longo do eixo longitudinal da espiga, aplicando pressão mecânica a várias ou a todas as fileiras de grãos simultaneamente.[00142] The rods (G) are conveniently located on opposite sides of the cob in order to balance the pressure applied to the cob in relation to the longitudinal axis of the cob. However, a single rod may be used or more than two rods may be used; where multiple shanks are used, it is preferable that they are positioned so as to evenly distribute the resulting mechanical pressure around the tenon. The rod does not need to be a straight rod; In one embodiment of the device, a flexible "ring" surrounding the circumference of the tang is used instead of a rigid rod. In another embodiment, multiple short rods or bearings are arranged in a flexible, circular configuration that can slide along the longitudinal axis of the cob, applying mechanical pressure to several or all rows of grains simultaneously.

[00143] O segundo motor é conectado a engrenagem de pinhão (E) que se conecta a um suporte (F) tal que ocorra um movimento linear para cima e para baixo da espiga. A base da espiga está fixada firmemente a um punho (B) por meio de um parafuso que se estende do punho para a base da espiga. A porção media estreita do punho é quadrada tal que ela não girará a menos que o suporte (C) ao qual está acoplado seja girado pelo motor de passo (D).[00143] The second motor is connected to the pinion gear (E) which connects to a support (F) such that a linear movement up and down the cob occurs. The base of the tang is securely attached to a handle (B) by means of a screw extending from the handle to the base of the tang. The narrow middle portion of the handle is square such that it will not rotate unless the support (C) to which it is attached is rotated by the stepper motor (D).

[00144] Antes da inserção na máquina, os ápices dos grãos são decapitados como no Exemplo 1 tal que os embriões e endospermas possam ser espremidos. Para iniciar o processo, a espiga é baixada até que as duas hastes (G) estejam próximas da base da espiga logo abaixo do punho (B). Depois, as hastes são pressionadas contra ambos os lados da espiga e conjunto do suporte e pinhão puxa a espiga para cima. Conforme isso ocorre, os embriões e endospermas são removidos de um par de fileiras, caem para baixo no prato coletor (H) permanecendo na base (I) e se acumulam em uma pilha (J). Quando as hastes abordam a extremidade apical da espiga, a espiga é retraída para cima para sua posição inicial original e levemente girada pelo motor de passo até que novas fileiras de grãos fiquem em posição.[00144] Before insertion into the machine, the apices of the grains are decapitated as in Example 1 so that the embryos and endosperms can be squeezed. To begin the process, the tang is lowered until the two rods (G) are close to the base of the tang just below the handle (B). Then, the rods are pressed against both sides of the tenon and the support and pinion assembly pulls the tenon upwards. As this occurs, the embryos and endosperms are removed from a pair of rows, fall down into the collection plate (H) remaining at the base (I) and accumulate in a pile (J). When the shanks approach the apical end of the cob, the cob is retracted upward to its original starting position and slightly rotated by the stepper motor until new rows of kernels are in position.

[00145] Vários graus de automação dessa máquina são possíveis, incluindo sensores para justar automaticamente as posições verticais de inicio e fim assim como as posições rotatórias inicial e final. Um suporte e um pinhão não é o único método pelo qual pode ser obtido um movimento linear. Pneumáticos ou hidráulicos podem ser preferidos para algumas aplicações. As hastes (G) podem ser abertas automaticamente por um mecanismo adequado. Quando uma nova espiga é carregada, pode ser preferível elevar a espiga para uma posição alta o suficiente para limpar as hastes.[00145] Various degrees of automation of this machine are possible, including sensors to automatically adjust the vertical start and end positions as well as the initial and end rotational positions. A bracket and pinion is not the only method by which linear motion can be achieved. Pneumatic or hydraulic may be preferred for some applications. The rods (G) can be opened automatically by a suitable mechanism. When a new cob is loaded, it may be preferable to raise the cob to a position high enough to clear the shanks.

Exemplo 5: Separação hidrofóbica de embriõesExample 5: Hydrophobic separation of embryos

[00146] Esse exemplo descreve uma modificação para uma modalidade do método da presente invenção, como descrito no Exemplo 1. Em aplicações de separação, o material de interesse frequentemente aparece na interface de fases dissimilares (por exemplo, entre os solventes aquoso e lipofílico). A remoção do material de interesse de tal interface pode apresentar problemas e foi, no passado, um processo manual que envolvia contato íntimo com o extrator e o material a ser extraído. Muitas vezes, a única maneira de separar com sucesso um componente é usar um material da mesma polaridade ou hidrofobici- dade/hidrofilicidade. No caso de embriões imaturos de milho extrusa- dos por um método da invenção, os embriões são encontrados na in-terface aquosa/ar. A superfície dos embriões de milho é cerácea, isto é, lipofílica ou hidrofóbica, e quando uma cutícula do embrião é contatada com uma substância de hidrofobicidade similar, o embrião tende a se aderir a superfície hidrofóbica. A hidrofobicidade do embrião reduz a tensão superficial da água entorno dele, o que ajuda o embrião a "flutuar" na superfície da interface aquosa/ar.[00146] This example describes a modification to an embodiment of the method of the present invention, as described in Example 1. In separation applications, the material of interest often appears at the interface of dissimilar phases (e.g., between aqueous and lipophilic solvents) . Removing the material of interest from such an interface can present problems and has, in the past, been a manual process involving intimate contact with the extractor and the material to be extracted. Often, the only way to successfully separate a component is to use a material of the same polarity or hydrophobicity/hydrophilicity. In the case of immature corn embryos extruded by a method of the invention, the embryos are found at the water/air interface. The surface of corn embryos is waxy, that is, lipophilic or hydrophobic, and when an embryo cuticle is contacted with a substance of similar hydrophobicity, the embryo tends to adhere to the hydrophobic surface. The hydrophobicity of the embryo reduces the surface tension of the water around it, which helps the embryo to "float" on the surface of the water/air interface.

[00147] Uma abordagem que tira vantagem dessas características físicas pode ser tocar os embriões flutuantes com um material hidrofó- bico tal como um papel de filtro hidrofóbico, por exemplo, papel What- man N° 1 PS, que é um papel para separação de fase repelente a água impregnado de silicone (Whatman plc, Brentford, Middlesex, U.K.). E um exemplo, um pedaço de papel de filtro hidrofóbico estéril pode ser baixado sobre um recipiente inteiro de embriões flutuantes e removê-los todos de uma vez. Em outro exemplo, um pequeno pedaço do papel hidrofóbico pode ser usado para remover sucessivamente vários embriões e transferi-los para o próximo recipiente. Em um terceiro exemplo, tanto um pequeno pedaço de papel hidrofóbico quanto a ponta de uma pipeta hidrofóbica podem ser usados para contatar e remover embriões individuais e depois dispensá-los com um sopro de ar do pipetador. Pontas de pipeta comuns também podem ser modifi-cadas para tal uso pela inserção da ponta da pipeta em uma curta extensão de um tubo hidrofóbico (por exemplo, um tubo de silicone). o embrião poderá então ser removido pela atração hidrofóbica para a extremidade distal do tubo hidrofóbico e depois liberado através de um sopro de ar pela pipeta. A tensão superficial reduzida entorno dos embriões hidrofóbicos os ajuda a flutuar sobre uma superfície aquosa, e os embriões flutuantes podem também ser transportados pela movimentação deles sobre a superfície aquosa (por exemplo, por um jato de ar direcionado para os embriões). A remoção e a dispensa de embriões podem ser automatizadas usando modificações de dispositivos existentes, tal como máquinas desenhadas para remoção de colônia ou para resgatar pontos de proteína sobre géis bidimensionais corados de proteína.[00147] An approach that takes advantage of these physical characteristics may be to touch the floating embryos with a hydrophobic material such as a hydrophobic filter paper, for example, Whatman No. 1 PS paper, which is a paper for separation of silicone-impregnated water-repellent phase (Whatman plc, Brentford, Middlesex, U.K.). And as an example, a piece of sterile hydrophobic filter paper can be lowered over an entire container of floating embryos and remove them all at once. In another example, a small piece of the hydrophobic paper can be used to successively remove several embryos and transfer them to the next container. In a third example, either a small piece of hydrophobic paper or the tip of a hydrophobic pipette can be used to contact and remove individual embryos and then dispense them with a puff of air from the pipettor. Common pipette tips can also be modified for such use by inserting the pipette tip into a short length of a hydrophobic tube (e.g., a silicone tube). The embryo can then be removed by hydrophobic attraction to the distal end of the hydrophobic tube and then released by blowing air through the pipette. The reduced surface tension around hydrophobic embryos helps them float on a water surface, and floating embryos can also be transported by moving them over the water surface (for example, by a jet of air directed at the embryos). Embryo removal and disposal can be automated using modifications of existing devices, such as machines designed for colony removal or for rescuing protein spots on stained two-dimensional protein gels.

Exemplo 6: Métodos adicionais de ejeção ou extrusão de embriõesExample 6: Additional methods of embryo ejection or extrusion

[00148] O método da presente invenção abrange o uso de vários tipos de força ou combinação de forças, para a separação do embrião de sua semente. Esse exemplo descreve modalidades adicionais. Em um método básico como descrito no Exemplo 1, a pressão mecânica positiva é aplicada à base da semente truncada (tal como um grão de milho) para ejetar o embrião através do ápice truncado da semente.[00148] The method of the present invention encompasses the use of various types of force or combination of forces, to separate the embryo from its seed. This example describes additional embodiments. In a basic method as described in Example 1, positive mechanical pressure is applied to the base of the truncated seed (such as a kernel of corn) to eject the embryo through the truncated apex of the seed.

[00149] Em outra modalidade, pode ser usada a força centrífuga para ejetar o embrião. Por exemplo, uma espiga de milho (cujos grãos foram previamente truncados) pode ser girada sobre seu eixo longitudinal em uma velocidade suficiente para ejetar os embriões e/ou endospermas em uma trajetória radial. A rotação pode ser obtida por qualquer técnica adequada, tal como, mas não limitada a contatar a extremidade apical de uma espiga de milho com um cone que gira livremente, em que a rotação da espiga é mantida dentro de uma faixa longitudinal limitada, por exemplo, pelo acoplamento da extremidade basal da espiga a um punho que é inserido depois em um suporte dentro do qual ele pode girar. Em uma modalidade exemplar que usa a força centrífuga, cerca de um terço do ápice de cada grão sobre uma espiga de milho é removido com um bisturi e a espiga é rolada sobre uma superfície para soltar o embrião e o endosperma dentro dos grãos. A espiga foi quebrada em dois pedaços, cada um com cerca de 750 milímetros de comprimento. Cada pedaço foi colocado em uma garrafa centrífuga de 250 mililitros com cerca de 100 mililitros de água. Essas foram centrifugadas por 15 minutos a 5000 rpm para ejetar os embriões. O exame das espigas depois da centrifugação mostrou que, em algumas porções da espiga, todos os embriões foram removidos pela centrifugação, enquanto que em outras áreas, poucos ou nenhum embrião foram removidos. O material ejetado foi centrifugado e o sobrenadante removido para deixar uma pasta, que continha embriões intactos (estimada incluir cerca de 20 por cento do número total de embriões). Em outro exemplo, uma espiga imatura de milho foi colhida (tipicamente entre cerca de 10 a cerca de 14 dias após a polinização). A espiga é desinfetada e sob condições estéreis o ápice de cada grão é cortado. A espiga é montada sobre uma broca em uma furadeira elétrica (ou um dispositivo similar) e a espiga é circundada por um grande vaso coletor estéril (por exemplo, um grande béquer de vidro). A espiga é girada em uma rotação suficiente para ejetar os embriões imaturos e os tecidos ejetados são coletados do recipiente estéril. Os embriões imaturos são coletados, por exemplo, por coleta manual, ou pelo enxágue do recipiente com meio de cultura estéril e recuperação da fração enriquecida contendo os embriões (por exemplo, por peneiração, pelo uso de um gradiente de densidade líquida ou por outros métodos para separar embriões de tecido não embrionário como descrito em outro lugar nessa descrição). Os embriões imaturos (ou calos derivados de embriões imaturos) podem ser usados, subsequentemente, para transformação. Os resultados aperfeiçoados com o uso desses e outros métodos de centrifugação podem ser obtidos pela determinação de tempos e velocidades de centrifugação preferidos por teste de rotina.[00149] In another embodiment, centrifugal force can be used to eject the embryo. For example, an ear of corn (whose kernels have previously been truncated) can be rotated about its longitudinal axis at a speed sufficient to eject the embryos and/or endosperms in a radial trajectory. Rotation may be achieved by any suitable technique, such as, but not limited to, contacting the apical end of an ear of corn with a freely rotating cone, wherein the rotation of the ear is maintained within a limited longitudinal range, e.g. , by coupling the basal end of the tenon to a handle that is then inserted into a support within which it can rotate. In an exemplary embodiment using centrifugal force, about one-third of the apex of each kernel on an ear of corn is removed with a scalpel and the ear is rolled over a surface to release the embryo and endosperm within the kernels. The cob was broken into two pieces, each about 750 millimeters long. Each piece was placed in a 250 milliliter centrifuge bottle with about 100 milliliters of water. These were centrifuged for 15 minutes at 5000 rpm to eject the embryos. Examination of the ears after centrifugation showed that, in some portions of the ear, all embryos were removed by centrifugation, while in other areas, few or no embryos were removed. The ejected material was centrifuged and the supernatant removed to leave a slurry, which contained intact embryos (estimated to include about 20 percent of the total number of embryos). In another example, an immature ear of corn was harvested (typically between about 10 to about 14 days after pollination). The cob is disinfected and under sterile conditions the apex of each kernel is cut off. The tenon is mounted on a drill bit in an electric drill (or similar device) and the tenon is surrounded by a large sterile collecting vessel (e.g., a large glass beaker). The spike is rotated enough to eject the immature embryos and the ejected tissues are collected from the sterile container. Immature embryos are collected, for example, by manual collection, or by rinsing the container with sterile culture medium and recovering the enriched fraction containing the embryos (e.g., by sieving, by use of a liquid density gradient, or by other methods to separate embryos from non-embryonic tissue as described elsewhere in this specification). Immature embryos (or calluses derived from immature embryos) can subsequently be used for transformation. Improved results using these and other centrifugation methods can be obtained by determining preferred centrifugation times and speeds by routine testing.

[00150] Outra modalidade emprega a maceração de uma massa de grãos. Uma espiga imatura de milho é colhida (tipicamente entre cerca de 10 a cerca de 14 dias após a polinização). A espiga é desinfetada. O pericarpo pode ser aberto sob condições estéreis ou os grãos podem ser deixados intactos. Os grãos são removidos da espiga por qualquer procedimento adequado, incluindo, mas não limitado ao uso de um bisturi ou outra ferramenta com lamina. Uma vez separados da espiga, os grãos são colocados em meio de cultura de tecido. A mistura grão-meio pode ser submetida à ruptura posterior de tecido usando um dispositivo cortante adequado, tal como, mas não limitado a um misturador. Os embriões imaturos são coletados, por exemplo, por coleta manual ou pelo enxágue do recipiente com meio de cultura de tecido estéril e recuperação da fração enriquecida contendo os embriões (por exemplo, por peneiração, pelo uso de um gradiente de densidade líquida ou por outros métodos para separar embriões de tecido não embrionário como descrito em outro lugar nessa descrição). Os embri- ões imaturos (ou calos derivados de embriões imaturos) podem ser usados, subsequentemente, para transformação.[00150] Another modality employs the maceration of a mass of grains. An immature ear of corn is harvested (typically between about 10 to about 14 days after pollination). The cob is disinfected. The pericarp can be opened under sterile conditions or the kernels can be left intact. The kernels are removed from the cob by any suitable procedure, including, but not limited to, the use of a scalpel or other bladed tool. Once separated from the cob, the kernels are placed in tissue culture medium. The grain-medium mixture may be subjected to further tissue disruption using a suitable cutting device, such as, but not limited to, a mixer. Immature embryos are collected, for example, by manual collection or by rinsing the container with sterile tissue culture medium and recovering the enriched fraction containing the embryos (e.g., by sieving, by use of a liquid density gradient, or by other methods for separating embryos from non-embryonic tissue as described elsewhere in this specification). Immature embryos (or calluses derived from immature embryos) can subsequently be used for transformation.

[00151] Em uma modalidade adicional, jatos de fluidos (de gases ou líquidos ou suas combinações) podem ser usados para desalojar os embriões. Um exemplo dessa abordagem é girar automaticamente uma espiga de milho de uma maneira gradativa ou contínua (helicoidal) para além de um jato estacionário, coletando o material ejetado contendo os embriões e depois isolar os embriões se necessário, por exemplo, por separação por tamanho em uma tela ou peneira ou semelhantes. Onde a espiga de milho está orientada verticalmente (com relação ao seu eixo longitudinal), pode ser preferido girar a espiga em uma direção helicoidal ascendente, ou mover de outra maneira a espiga em relação ao jato tal que os embriões extraídos tendem a fluir para baixo.[00151] In an additional embodiment, jets of fluids (gases or liquids or combinations thereof) can be used to dislodge the embryos. An example of this approach is to automatically rotate an ear of corn in a gradual or continuous (helical) manner beyond a stationary jet, collecting the ejected material containing the embryos, and then isolating the embryos if necessary, for example, by size separation in a screen or sieve or similar. Where the corn cob is oriented vertically (with respect to its longitudinal axis), it may be preferred to rotate the cob in an upward helical direction, or otherwise move the cob relative to the jet such that the extracted embryos tend to flow downward. .

[00152] Em outra modalidade, a desaceleração linear ou a aceleração linear podem ser empregadas para desalojar ou ejetar os embriões. Por exemplo, uma espiga de milho pode ser tratada com um choque paralelo ao eixo longitudinal da espiga e com força suficiente para ejetar os embriões e endospermas. Uma espiga de milho pode ser encerrada em um suporte resistente a alto impacto estéril adequado, que pode ser submetido à aceleração ou desaceleração súbitas, por exemplo, por um impacto vigorosos (por exemplo, como o de um martelo de madeira).[00152] In another embodiment, linear deceleration or linear acceleration can be employed to dislodge or eject the embryos. For example, an ear of corn can be shocked parallel to the longitudinal axis of the ear and with enough force to eject the embryos and endosperms. An ear of corn can be enclosed in a suitable sterile high-impact resistant support, which can be subjected to sudden acceleration or deceleration, for example, by a vigorous impact (e.g., such as that of a wooden hammer).

[00153] Outro aperfeiçoamento do método pode ser facilitar a ejeção ou extrusão do embrião de uma semente truncada. Por exemplo, os embriões podem ser desprendidos ou deslocados das suas posições nativas dentro da semente pela aplicação de uma força nos ápices das sementes intactas(por exemplo, pela aplicação de pressão aos ápices das fileiras de grãos de milho em uma espiga intacta ou pela rolagem ou prensagem das próprias espigas sobre uma superfície antes da decapitação dos ápices dos grãos). Os embriões também podem ser desprendidos dentro da semente pela aplicação de vibração, por exemplo, por ultrassom. Outra abordagem pode ser a remoção de tecido não embrionário adicional, tal como o material adicional da parede lateral (pericarpo), antes da ejeção ou extrusão do embrião. Por exemplo, uma faca em forma de V ou outro instrumento pode ser usado para remover um pouco das paredes laterais de grãos de milho em fileiras na espiga.[00153] Another improvement of the method may be to facilitate the ejection or extrusion of the embryo from a truncated seed. For example, embryos can be detached or displaced from their native positions within the seed by applying a force to the apices of intact seeds(e.g., by applying pressure to the apices of rows of corn kernels on an intact ear or by rolling or pressing the ears themselves onto a surface before decapitating the kernel apices). Embryos can also be released within the seed by applying vibration, for example, ultrasound. Another approach may be to remove additional non-embryonic tissue, such as additional sidewall material (pericarp), prior to ejection or extrusion of the embryo. For example, a V-shaped knife or other instrument can be used to remove some of the sidewalls of corn kernels in rows on the cob.

Exemplo 7: Isolamento automatizado do embrião usando jato de fluido com pressão positivaExample 7: Automated embryo isolation using positive pressure fluid jet

[00154] Esse exemplo descreve uma modalidade adicional da presente invenção. Nesse exemplo, um dispositivo automatizado usa um jato de fluido com pressão positiva para desalojar embriões das sementes. Com referência à Figura 2, um fixador robótico C (preferivelmente capaz de se movimentar em três dimensões por meio de um robô A e um motor B ou por um meio equivalente) apanha uma espiga de milho I (por um punho D que tem um defletor E) em uma posição definida por um bastidor sobre o estrado do robô. O robô insere a espiga de milho no tubo H (opcionalmente feito de material transparente para facilitar a observação visual) em uma posição de partida abaixo do flange F. O jato de fluido com pressão positiva é introduzido através da abertura G e a espiga é simultaneamente elevada (na dimensão Y) e girada pelo robô A e o motor B, respectivamente, resultando preferivelmente na espiga de milho sendo golpeada pelo jato de fluido, induzindo o desalojamento do embrião e do endosperma. O fluido que passa através da abertura G pode ser pelo menos um gás, pelo menos um líquido ou qualquer combinação desses. O jato de fluido pode exercer força continuamente ou não continuamente, por exemplo, como em pulsos. Conforme os embriões e endospermas são desalojados pelo jato de fluido com pressão positiva da abertura G, eles caem na tela J, que retém os endospermas enquanto permite que os embriões caiam para a superfície coletora K (por exemplo, gaze esterilizada) abaixo. O excesso de fluido pode ser opcionalmente coletado em um receptáculo para rejeito ou reciclagem L. Depois de completado o processo de remoção do embrião para cada espiga de milho, o interior do tubo pode ser lavado manualmente ou com um jato automatizado acima ou abaixo do flange F.[00154] This example describes an additional embodiment of the present invention. In this example, an automated device uses a positive-pressure jet of fluid to dislodge embryos from seeds. Referring to Figure 2, a robotic gripper C (preferably capable of moving in three dimensions by means of a robot A and a motor B or by an equivalent means) picks up an ear of corn I (by a handle D having a deflector E) in a position defined by a frame on the robot platform. The robot inserts the corn cob into the tube H (optionally made of transparent material to facilitate visual observation) at a starting position below the flange F. The positive pressure fluid jet is introduced through the opening G and the cob is simultaneously elevated (in the Y dimension) and rotated by robot A and motor B, respectively, preferably resulting in the corn cob being struck by the fluid jet, inducing the dislodgement of the embryo and endosperm. The fluid passing through opening G may be at least one gas, at least one liquid, or any combination thereof. The fluid jet may exert force continuously or non-continuously, for example, as in pulses. As embryos and endosperms are dislodged by the positive pressure fluid jet from opening G, they fall onto screen J, which retains the endosperms while allowing the embryos to fall to the collecting surface K (e.g., sterile gauze) below. Excess fluid can optionally be collected in a receptacle for waste or recycling L. After the embryo removal process for each ear of corn is completed, the inside of the tube can be washed manually or with an automated jet above or below the flange F.

Exemplo 8: Métodos de processamento de preparações brutas de embriãoExample 8: Methods of processing crude embryo preparations

[00155] As preparações de embrião obtidas por métodos tais como aqueles descritos nos Exemplos 1 a 7 podem incluir tanto embriões intactos quanto embriões parciais, que podem estar acompanhados por tecido não embrionário, tais como endosperma e glumas. Algumas aplicações podem não precisar de tratamento posterior ou etapas de separação, por exemplo, em uma transformação em massa de tal preparação "bruta" de embrião, onde os embriões (intactos ou parciais) não precisam ser separados do tecido não embrionário. Por exemplo, calos derivados tanto de embriões imaturos intactos ou parciais de milho podem ser usados para transformação, regeneração e produção de plantas transgênicas férteis. Portanto, ambos os embriões intacto e parcial podem servir como explantes transformáveis e não necessitam ser separados um do outro. Entretanto, em outros casos pode ser desejável purificar adicionalmente os embriões de uma preparação bruta de embriões.[00155] Embryo preparations obtained by methods such as those described in Examples 1 to 7 may include both intact embryos and partial embryos, which may be accompanied by non-embryonic tissue, such as endosperm and glumes. Some applications may not need further treatment or separation steps, for example in a mass transformation of such a "raw" embryo preparation, where the embryos (intact or partial) do not need to be separated from the non-embryonic tissue. For example, callus derived from either intact or partial immature corn embryos can be used for transformation, regeneration and production of fertile transgenic plants. Therefore, both intact and partial embryos can serve as transformable explants and do not need to be separated from each other. However, in other cases it may be desirable to further purify the embryos from a crude embryo preparation.

[00156] Procedimentos nos quais algumas dificuldades podem ser encontradas no processamento de preparações brutas de embrião incluem: (1) remoção de tecidos não embrionários (por exemplo, restos celulares, grãos de amido, proteínas indesejáveis), (2) remoção eficiente do excesso de líquido de embriões depois da extrusão ou lavagem usando líquido, e (3) adição de líquido com turbulência mínima tal que os embriões flutuem e não se tornem submersos.[00156] Procedures in which some difficulties may be encountered in processing crude embryo preparations include: (1) removal of non-embryonic tissues (e.g., cellular debris, starch grains, undesirable proteins), (2) efficient removal of excess of liquid from embryos after extrusion or washing using liquid, and (3) adding liquid with minimal turbulence such that the embryos float and do not become submerged.

[00157] Um material poroso é útil para a separação de tecido não embrionário de embriões. Qualquer material poroso adequado pode ser empregado, preferivelmente tendo uma trama ou tamanho de poro pequeno o suficiente para reter os embriões mas que deixe tecidos não embrionários ou resíduos menores passar através e capaz de ser esterilizado (por exemplo, pela autoclave, calor, irradiação ou esterilização química). A adequabilidade de materiais é facilmente julgada ou testada pela simples experimentação por aquele versado na técnica. Exemplos de materiais adequados incluem gaze de algodão ou outro material têxtil e outras telas ou peneiras. Em algumas modalidades, materiais sólidos perfurados podem ser usados, incluindo cerâmicas perfuradas, polímeros, metais ou vidros (por exemplo, na forma de um funil de Buchner ou um funil de separação similar). A gaze de algodão de graduação apropriada, por exemplo, tem um tamanho de malha pequeno o suficiente para reter os embriões mas permite que resíduos menores passem através dela e é autoclavável. A gaze de algodão pode ser acoplada a uma tela ou anel (por exemplo, a tela para conter embrião da superfície coletora K na Figura 2 e descrita no Exemplo 7) para possibilitar a gaze e todos os embriões retidos serem simultaneamente submersos para fácil enxágue. Por exemplo, a gaze de algodão pode ser facilmente acoplada a uma tela por meio de uma banda elástica ou semelhante (por exemplo, tubo de silicone); tais telas são facilmente fabricadas, por exemplo, a partir e um béquer ou cilindro graduado feito de material autoclavável (por exemplo, polipropileno, polimetilpenteno, policarbonato ou vidro autoclavável) cortado em seções. A gaze de algodão tem acentuada capilaridade, permitindo que o líquido seja eficientemente extraído dos embriões, expondo assim sua epiderme cerácea ao ar antes da flutuação. Na etapa de flutuação, a gaze de algodão é simplesmente submersa em líquido aquoso, permi-tindo que os embriões flutuem.[00157] A porous material is useful for separating non-embryonic tissue from embryos. Any suitable porous material may be employed, preferably having a mesh or pore size small enough to retain embryos but allowing non-embryonic tissue or minor debris to pass through and capable of being sterilized (e.g., by autoclave, heat, irradiation or chemical sterilization). The suitability of materials is easily judged or tested by simple experimentation by one skilled in the art. Examples of suitable materials include cotton gauze or other textile material and other screens or sieves. In some embodiments, perforated solid materials may be used, including perforated ceramics, polymers, metals, or glasses (e.g., in the form of a Buchner funnel or similar separation funnel). Appropriately graded cotton gauze, for example, has a mesh size small enough to retain embryos but allows smaller debris to pass through and is autoclavable. The cotton gauze can be attached to a screen or ring (e.g., the embryo-containing screen of collection surface K in Figure 2 and described in Example 7) to enable the gauze and all retained embryos to be simultaneously submerged for easy rinsing. For example, cotton gauze can be easily attached to a screen via an elastic band or similar (e.g. silicone tubing); Such screens are easily manufactured, for example, from a beaker or graduated cylinder made of autoclavable material (e.g., polypropylene, polymethylpentene, polycarbonate, or autoclavable glass) cut into sections. Cotton gauze has strong capillarity, allowing liquid to be efficiently extracted from the embryos, thus exposing their waxy epidermis to air before floating. In the flotation stage, the cotton gauze is simply submerged in an aqueous liquid, allowing the embryos to float.

Exemplo 9: Isolamento substancial de embriões usando um jato de fluidoExample 9: Substantial isolation of embryos using a fluid jet

[00158] Esse exemplo descreve uma modalidade adicional da presente invenção. Nesse exemplo, múltiplos embriões foram desalojados das sementes por jato de fluido com pressão positiva.[00158] This example describes an additional embodiment of the present invention. In this example, multiple embryos were dislodged from the seeds by a positive pressure fluid jet.

[00159] No exemplo mais simples, uma ponta de pipeta de 200 mi- crolitros foi acoplada a uma torneira de pia com Parafilm®. Quando a água foi aberta, um jato emergiu da ponta da pipeta com força considerável. A pressão da água da torneira foi estimada ser cerca de 413,7 kPa (cerca de 60 libras por polegada quadrada). Esse jato de fluido (líquido) foi formado sobre uma espiga de milho imatura (contida em um béquer) onde os grãos tinham sido decapitados como descrito no Exemplo 1. Conforme o jato golpeava cada grão, o endosperma e o embrião eram ejetados e coletados no béquer. Como o endosperma nesse estágio é um tecido relativamente macio, ele foi fragmentado em vários pedaços pequenos pelo jato, enquanto os embriões pareciam permanecer intactos.[00159] In the simplest example, a 200 microliter pipette tip was attached to a sink tap with Parafilm®. When the water was turned on, a jet emerged from the pipette tip with considerable force. Tap water pressure was estimated to be about 413.7 kPa (about 60 pounds per square inch). This jet of fluid (liquid) was formed over an immature corn cob (contained in a beaker) where the kernels had been decapitated as described in Example 1. As the jet struck each kernel, the endosperm and embryo were ejected and collected in the beaker. As the endosperm at this stage is a relatively soft tissue, it was fragmented into many small pieces by the jet, while the embryos appeared to remain intact.

[00160] O endosperma e o tecido do embrião desalojados pelo jato foram decantados diretamente sobre uma gaze de algodão N° 60 (outros materiais porosos adequados, tais como uma tela hidrofílica de tamanho de malha apropriado, podem ser substituídos). "Classes" diferentes de gaze de algodão estão disponíveis (por exemplo, classes 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 e 90, onde as aberturas da malha diminuem com classes mais elevadas) e a classe ou o tamanho da malha apropriados para o tamanho médio e a forma de um dado tipo de embrião são facilmente selecionados por simples experimentação. Os embriões e fragmentos maiores do endosperma foram retidos na superfície superior da gaze de algodão. Antes da próxima etapa, a gaze de algodão foi deixada secar parcialmente pela drenagem do excesso de líquido. Isso retirou o líquido dos tecidos e expôs as superfícies do embrião ao ar. Quando a gaze foi mergulhada em um líquido aquoso, os embriões flutuaram por que suas epidermes ceráceas não se reumedeceram.[00160] The endosperm and embryo tissue dislodged by the jet were decanted directly onto a No. 60 cotton gauze (other suitable porous materials, such as a hydrophilic screen of appropriate mesh size, can be substituted). Different "grades" of cotton gauze are available (e.g. grades 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 and 90, where mesh openings decrease with higher grades) and the grade or size mesh sizes appropriate for the average size and shape of a given type of embryo are easily selected by simple experimentation. The embryos and larger fragments of the endosperm were retained on the upper surface of the cotton gauze. Before the next step, the cotton gauze was allowed to partially dry by draining excess liquid. This removed liquid from the tissues and exposed the embryo's surfaces to air. When the gauze was dipped in a watery liquid, the embryos floated because their waxy epidermis did not remoisten.

[00161] Em uma configuração simples, a gaze de algodão (ou outro material poroso adequado) pode ser manualmente esticada ou mantida sobre um receptáculo ou recipiente de rejeitos conforme o líquido que contém as preparações brutas de embriões é derramado sobre a gaze de algodão. Para um trabalho estéril, a gaze de algodão pode ser amarrada a telas rígidas, que podem ser autoclavadas antes do uso. Peneiras acopladas com cabos, tais como aquelas disponíveis em lojas de artigos para cozinha, também podem ser usadas no método.[00161] In a simple configuration, the cotton gauze (or other suitable porous material) can be manually stretched or held over a receptacle or waste container as the liquid containing the crude embryo preparations is poured onto the cotton gauze. For sterile work, cotton gauze can be tied to rigid screens, which can be autoclaved before use. Sieves attached with handles, such as those available at kitchen supply stores, can also be used in the method.

Exemplo 10: Dispositivos para extração de embrião usando um jato de fluidoExample 10: Devices for embryo extraction using a fluid jet

[00162] Esse exemplo descreve várias modalidades de um aparelho para preparar mecanicamente múltiplos embriões de milho adequados para cultura de tecido.[00162] This example describes various embodiments of an apparatus for mechanically preparing multiple corn embryos suitable for tissue culture.

[00163] Uma modalidade inclui um aparelho para a preparação de múltiplos embriões de milho usando um jato de fluido, similar de modo geral ao aparelho descrito na Figura 2. Um cilindro transparente aberto no fundo foi feito pelo corte das extremidades de um cilindro graduado de polimetilpenteno (PMP) de 1 litro autoclavável. Uma ponta de pipeta (por exemplo, Gilson DistriTip®, gradativamente estreitada para evitar a formação de pressão contrária) foi fixada no lado de cilindro e serviu como uma abertura para guiar uma corrente de fluido como um jato através de um orifício feito na parede do cilindro. O fluido (nesse caso, água) foi alimentado através da ponta de pipeta a partir de uma tubulação de bomba peristáltica autoclavável de alta pressão PharMed®. A água foi liberada a partir de uma torneira da pia do laboratório, mas pode ser um fluido aquoso liberado por uma bomba ou outra fonte. Usar uma bomba capaz de liberar um fluido estéril é preferível quando, por exemplo, um meio de cultura estéril ou uma solução salina estéril é descoberta ser superior a água como um líquido para isolamento substancial de embriões. Um exemplo de uma bomba adequada é uma bomba Masterflex® com uma bomba de pressão L/S (Cole-Parmer Instrument Co., Vernon Hills, IL) que pode liberar líquido estéril até 689,5 kPa (100 psi) quando usada com uma tubulação de alta pressão.[00163] One embodiment includes an apparatus for preparing multiple corn embryos using a jet of fluid, generally similar to the apparatus described in Figure 2. A transparent cylinder open at the bottom was made by cutting the ends of a graduated cylinder of 1 liter autoclavable polymethylpentene (PMP). A pipette tip (e.g., Gilson DistriTip®, gradually narrowed to avoid the formation of back pressure) was attached to the side of the cylinder and served as an opening to guide a stream of fluid as a jet through a hole drilled in the wall of the cylinder. cylinder. Fluid (in this case, water) was fed through the pipette tip from PharMed® high-pressure autoclavable peristaltic pump tubing. The water was released from a laboratory sink faucet, but it could be an aqueous fluid released by a pump or other source. Using a pump capable of delivering a sterile fluid is preferable when, for example, a sterile culture medium or a sterile saline solution is found to be superior to water as a liquid for substantial isolation of embryos. An example of a suitable pump is a Masterflex® pump with an L/S pressure pump (Cole-Parmer Instrument Co., Vernon Hills, IL) that can deliver sterile liquid up to 689.5 kPa (100 psi) when used with a high pressure piping.

[00164] Uma espiga de milho com os grãos previamente decapitados foi manualmente posicionada dentro do cilindro. Depois que a espiga estava adequadamente posicionada dentro do cilindro, cada grão foi submetido à pressão positiva do jato de água. Isso resultou na ex- trusão dos embriões e tecidos não embrionários dos grãos. O exame da espiga depois do tratamento indicou a remoção eficiente dos embriões dos grãos. O material removido foi lavado do interior das paredes do cilindro para um coletor de embrião posicionado embaixo do cilindro. O coletor de embrião incluía: (1) uma tela plástica grossa (sobre a qual resíduos maiores foram capturados), fundida a quente ao topo cortado de um béquer de plástico Tri-Pour® e sobreposta acima (2) uma tela mais fina (gaze de algodão Classe 60, sobre a qual os embriões extrusados foram capturados), fixada com uma banda elástica do topo cortado de um segundo béquer de plástico Tri-Pour® e sobreposta acima (3) um béquer coletor de rejeitos ou outro recipiente (no qual os resíduos menores, tecidos não embrionários e rejeito líquido foram coletados).[00164] An ear of corn with previously decapitated grains was manually positioned inside the cylinder. After the cob was properly positioned inside the cylinder, each grain was subjected to the positive pressure of the water jet. This resulted in the extrusion of embryos and non-embryonic tissues from the grains. Examination of the cob after treatment indicated efficient removal of embryos from the kernels. The removed material was washed from the inside of the cylinder walls into an embryo collector positioned underneath the cylinder. The embryo collector included: (1) a thick plastic screen (on which larger debris was captured), heat fused to the cut top of a Tri-Pour® plastic beaker and superimposed above (2) a thinner screen (gauze of Class 60 cotton, on which the extruded embryos were captured), secured with an elastic band from the cut top of a second Tri-Pour® plastic beaker and superimposed above (3) a waste collection beaker or other container (in which minor waste, non-embryonic tissues and liquid waste were collected).

[00165] Modificações a essas e a modalidades similares são facilmente feitas por aquele versado na técnica. Por exemplo, com relação ao posicionamento da espiga ou semente de milho para aplicação do jato de fluido, a espiga poderá ser mantida manualmente no lugar, ou preferivelmente montada com segurança dentro do cilindro por um porte móvel capaz de movimentar a espiga em três dimensões. Por exemplo, a espiga poderá ser montada em uma haste de metal ou po- límero aparafusada, tal como uma haste de polipropileno, que poderá ser usada para mover a espiga ao longo de seu eixo longitudinal assim como de girar a espiga). Outro exemplo de um mecanismo de montagem está descrito na Figura 3, que ilustra um "punho" magnético pelo qual a espiga pode ser fixada a um braço robótico.[00165] Modifications to these and similar modalities are easily made by one skilled in the art. For example, with respect to positioning the corn cob or seed for application of the fluid jet, the cob may be held manually in place, or preferably mounted securely within the cylinder by a movable bearing capable of moving the cob in three dimensions. For example, the tenon may be mounted on a screw-down metal or polymer rod, such as a polypropylene rod, which may be used to move the tenon along its longitudinal axis as well as to rotate the tenon). Another example of a mounting mechanism is described in Figure 3, which illustrates a magnetic "handle" by which the spike can be attached to a robotic arm.

[00166] Em outras modalidades, entretanto, a espiga ou espigas de milho não precisam ser fixadas individualmente a um fixador, mas podem estar livremente móveis de maneira a permitir que múltiplos grãos sejam contatados pela força usada para remover os embriões dos grãos. Por exemplo, pelo menos uma espiga ou múltiplas espigas podem ser transportadas ou fixadas entre pelo menos um suporte, tal como, mas não limitados a pelo menos uma superfície plana, uma tela, uma grade, uma tela metálica, uma peneira, plataforma, rolamento, haste ou fio guia e uma esteira, roda ou esteira sobre roletes. Tal suporte pode ser móvel ou induzir a espiga ou espigas a se moverem, por exemplo, por vibração, rolamento, gravidade ou outros mecanis-mos. Embriões substancialmente isolados poderão passar através da própria plataforma se a plataforma for porosa (por exemplo, feita de tela). A espiga ou espigas também podem flutuar sobre um fluido de uma maneira que possibilite que cada espiga gire ou se mova livremente de outra maneira enquanto flutua. O fluido, tal como um líquido que contém os embriões substancialmente isolados, poderá ser continuamente drenado, opcionalmente através de dispositivo de filtração ou sedimentação ou coletado por centrifugação.[00166] In other embodiments, however, the ear or ears of corn need not be individually secured to a fastener, but may be freely movable in a manner that allows multiple kernels to be contacted by the force used to remove embryos from the kernels. For example, at least one spike or multiple spikes may be carried or fixed between at least one support, such as, but not limited to, at least one flat surface, a screen, a grid, a wire mesh, a sieve, platform, bearing , rod or guide wire and a track, wheel or track on rollers. Such a support may be movable or induce the tenon or tenons to move, for example, by vibration, rolling, gravity or other mechanisms. Substantially isolated embryos may pass through the platform itself if the platform is porous (e.g., made of mesh). The spike or spikes may also float on a fluid in a manner that allows each spike to rotate or otherwise move freely while floating. The fluid, such as a liquid containing substantially isolated embryos, may be continuously drained, optionally through a filtration or sedimentation device or collected by centrifugation.

[00167] Dispositivos para obtenção de movimento ao longo do eixo longitudinal de uma espiga de milho incluem, mas não são limitados a lâminas direcionadas por fusos de esfera ou laminas direcionadas por esteira, tais como aquelas comercialmente disponibilizadas por vários fabricantes tais como Techno. Inc. (New Hyde Park, NY; Techno- isel.com). Para se obter movimento rotatório para girar uma espiga de milho, um motor de passo pode ser usado, por exemplo, um motor de passo acoplado a uma placa deslizante. O movimento rotatório pode ser fornecido por dispositivos de rolamento, por exemplo, por roletes redondos ou tubulares paralelos entre os quais a espiga de milho é fixada e girada.[00167] Devices for obtaining movement along the longitudinal axis of a corn cob include, but are not limited to, ball screw-directed blades or belt-directed blades, such as those commercially available from various manufacturers such as Techno. Inc. (New Hyde Park, NY; Technoisel.com). To obtain rotational motion to turn an ear of corn, a stepper motor can be used, for example, a stepper motor coupled to a sliding plate. The rotational movement may be provided by rolling devices, for example by parallel round or tubular rollers between which the corn cob is clamped and rotated.

[00168] A forma do jato fluido pode ser vantajosamente modificada de acordo com a aplicação desejada. Por exemplo, um jato estreito em forma de coluna de diâmetro uniforme é útil para a remoção de embriões de uma semente de uma vez. Onde for desejável aumentar a taxa na qual os embriões são substancialmente isolados, múltiplos embriões podem ser simultaneamente removidos de suas sementes por um jato de fluido; isso pode ser obtido, por exemplo, pelo uso de pelo menos um único jato de fluido que cubra uma área maior, ou pelo uso de jatos múltiplos simultaneamente. Em uma modalidade, múltiplos jatos, tais como jatos múltiplos paralelos, estreitos ou em forma de coluna (por exemplo, produzidos por múltiplos injetores similares àqueles usados no Exemplo 9 e opcionalmente conectados um ao outro por uma mangueira, são usados para direcionar o jato de fluido com pressão positiva sobre múltiplas sementes para isolar substancialmente seus embriões substancialmente e simultaneamente. A automação desses e outros dispositivos pode incluir ainda sensores ópticos ou de massa para auxiliar no posicionamento da espiga e do jato de fluido em relação um ao outro.[00168] The shape of the fluid jet can be advantageously modified according to the desired application. For example, a narrow column-shaped jet of uniform diameter is useful for removing embryos from a seed at once. Where it is desirable to increase the rate at which embryos are substantially isolated, multiple embryos may be simultaneously removed from their seeds by a jet of fluid; This can be achieved, for example, by using at least a single jet of fluid that covers a larger area, or by using multiple jets simultaneously. In one embodiment, multiple jets, such as multiple parallel, narrow, or column-shaped jets (e.g., produced by multiple injectors similar to those used in Example 9 and optionally connected to each other by a hose, are used to direct the jet of fluid with positive pressure over multiple seeds to substantially isolate their embryos substantially and simultaneously. Automation of these and other devices may further include optical or mass sensors to assist in positioning the spike and the fluid jet relative to each other.

[00169] Em outra modalidade, pelo menos um jato de fluido que cobre uma área maior (por exemplo, em que o jato de fluido impacta simultaneamente múltiplos grãos ou múltiplas fileiras de grãos sobre uma espiga de milho) pode ser usado. As dimensões de tal jato, preferivelmente, permitem que o jato entre nos grãos e enfraqueça os embriões. Tipicamente, embriões de milho usados em experimentos genéticos são imaturos e geralmente variam de tamanho entre cerca de 1,8 a cerca de 2,2 milímetros de comprimento; os grãos que abrigam esses embriões imaturos geralmente estão na faixa de tamanho entre cerca de 4 a cerca de 5 milímetros de largura. Para embriões desse tamanho, um jato de fluido apropriado pode estar, por exemplo, entre cerca de 0,5 a cerca de 1 milímetro de largura.[00169] In another embodiment, at least one fluid jet that covers a larger area (for example, in which the fluid jet simultaneously impacts multiple grains or multiple rows of grains on an ear of corn) can be used. The dimensions of such a jet preferably allow the jet to enter the grains and weaken the embryos. Typically, corn embryos used in genetic experiments are immature and generally range in size from about 1.8 to about 2.2 millimeters long; The grains that house these immature embryos are generally in the size range of about 4 to about 5 millimeters wide. For embryos of this size, a suitable fluid jet may be, for example, between about 0.5 to about 1 millimeter wide.

[00170] Quaisquer meios adequados para a produção de tal jato de fluido mais largo podem ser usados, tais como, mas não limitados a injetores que geram jatos de fluido não colunares. Exemplos de injeto- res adequados incluem, mas não estão limitados a injetores que geram um padrão de spray plano e injetores que geram um padrão de spray em forma de leque ou de cone. Em um exemplo, um injetor de spray plano comercialmente disponível (número 23990-1/4-04, Spraying Systems Co., Dillburg, PA) foi usado com uma bomba Masterflex® L/S (modelo 77250-62) para bombear líquido a 1 litro por minuto e 206,84 kPa (30 psi); os embriões foram removidos de uma espiga de milho sob essas condições. Outro exemplo de um injetor preferido é um injetor que gera um jato de fluido na forma de "folha" plana de fluido, tal como está ilustrado na Figura 4. Tal injetor preferivelmente é capaz de gerar um jato de fluido uniforme, plano que mantém um fluxo semelhante a uma folha coerente, uniforme por pelo menos uma distância suficiente para permitir que o fluxo contate mais do que uma semente (e preferivelmente várias sementes) ao mesmo tempo. O novo injetor ilustrado na Figura 4 é desenhado para gerar um jato laminar uniforme que tem cerca de 0,5 a 1 milímetro de espessura, maior do cerca de 20 milímetros de largura e que mantém o fluxo folicular ao longo de uma distância de cerca de 15 a cerca de 30 milímetros da abertura do injetor. Essa última distância permite que o jato seja movido ao longo das fileiras de grãos com necessidade de ajustes mínimos para as diferenças na distância entre a superfície dos grãos e a abertura do injetor.[00170] Any suitable means for producing such a wider fluid jet may be used, such as, but not limited to, injectors that generate non-columnar fluid jets. Examples of suitable injectors include, but are not limited to, injectors that generate a flat spray pattern and injectors that generate a fan-shaped or cone-shaped spray pattern. In one example, a commercially available flat spray nozzle (number 23990-1/4-04, Spraying Systems Co., Dillburg, PA) was used with a Masterflex® L/S pump (model 77250-62) to pump liquid to 1 liter per minute and 206.84 kPa (30 psi); embryos were removed from an ear of corn under these conditions. Another example of a preferred injector is an injector that generates a fluid jet in the form of a flat "sheet" of fluid, as illustrated in Figure 4. Such an injector preferably is capable of generating a uniform, flat fluid jet that maintains a coherent, uniform sheet-like flow over at least a sufficient distance to allow the flow to contact more than one seed (and preferably several seeds) at the same time. The new injector illustrated in Figure 4 is designed to generate a uniform laminar jet that is about 0.5 to 1 millimeter thick, greater than about 20 millimeters wide, and which maintains follicular flow over a distance of about 15 to approximately 30 millimeters from the injector opening. This latter distance allows the jet to be moved along the grain rows with minimal adjustments required for differences in the distance between the grain surface and the nozzle opening.

[00171] Sem levar em consideração a área ou a forma do jato ou o padrão do spray gerado pelo injetor ou pela abertura através da qual o líquido flui, injetores ou aberturas são preferivelmente usados com taxas de fluxo e pressões suficientes para gerar força fluida suficiente para desalojar o embrião de sua semente, sem danificar o embrião. Em algumas modalidades é preferível usar uma taxa de fluxo pequena e possivelmente uma pressão maior para minimizar o consumo de fluido (tal como um meio) assim como para minimizar o rejeito gerado.[00171] Without regard to the area or shape of the jet or the spray pattern generated by the injector or the opening through which the liquid flows, injectors or openings are preferably used with flow rates and pressures sufficient to generate sufficient fluid force to dislodge the embryo from its seed, without damaging the embryo. In some embodiments it is preferable to use a small flow rate and possibly a higher pressure to minimize consumption of fluid (such as a medium) as well as to minimize waste generated.

Exemplo 11: Usando um jato de gás para isolar substancialmente os embriõesExample 11: Using a gas jet to substantially isolate embryos

[00172] Esse exemplo descreve modalidades adicionais de métodos e dispositivos para preparar mecanicamente múltiplos embriões de milho adequados para transformação genética e cultura de tecido. Como descrito no Exemplo 6, jatos de gás também podem ser usados para o isolamento substancial de múltiplos embriões. Um aparelho similar àquele descrito no Exemplo 10 foi modificado para uso com gás. Uma ponta de pipeta de 1 mililitro (Marsh Bio Products-ABGene, Rochester, NY; número de catálogo TN1300RS) foi fixada ao lado de um cilindro graduado de polimetilpenteno de 1 litro e serviu como abertura para orientar uma corrente de ar como um jato através de um orifício feito na parede do cilindro. O ar foi fornecido por um compressor pressurizado entre cerca de 413,7 a cerca de 689,5 kPa (60 a cerca de 100 psi). Uma válvula de ar, por conveniência, foi posicionada em linha entre o compressor e a ponta da pipeta. O jato de ar que emerge dessa ponta de pipeta foi usado para desalojar os embriões de uma espiga de milho preparada. O exame dos grãos depois que eles foram submetidos ao jato de ar mostrou que o pericarpo espesso permaneceu no lugar e circundado por glumas semelhantes a papel e os conteúdos do pericarpo (embrião e endosperma) tinham sido removidos. O exame do tecido retido pela gaze de algodão classe 60 mostrou que esse incluía embriões desalojados assim como algumas glumas desalojadas pelo jato de ar de alta pressão. As glumas de milho têm uma superfície cerácea como os embriões e também flutuam depois do procedimento de flutuação. Usando pressões de ar menores pode-se reduzir a contaminação por gluma.[00172] This example describes additional embodiments of methods and devices for mechanically preparing multiple corn embryos suitable for genetic transformation and tissue culture. As described in Example 6, gas jets can also be used for substantial isolation of multiple embryos. An apparatus similar to that described in Example 10 was modified for use with gas. A 1-milliliter pipette tip (Marsh Bio Products-ABGene, Rochester, NY; catalog number TN1300RS) was attached to the side of a 1-liter polymethylpentene graduated cylinder and served as the opening to guide an air stream as a jet through from a hole drilled in the cylinder wall. Air was supplied by a compressor pressurized at between about 413.7 to about 689.5 kPa (60 to about 100 psi). An air valve, for convenience, was positioned in line between the compressor and the pipette tip. The jet of air emerging from this pipette tip was used to dislodge the embryos from a prepared ear of corn. Examination of the grains after they were air blasted showed that the thick pericarp remained in place and surrounded by paper-like glumes and the contents of the pericarp (embryo and endosperm) had been removed. Examination of the tissue retained by the class 60 cotton gauze showed that it included dislodged embryos as well as some glumes dislodged by the high-pressure air jet. Corn glumes have a waxy surface like embryos and also float after the flotation procedure. Using lower air pressures can reduce glume contamination.

Exemplo 12: Isolamento substancial de embriões usando outras forças fluidasExample 12: Substantial isolation of embryos using other fluid forces

[00173] Esse exemplo descreve modalidades adicionais de métodos e dispositivos para preparar mecanicamente múltiplos embriões de milho adequados para transformação genética e cultura de tecido. As forças exercidas pelos fluidos, diferentes da pressão de fluido positiva de um jato de fluido, podem ser usadas para isolar substancialmente os embriões. Em um experimento, o ápice dos grãos foram removidos de uma espiga de milho, que foi colocada dentro de uma garrafa que continha água destilada estéril e agitada vigorosamente com a mão. Isso resultou no isolamento substancial de 90 dos 200 embriões da espiga. Outro experimento repetiu o procedimento precedente, exceto pela agitação que foi realizada em um misturador de tina mecânico. Nesse experimento, 56 embriões foram substancialmente isolados dos 190 embriões da espiga. Em um terceiro experimento, um procedimento similar foi realizado, exceto que a espiga de milho tinha sido pré- submersa em meio 211 (1 litro: N6 Basal Salt Mixture da Duchefa: 1 pkg (isto é, 3,952 g) (Gold Biotechnology Inc., St. Louis, MO, USA); 2,4-D (1 mg/ml): 1 ml; Tiamina (0,5 mg/ml): 2 ml; Ácido Nicotínico (0,5 mg/ml): 1ml; Monoidrato de L-Asparagina: 0,91g; Mio-inositol: 100 mg; MES: 0,5 g; MgCl26H2O: 1,6g; Hidrolisado de Caseína: 100mg; Prolina: 0.69g; Sacarose: 20g; Ágar: 2g, pH 5.8), e a misturação foi realizada em um misturador de tinta. Nesse experimento, 109 embriões foram substancialmente isolados dos 210 embriões da espiga. Nesses casos, a força de jato não fluido a partir do movimento do lí- quido entorno da espiga de milho resultou no isolamento substancial dos embriões; a força fluida pode incluir fluido com fluxo turbulento, fluido com fluxo laminar, cisalhamento a partir do fluxo de fluido, fluido com pressão negativa (por exemplo, resultando em cavitação) ou suas combinações. As forças também incluem forças geradas por técnicas acústicas, tais como por uma onda ou ondas acústicas (pulsadas ou contínuas) tanto na fase gasosa quanto na fluida.[00173] This example describes additional embodiments of methods and devices for mechanically preparing multiple corn embryos suitable for genetic transformation and tissue culture. Forces exerted by fluids, other than the positive fluid pressure of a fluid jet, can be used to substantially isolate embryos. In one experiment, the tops of the kernels were removed from an ear of corn, which was placed inside a bottle containing sterile distilled water and shaken vigorously by hand. This resulted in the substantial isolation of 90 of the 200 ear embryos. Another experiment repeated the previous procedure, except that agitation was carried out in a mechanical vat mixer. In this experiment, 56 embryos were substantially isolated from the 190 ear embryos. In a third experiment, a similar procedure was performed, except that the corn cob had been pre-submerged in medium 211 (1 liter: Duchefa's N6 Basal Salt Mixture: 1 pkg (i.e., 3.952 g) (Gold Biotechnology Inc. , St. Louis, MO, USA); 2,4-D (1 mg/ml): 1 ml; ; L-Asparagine Monohydrate: 0.91g; Myo-inositol: 100 mg; pH 5.8), and mixing was carried out in a paint mixer. In this experiment, 109 embryos were substantially isolated from the 210 ear embryos. In these cases, the non-fluid jet force from the movement of the liquid around the corn cob resulted in substantial isolation of the embryos; fluid force may include fluid with turbulent flow, fluid with laminar flow, shear from the fluid flow, fluid with negative pressure (e.g., resulting in cavitation), or combinations thereof. Forces also include forces generated by acoustic techniques, such as by an acoustic wave or waves (pulsed or continuous) in both the gas and fluid phases.

[00174] Os exemplos precedentes (incluindo os Exemplos 9-11) descrevem o uso de um jato de fluido para remover embriões de uma espiga imatura. Durante esses procedimentos, foi observado que o jato de fluido geralmente também induzia a liberação de pelo menos parte do endosperma do grão. O tecido do endosperma foi observado ser mais macio e mais friável do que os embriões e tendia a desintegrar em vários graus (em contraste com os embriões que tendem a permanecer intactos). É possível que os endospermas se desintegrem depois da exposição ao cisalhamento causado pelo jato de fluido. Esse cisalhamento é considerado não ser uniforme, resultando na varia-bilidade da desintegração observada; apesar de tudo, uma grande proporção do material do endosperma que foi suficientemente desintegrado para passar através da gaze de algodão, deixou um retentado composto de uma preparação semipura de embriões.[00174] The preceding examples (including Examples 9-11) describe the use of a jet of fluid to remove embryos from an immature cob. During these procedures, it was observed that the fluid jet generally also induced the release of at least part of the grain's endosperm. Endosperm tissue was observed to be softer and more friable than embryos and tended to disintegrate to varying degrees (in contrast to embryos which tend to remain intact). It is possible for endosperms to disintegrate after exposure to the shear caused by the fluid jet. This shear is considered to be non-uniform, resulting in the variability of the observed disintegration; Nevertheless, a large proportion of the endosperm material that was sufficiently disintegrated to pass through the cotton gauze left a retentate composed of a semi-pure embryo preparation.

[00175] Quando um jato de baixa pressão de uma garrafa comum de laboratório com esguicho foi direcionado para o retentado da gaze de algodão, mais do tecido de endosperma remanescente foi desintegrado adicionalmente e lavado através da gaze, deixando para trás uma preparação de embriões relativamente mais pura. Portanto, é razoável predizer que se o retentado é uniformemente exposto a uma força de cisalhamento de intensidade correta, a todo ou substancialmente todo o endosperma remanescente pode se desintegrar e passar através da gaze. Tal força de cisalhamento pode ser gerada por qual- quer meio adequado, tal como, mas não limitado a um jato único, jatos múltiplos, um jato semelhante a uma folha ou um jato semelhante a uma cortina, jatos que se movem rapidamente e aceleração e desaceleração dos endospermas. Além disso, se o jato usado para liberar inicialmente os conteúdos do grão é destinado a expor uma proporção maior dos endospermas ao cisalhamento durante a ejeção, pode ser obtida uma preparação inicial de embrião com maior pureza.[00175] When a low-pressure jet from a standard laboratory squirt bottle was directed at the retentate of the cotton gauze, more of the remaining endosperm tissue was further disintegrated and washed through the gauze, leaving behind a relatively small embryo preparation. purer. Therefore, it is reasonable to predict that if the retentate is uniformly exposed to a shear force of the correct intensity, all or substantially all of the remaining endosperm may disintegrate and pass through the gauze. Such shear force may be generated by any suitable means, such as, but not limited to, a single jet, multiple jets, a sheet-like jet or a curtain-like jet, rapidly moving jets, and acceleration and deceleration of endosperms. Furthermore, if the jet used to initially release the grain contents is intended to expose a greater proportion of the endosperms to shear during ejection, an initial embryo preparation of greater purity can be obtained.

[00176] Segue-se modalidade não limitante para aplicação de cisa- lhamento para purificar adicionalmente os embriões. Uma vez que os embriões e endospermas parcialmente desintegrados são liberados de uma espiga, o restante do endosperma pode ser fragmentado rapidamente por fluxo de líquido, por exemplo, a partir de um injetor de spray, que golpeia o endosperma uniformemente e simultaneamente. Um tipo adequado de injetor é um injetor cônico total. Injetores cônicos totais geram um padrão de spray completamente preenchido com gotas. Uma lâmina interna dentro do injetor transmite turbulência controlada ao líquido antes que ele saia pelo orifício, possibilitando a formação do padrão em spray. Os injetores comercialmente disponíveis têm padrões de spray que são redondos, quadrados ou ovais. Um exemplo de um injetor de cone total é conhecido como "UniJet® Spray Nozzle, Standard Spray, Small Capacity" (Spraying Systems Co., Wheaton, IL; pedido número TG-SS0.3).[00176] The following is a non-limiting modality for applying shear to further purify the embryos. Once embryos and partially disintegrated endosperm are released from a cob, the remaining endosperm can be rapidly fragmented by liquid flow, for example from a spray gun, which strikes the endosperm evenly and simultaneously. A suitable type of injector is a total conical injector. Full conical nozzles generate a spray pattern completely filled with droplets. An internal blade inside the injector imparts controlled turbulence to the liquid before it exits the orifice, enabling the spray pattern to form. Commercially available injectors have spray patterns that are round, square, or oval. An example of a full cone nozzle is known as the "UniJet® Spray Nozzle, Standard Spray, Small Capacity" (Spraying Systems Co., Wheaton, IL; order number TG-SS0.3).

Exemplo 13: Dispositivos que usam uma combinação de forçasExample 13: Devices that use a combination of forces

[00177] Esse exemplo descreve várias modalidades adicionais do método da invenção, que usa uma combinação de forças para isolar substancialmente múltiplos embriões de sementes.[00177] This example describes several additional embodiments of the method of the invention, which uses a combination of forces to substantially isolate multiple seed embryos.

[00178] A Figura 5 ilustra um dispositivo que usa um jato de fluido mais volumoso(como descrito no Exemplo 10). Esse dispositivo inclui um injetor para a geração do fluxo de fluido tal como um jato de fluido mais volumoso (por exemplo, um jato de fluido plano) e opcionalmente um cabeçote de sucção ou componente para aplicação de fluido com pressão negativa (por exemplo, por vácuo ou sucção), para o desalo- jamento de embriões e/ou para coletar embriões desalojados. A Figura 5A (alto) ilustra um corte transversal de um exemplo de tal dispositivo, mostrando como o injetor, o cabeçote de sucção opcional e a espiga de milho podem ser posicionados um em relação ao outro. A espiga de milho, o injetor e o cabeçote de sucção opcional podem ser movidos um em relação ao outro; por exemplo, a espiga de milho pode estar estacionária, enquanto o injetor e o cabeçote de sucção opcional são movidos ou o injetor e o cabeçote de sucção estão estacionários, enquanto a espiga de milho é movida. A Figura 5B (embaixo) ilustra es-quematicamente uma espiga de milho posicionada no dispositivo e mostra o injetor posicionado para gerar um jato de fluido plano em que o jato impacta múltiplos grãos de uma fileira.[00178] Figure 5 illustrates a device that uses a more voluminous fluid jet (as described in Example 10). Such a device includes an injector for generating fluid flow such as a more voluminous fluid jet (e.g., a flat fluid jet) and optionally a suction head or component for applying negative pressure fluid (e.g., by vacuum or suction), to dislodge embryos and/or to collect dislodged embryos. Figure 5A (top) illustrates a cross-section of an example of such a device, showing how the injector, optional suction head, and corn cob can be positioned relative to each other. The corncob, injector and optional suction head can be moved relative to each other; for example, the corncob may be stationary while the injector and optional suction head are moved, or the injector and suction head are stationary while the corncob is moved. Figure 5B (bottom) schematically illustrates a corn cob positioned in the device and shows the injector positioned to generate a flat fluid jet in which the jet impacts multiple grains in a row.

[00179] A Figura 6 ilustra uma modalidade de um cabeçote de sucção adequado ou componente para aplicação de fluido com pressão negativa (por exemplo, por vácuo ou sucção), tal como é usado opcionalmente no dispositivo da Figura 5 e que também pode ser usado sozinho para isolar substancialmente os embriões. O cabeçote de sucção pode incluir uma ou mais aberturas através das quais pode ser aplicado o fluido com pressão negativa. O cabeçote de sucção também pode incluir um meio para distribuição de fluido (tal como gás ou líquido, por exemplo, água ou meio), por exemplo, aberturas múltiplas no cabeçote de sucção. Para uso com o milho, o cabeçote de sucção é preferivelmente formatado para acompanhar os contornos de uma espiga de milho típica e é preferivelmente capaz de capturar embriões de múltiplos grãos ou de múltiplas fileiras de grãos. É previsto que o cabeçote de sucção possa ser fabricado com um material rígido (tal como aço inoxidável ou outros metais) ou com um material flexível para permitir a conformação mais fácil do cabeçote de sucção aos con- tornos de uma espiga de milho ou de suas combinações. Os embriões podem ser substancialmente isolados por qualquer combinação de pressão mecânica positiva (exercida, por exemplo, pelo bordo de ataque do cabeçote de sucção), pressão de fluido negativa (por exemplo, sucção ou vácuo) e força fluida (tal como, mas não limitada à pressão positiva a partir de um jato de fluido, fluido com fluxo turbulento e fluido com fluxo laminar capturando o material do interior do grão).[00179] Figure 6 illustrates an embodiment of a suitable suction head or component for applying fluid with negative pressure (for example, by vacuum or suction), as is optionally used in the device of Figure 5 and which can also be used alone to substantially isolate the embryos. The suction head may include one or more openings through which negative pressure fluid may be applied. The suction head may also include a means for dispensing fluid (such as gas or liquid, e.g., water or media), for example, multiple openings in the suction head. For use with corn, the suction head is preferably shaped to follow the contours of a typical corn cob and is preferably capable of capturing embryos from multiple kernels or multiple rows of kernels. It is anticipated that the suction head may be manufactured from a rigid material (such as stainless steel or other metals) or a flexible material to allow easier conformation of the suction head to the contours of a corn cob or its combinations. Embryos can be substantially isolated by any combination of positive mechanical pressure (exerted, for example, by the leading edge of the suction head), negative fluid pressure (e.g., suction or vacuum), and fluid force (such as, but not limited to positive pressure from a jet of fluid, fluid with turbulent flow and fluid with laminar flow capturing the material inside the grain).

[00180] Dispositivos para aplicação de força para substancialmente isolar embriões, tais como são descritos nos Exemplos 1, 3, 4, 6, 7, 9, 10 e o presente exemplo (incluindo, mas não limitado aos dispositivos ilustrados nas Figuras 5 e 6) podem ser movidos em relação à espiga de milho. A espiga pode estar parada ou o dispositivo pode estar parado ou ambos podem ser movidos. Como a semente do milho tipicamente ocorre em fileiras relativamente uniformes arranjadas em paralelo ao eixo longitudinal da espiga de milho, o dispositivo tipicamente é movido (em relação à espiga) tal que o dispositivo passa paralelamente ao eixo longitudinal da espiga de milho e acompanhando uma fileira ou múltiplas fileiras de grãos. Entretanto, o movimento de tais dispositivos em relação a espiga pode acompanhar a circunferência da espiga ou pode ser aleatório ou pode ser qualquer combinação de movimentos adequados.[00180] Devices for applying force to substantially isolate embryos, such as are described in Examples 1, 3, 4, 6, 7, 9, 10 and the present example (including, but not limited to, the devices illustrated in Figures 5 and 6 ) can be moved relative to the corncob. The tang can be stationary or the device can be stationary or both can be moved. Because corn seed typically occurs in relatively uniform rows arranged parallel to the longitudinal axis of the corn cob, the device typically is moved (relative to the cob) such that the device passes parallel to the longitudinal axis of the corn cob and following a row. or multiple rows of grain. However, the movement of such devices relative to the cob may follow the circumference of the cob or may be random or may be any combination of suitable movements.

[00181] As Figuras 7A a 7C ilustram planos diferentes de uma modalidade de dispositivo que usa uma combinação de forças para isolar substancialmente múltiplos embriões de semente (nesse exemplo, de milho). Esse dispositivo inclui um cabeçote com um bordo de ataque capaz de aplicar uma quantidade predefinida de pressão mecânica à base dos grãos que previamente tiveram o pericarpo aberto ou truncado, tal que os embriões são expelidos do grão de uma maneira similar àquelas descritas nos Exemplos 1, 3 e 4. O dispositivo inclui ainda um componente para aplicação de pressão de fluido negativa (por exem- plo, por vácuo ou sucção) para deslocar embriões e/ou para coletar os embriões deslocados. Os embriões expelidos (e os tecidos não embrionários que os acompanha) são assim separados da espiga de milho e podem ser coletados pela aplicação de pressão de fluido negativa. Os embriões coletados e tecidos não embrionários podem ser ainda separados, se desejado, por métodos adequados, tais como separação por tamanho, separação hidrofóbica ou centrifugação diferencial. Uma variação desse dispositivo pode incluir um meio para distribuição de fluido (tal como líquido, por exemplo, água ou meio), por exemplo, múltiplas aberturas no cabeçote de sucção.[00181] Figures 7A to 7C illustrate different plans of a device embodiment that uses a combination of forces to substantially isolate multiple seed embryos (in this example, corn). This device includes a head with a leading edge capable of applying a predefined amount of mechanical pressure to the base of grains that have previously had the pericarp opened or truncated, such that embryos are expelled from the grain in a manner similar to those described in Examples 1, 3 and 4. The device further includes a component for applying negative fluid pressure (e.g., by vacuum or suction) to displace embryos and/or to collect the displaced embryos. The expelled embryos (and accompanying non-embryonic tissues) are thus separated from the corncob and can be collected by applying negative fluid pressure. The collected embryos and non-embryonic tissues can be further separated, if desired, by suitable methods such as size separation, hydrophobic separation or differential centrifugation. A variation of such a device may include a means for dispensing fluid (such as liquid, e.g., water or medium), for example, multiple openings in the suction head.

[00182] Os dispositivos para extração do embrião ilustrados nas Figuras 5, 6 e 7 são descritos como exemplos ilustrativos que não pretendem ser limitantes. Esses e outros dispositivos podem incluir componentes adicionais, por exemplo, meios para separação de embriões de tecido não embrionário ou de fluidos usados no processo de isolamento substancial.[00182] The embryo extraction devices illustrated in Figures 5, 6 and 7 are described as illustrative examples that are not intended to be limiting. These and other devices may include additional components, for example, means for separating embryos from non-embryonic tissue or fluids used in the substantial isolation process.

Exemplo 14: Dados de ViabilidadeExample 14: Feasibility Data

[00183] Os múltiplos embriões de monocotiledônea fornecidos pelo uso dos métodos e dispositivos da presente invenção são o mais preferivelmente embriões adequados para aplicação em transformação genética ou cultura de tecido, tal como transformação e regeneração de plantas. Esse exemplo ilustra adicionalmente a utilidade de métodos da invenção no fornecimento de múltiplos embriões de monocoti- ledônea que são viáveis e adequados para transformação genética ou cultura de tecido. Nesse exemplo, a qualidade de embriões imaturos de milho obtidos pelos diferentes métodos de excisão foi comparada na sua resposta à transformação por Agrobacterium tumefasciens.[00183] The multiple monocot embryos provided by using the methods and devices of the present invention are most preferably embryos suitable for application in genetic transformation or tissue culture, such as plant transformation and regeneration. This example further illustrates the utility of methods of the invention in providing multiple monocot embryos that are viable and suitable for genetic transformation or tissue culture. In this example, the quality of immature corn embryos obtained by different excision methods was compared in their response to transformation by Agrobacterium tumefasciens.

[00184] Embriões de milho excisados usando esse aparelho e método foram transformados usando métodos padronizados conhecidos na técnica da transformação de milho (por exemplo, Cai et al; Publica- ção de Pedido de Patente 2004/0244075). Quatro experimentos (designados A, B, C e D, respectivamente) foram realizados. Cada experimento comparou embriões obtidos pela excisão manual com embriões obtidos por um método da presente invenção: excisão por um jato de líquido (experimentos A, B e D) ou excisão por um jato de gás (experimento C). O jato de líquido nos experimentos A e B usou água de torneira comum e um injetor feito de uma ponta de pipeta. O experimento C testou um jato de gás usando ar de uma bomba de ar comprimido e um injetor feito de uma ponta de pipeta. O jato de líquido no experimento D usou um meio MSPL % concentrado (veja Tabela 1 da Publicação de Pedido de Patente dos Estados Unidos Número 2004/0244075 de Cai et al) como o líquido e um injetor de corrente sólida com um diâmetro de orifício equivalente a 0,020 polegada (número de catálogo TP000050-SS, Agricultural Division of Spraying Systems Co., Wheaton, IL).[00184] Corn embryos excised using this apparatus and method were transformed using standard methods known in the art of corn transformation (e.g., Cai et al; Patent Application Publication 2004/0244075). Four experiments (designated A, B, C and D, respectively) were performed. Each experiment compared embryos obtained by manual excision with embryos obtained by a method of the present invention: excision by a liquid jet (experiments A, B and D) or excision by a gas jet (experiment C). The liquid jet in experiments A and B used ordinary tap water and an injector made from a pipette tip. Experiment C tested a gas jet using air from a compressed air pump and an injector made from a pipette tip. The liquid jet in experiment D used a concentrated MSPL % medium (see Table 1 of United States Patent Application Publication Number 2004/0244075 by Cai et al) as the liquid and a solid stream injector with an equivalent orifice diameter to 0.020 inch (catalog number TP000050-SS, Agricultural Division of Spraying Systems Co., Wheaton, IL).

[00185] As espigas de milho foram colhidas doze dias depois da polinização e esterilizadas por imersão em uma garrafa de 1 litro de etanol 80% por 3 minutos. Os embriões foram excisados manualmente pelo corte do terço superior do grão com um bisturi e remoção do embrião do grão usando uma espátula estreita. Os embriões coletados foram exci- sados em 1 mililitro de meio % MSPL em um tubo único de microcentrí- fuga (Eppendorf). O meio foi removido e substituído por 1 mililitro de Agrobacterium tumefasciens preparada como descrito abaixo.[00185] The corn cobs were harvested twelve days after pollination and sterilized by immersion in a 1 liter bottle of 80% ethanol for 3 minutes. Embryos were excised manually by cutting the upper third of the grain with a scalpel and removing the embryo from the grain using a narrow spatula. The collected embryos were excised in 1 milliliter of % MSPL medium in a single microcentrifuge tube (Eppendorf). The medium was removed and replaced with 1 milliliter of Agrobacterium tumefasciens prepared as described below.

[00186] Os embriões foram substancialmente isolados usando um jato de fluido (líquido ou gás), seguindo os procedimentos similares àqueles descritos nos Exemplos 10 e 11. O jato de fluido foi usado para excisar os embriões remanescentes sobre as espigas depois da remoção do terço superior do grão com um bisturi. A espiga foi posicionada tal que o jato de fluido foi apontado para grãos cortados individuais em sucessão para desalojar ambos o embrião e o tecido não embrionário (endosperma). Os conteúdos do grão removido da espiga foram passados através de uma tela grossa para remover pedaços grandes de endosperma e os embriões foram coletados sobre gaze de algodão esterilizada. Os embriões foram transferidos usando uma pequena espátula da gaze para um tubo de microcentrífuga contendo 1 mililitro de meio % MSPL. Depois que todos os embriões foram coletados, o meio % MSPL foi removido e substituído por 1 mililitro de inocu- lante de Agrobacterium tumefasciens.[00186] The embryos were substantially isolated using a jet of fluid (liquid or gas), following procedures similar to those described in Examples 10 and 11. The jet of fluid was used to excise the embryos remaining on the ears after removal of the third top of the grain with a scalpel. The spike was positioned such that the jet of fluid was aimed at individual cut kernels in succession to dislodge both the embryo and non-embryonic tissue (endosperm). The contents of the kernel removed from the cob were passed through a coarse screen to remove large pieces of endosperm and the embryos were collected on sterilized cotton gauze. Embryos were transferred using a small gauze spatula to a microcentrifuge tube containing 1 milliliter of %MSPL medium. After all embryos were collected, the %MSPL medium was removed and replaced with 1 milliliter of Agrobacterium tumefasciens inoculant.

[00187] Os embriões preparados pelos vários métodos de excisão foram submetidos aos mesmos procedimentos de inoculação, seleção e regeneração. Procedimentos adequados, incluindo as descrições de meios e reagentes para transformação de plantas usando seleção com glifosato e GFP como repórter foram descritos na Publicação de Pedido de Patente dos Estados Unidos Número 2004/0244075 de Cai et al.[00187] The embryos prepared by the various excision methods were subjected to the same inoculation, selection and regeneration procedures. Suitable procedures, including descriptions of media and reagents for plant transformation using glyphosate selection and GFP as a reporter, have been described in United States Patent Application Publication Number 2004/0244075 to Cai et al.

[00188] Os embriões foram inoculados com 1,0 mililitro de Agrobacterium por 5 minutos. Os conteúdos do tubo de microcentrífuga foram despejados sobre uma placa com meio de cocultura, o excesso de Agrobacterium foi removido com uma pipeta e os conteúdos foram co- cultivados por 18 horas a 23 graus Celsius. Os embriões foram transferidos depois para um meio de indução MS e cultivados a 30 graus Celsius por 13 dias. Os calos derivados da transformação foram cultivados a 27 graus Celsius por 11 dias antes da regeneração. Nesse momento, setores positivos para GFO foram contados usando um microscópio de fluorescência. Para a regeneração, os calos derivados de cada embrião foram individualmente transferidos para o meio MS/6 BA e cultivados em um ambiente iluminado por 7 dias, depois do que cada calo amadurecido foi transferido para meio MSOD e retornado para o ambiente iluminado por 17 dias adicionais. As mudas resultantes foram transferidas para Phytatrays® contendo meio de regeneração (consistindo em 2,165 g de MS Basal Salts, 5 mililitros de 100X MS Vitamins e 20 gramas de sacarose feito com 1 litro em água e autocla- vado, pH ajustado com KOH para 5.8, solidificado por autoclavagem com 3 g de Phytagel® e com 0,75 mililitro de 1 miligrama por mililitro de ácido indol-3-butírico, 0,5 mililitro de 1 miligrama por mililitro de ácido 1-naftalenoacético e 0,2 mililitro de glifosato 0,5 molar). Após 3 semanas, as plantas transgênicas foram consolidadas pelo transplante de mudas enraizadas em vasos de turfa contendo mistura de solo e cultivadas a 26 graus Celsius.[00188] The embryos were inoculated with 1.0 milliliter of Agrobacterium for 5 minutes. The contents of the microcentrifuge tube were poured onto a plate with coculture medium, excess Agrobacterium was removed with a pipette, and the contents were cocultured for 18 hours at 23 degrees Celsius. The embryos were then transferred to MS induction medium and cultured at 30 degrees Celsius for 13 days. Transformation-derived calli were cultured at 27 degrees Celsius for 11 days before regeneration. At this time, GFO-positive sectors were counted using a fluorescence microscope. For regeneration, calli derived from each embryo were individually transferred to MS/6 BA medium and grown in a lighted environment for 7 days, after which each matured callus was transferred to MSOD medium and returned to the lighted environment for 17 days. additional. The resulting seedlings were transferred to Phytatrays® containing regeneration medium (consisting of 2.165 g of MS Basal Salts, 5 milliliters of 100X MS Vitamins and 20 grams of sucrose made with 1 liter in water and autoclaved, pH adjusted with KOH to 5.8 , solidified by autoclaving with 3 g of Phytagel® and with 0.75 milliliter of 1 milligram per milliliter of indole-3-butyric acid, 0.5 milliliter of 1 milligram per milliliter of 1-naphthaleneacetic acid and 0.2 milliliter of glyphosate 0.5 molar). After 3 weeks, transgenic plants were consolidated by transplanting rooted seedlings into peat pots containing soil mixture and grown at 26 degrees Celsius.

[00189] Os resultados desses experimentos estão resumidos na Tabela 3. O número de embriões que foram transformados é estimado a partir do número de embriões positivos para GFP.Tabela 3. Viabilidade e frequência de transformação de embriões exci- sados.n/a:dados não avaliados[00189] The results of these experiments are summarized in Table 3. The number of embryos that were transformed is estimated from the number of GFP-positive embryos. Table 3. Viability and frequency of transformation of excised embryos. n/a: data not evaluated

[00190] A frequência global de transformação e regeneração é dada como o percentual de plantas positivas para GFP, regeneradas a partir dos embriões inoculados. Esses resultados demonstraram que os vários métodos e dispositivos da presente invenção são úteis para o fornecimento de múltiplos embriões de monocotiledônea adequados para transformação genética ou cultura de tecido.[00190] The overall frequency of transformation and regeneration is given as the percentage of GFP-positive plants regenerated from the inoculated embryos. These results demonstrated that the various methods and devices of the present invention are useful for providing multiple monocot embryos suitable for genetic transformation or tissue culture.

Exemplo 15: Desenvolvimento de meios líquidos para excisar embri-ões de milhoExample 15: Development of liquid media to excise corn embryos

[00191] O aparelho de jato de fluido requereu cerca de 20 l de líquido para excisar os embriões de uma espiga, necessitando o desenvolvimento de um meio de excisão que seja simples de preparar (isto é, contendo apenas cerca de um ou dois ingredientes), que possa ser facilmente preparado, que seja esterilizado por filtração preferivelmente através de uma unidade de filtração em linha, que possa fluir através do aparelho de jato de fluido em uma pressão operacional preferida de 275,8 - 413,7 kPa (40-60 psi) e que não necessitasse de ajuste de pH antes do uso. Tal meio e sua preparação devem ser de baixo custo, reduzir o tempo de preparação do meio e permitir a automação. Esse exemplo fornece vários de tais meios.[00191] The fluid jet apparatus required about 20 l of liquid to excise the embryos from a cob, necessitating the development of an excision medium that is simple to prepare (i.e., containing only about one or two ingredients). , which can be readily prepared, which is sterilized by filtration preferably through an in-line filtration unit, which can flow through the fluid jet apparatus at a preferred operating pressure of 275.8 - 413.7 kPa (40-60 psi) and that did not require pH adjustment before use. Such media and its preparation should be low cost, reduce media preparation time, and allow for automation. This example provides several such means.

[00192] Meios de cultura tais como Lynx 1013 (meio de inoculação) e Lynx 1902 (Lynx 1013 com meia concentração) foram usados com sucesso para a excisão de embriões de milho úteis para a transformação usando um aparelho de jato de fluido. O Lynx 1013 compreende (por litro): MS Basal Salts (Phytotech; PhytoTechnology Laboratories, Shawnee Mission, KS): 2,165g; MS Vitamins (100X; Phytotech): 10 ml; Glicose (Phytotech): 36 g; Sacarose (Phytotech): 68,5 g; Prolina (Fisher): 0,115 g. O meio foi ajustado para pH 5.4 com KOH e depois esterilizado por filtração. Embora esses meios funcionassem bem, eles continham vários ingredientes, alguns dos quais deviam ser esterilizados por filtração. Esses meios também requerem ajuste de pH antes do uso.[00192] Culture media such as Lynx 1013 (inoculation medium) and Lynx 1902 (half-strength Lynx 1013) have been successfully used for the excision of corn embryos useful for transformation using a fluid jet apparatus. Lynx 1013 comprises (per liter): MS Basal Salts (Phytotech; PhytoTechnology Laboratories, Shawnee Mission, KS): 2.165g; MS Vitamins (100X; Phytotech): 10 ml; Glucose (Phytotech): 36 g; Sucrose (Phytotech): 68.5 g; Proline (Fisher): 0.115 g. The medium was adjusted to pH 5.4 with KOH and then sterilized by filtration. Although these media worked well, they contained numerous ingredients, some of which had to be sterilized by filtration. These media also require pH adjustment before use.

[00193] Vários outros meios líquidos (Tabela 4) foram testados para a excisão de embriões de milho transformáveis a partir de espigas de milho. Os embriões excisados foram usados depois para a transformação de acordo com os métodos descritos em outro lugar nessa descrição e a frequência de transformação (FT) foi determinada para cada meio de excisão testado. A FT foi definida como o número de eventos de transformação únicos regenerados em plantas dividido pelo número de embriões inoculados com Agrobacterium.[00193] Various other liquid media (Table 4) have been tested for the excision of transformable corn embryos from corn cobs. The excised embryos were then used for transformation according to the methods described elsewhere in this description and the transformation frequency (FT) was determined for each excision medium tested. FT was defined as the number of unique transformation events regenerated in plants divided by the number of embryos inoculated with Agrobacterium.

[00194] Todos os meios testados, incluindo a água, foram capazes de produzir embriões que eram transformáveis (veja a Tabela 4). Entretanto, meios que compreendem manitol produziram FT comparável com o meio de controle Lynx 1902. O meio com manitol é um meio simples com apenas dois ingredientes (manitol e água), não requer ajuste de pH antes do uso e é esterilizável por filtração, tornando-o significativamente mais barato e conveniente para usar.[00194] All media tested, including water, were capable of producing embryos that were transformable (see Table 4). However, media comprising mannitol produced FT comparable to the Lynx 1902 control medium. Mannitol media is a simple media with only two ingredients (mannitol and water), does not require pH adjustment prior to use, and is sterilizable by filtration, making -Significantly cheaper and more convenient to use.

[00195] A concentração de manitol no meio está entre cerca de 0,05 M a cerca de 0,5 M. Preferivelmente a concentração de manitol no meio é de cerca de 0,1 M. Mais preferivelmente, a concentração de manitol no meio é de cerca de 0,2 M. Uma concentração adequada de manitol para o meio de excisão, entretanto, pode ser determinada por aquele versado na técnica de cultura de tecido de planta, simplesmente pela variação da concentração de manitol.[00195] The concentration of mannitol in the medium is between about 0.05 M to about 0.5 M. Preferably the concentration of mannitol in the medium is about 0.1 M. More preferably, the concentration of mannitol in the medium is is about 0.2 M. A suitable concentration of mannitol for the excision medium, however, can be determined by one skilled in the art of plant tissue culture, simply by varying the concentration of mannitol.

[00196] Medidas osmóticas representativas em potencial dos meios selecionados são encontradas na Tabela 4. As leituras foram feitas usando Wecor 5100C Vapor Pressure Osmometer (Wecor, Logan, UT, USA), com calibração usando soluções padronizadas de 100, 290 e 1000 mOsm/kg. Um meio com um potencial osmótico (isto é, molalida- de) entre cerca de 0 mOsm/kg a cerca de 500 mOsm/kg é adequado para a excisão de embriões de milho para cultura de tecido, incluindo por exemplo, cerca de 7 mOsm/kg a cerca de 300 mOsm/kg. Por exemplo, uma solução de manitol 0,2 M em água tem uma osmolali- dade de cerca de 222-230 mOsm/kg, enquanto que uma solução de MES 0,05% em água tem uma osmolalidade de cerca de 7 mOsm/kg. Essa faixa de potencial osmótico é preferivelmente obtida pela adição de um ou dois compostos para fazer o meio, tal como os meios Lynx #1937, #1932 e #1162. Preferivelmente, tais compostos não têm efeito adverso significativo sobre a cultivabilidade e transformabilidade do tecido dos embriões excisados.Tabela 4. Medidas de potencial osmótico de soluções exemplares para uso no isolamento de embriões n/a = não realizado[00196] Potential representative osmotic measurements of the selected media are found in Table 4. Readings were taken using a Wecor 5100C Vapor Pressure Osmometer (Wecor, Logan, UT, USA), with calibration using standardized solutions of 100, 290 and 1000 mOsm/ kg. A medium with an osmotic potential (i.e., molality) between about 0 mOsm/kg to about 500 mOsm/kg is suitable for the excision of maize embryos for tissue culture, including, for example, about 7 mOsm /kg to about 300 mOsm/kg. For example, a solution of 0.2 M mannitol in water has an osmolality of about 222-230 mOsm/kg, while a solution of 0.05% MES in water has an osmolality of about 7 mOsm/kg. . This osmotic potential range is preferably obtained by adding one or two compounds to the medium, such as Lynx #1937, #1932 and #1162 media. Preferably, such compounds do not have a significant adverse effect on the cultivability and transformability of tissue from excised embryos. Table 4. Osmotic potential measurements of exemplary solutions for use in embryo isolation n/a = not carried out

Exemplo 16: Construção de um sistema de preparação de meio para excisão por jato de fluidoExample 16: Construction of a fluid jet excision media preparation system

[00197] Esse exemplo descreve um sistema de preparação de meio (MPS) para uso com um aparelho de jato de fluido. Os aparelhos de jato de fluido testados precisaram de 20 litros de meio, o que requereu tempo e esforços para fazer e usar. O MPS da presente invenção pode preparar grandes quantidades de meio rapidamente. Ele também permite a preparação de um volume específico de meio para um tamanho particular de espiga de milho.[00197] This example describes a media preparation system (MPS) for use with a fluid jet apparatus. The fluid jet devices tested required 20 liters of medium, which required time and effort to make and use. The MPS of the present invention can prepare large quantities of medium quickly. It also allows preparation of a specific volume of medium for a particular size of corn cob.

[00198] O MPS compreendeu uma Câmara de Misturação (MC) e uma Caixa de MPS (MPSH). O MC foi desenhado para ser facilmente desengatável de MPSH para fácil esterilização por autoclavagem. Ambos, MC e MPSH, podem ser feitos de qualquer material adequado. Preferivelmente eles são feitos de um material tal como aço ou alumínio. Como mostrados nas Figuras 11 e 12, MC compreende um tanque que tem uma extremidade superior e uma extremidade inferior, um flange que está acoplado na extremidade superior do tanque e uma placa de cobertura para cobrir a extremidade superior e para ve-dar a câmara de misturação. Preferivelmente, o tanque é vedado com a placa de cobertura por um anel de vedação fornecido no flange. A placa de cobertura é feita, preferivelmente de alumínio aeronáutico classe 7075, resistente a corrosão para reduzir o peso da câmara de misturação. Em uma modalidade, o tanque é fornecido com três pinos na extremidade inferior, cada um sobre três lados como mostrado na Figura 12, para orientação e posicionamento do tanque sobre a placa de suporte da câmara de misturação. Em uma posição de trabalho, os três pinos se engatam com os três suportes de posicionamento fornecidos sobre a placa de suporte como mostrado nas Figuras 12 e 14. Uma placa de posicionamento (Figura 12 e 13) também é fornecida no fundo do tanque, no quarto lado, para segurar o tanque em uma posição de trabalho sobre a placa de suporte da câmara de mis- turação. Preferivelmente, a placa de posicionamento tem uma rosca de 6,35 mm (1/4") NPT para a montagem de um conector rápido para conduzir um braço de posicionamento com um punho (Figura 14) a fim de fixar a câmara de misturação sobre a placa de suporte (por exemplo, Figura 13).[00198] The MPS comprised a Mixing Chamber (MC) and an MPS Box (MPSH). The MC was designed to be easily detachable from the MPSH for easy autoclaving sterilization. Both MC and MPSH can be made from any suitable material. Preferably they are made of a material such as steel or aluminum. As shown in Figures 11 and 12, MC comprises a tank that has an upper end and a lower end, a flange that is coupled to the upper end of the tank, and a cover plate to cover the upper end and to seal the chamber. mixing. Preferably, the tank is sealed with the cover plate by a sealing ring provided on the flange. The cover plate is preferably made of corrosion-resistant grade 7075 aircraft grade aluminum to reduce the weight of the mixing chamber. In one embodiment, the tank is provided with three pins at the lower end, each on three sides as shown in Figure 12, for orientation and positioning of the tank on the mixing chamber support plate. In a working position, the three pins engage with the three positioning brackets provided on the support plate as shown in Figures 12 and 14. A positioning plate (Figure 12 and 13) is also provided at the bottom of the tank at the fourth side, to hold the tank in a working position on the mixing chamber support plate. Preferably, the positioning plate has a 6.35 mm (1/4") NPT thread for mounting a quick connector to drive a positioning arm with a handle (Figure 14) to secure the mixing chamber onto the support plate (e.g., Figure 13).

[00199] A placa de cobertura é fornecida com uma abertura para inserção de um tubo para trazer um líquido, tal como água para fazer o meio, uma abertura para inserção de um tubo para levar o meio preparado que é conectado com uma aparelho de jato de fluido, uma abertura para inserção de um tubo para adição de ingredientes do meio, preferivelmente de aço inoxidável, na câmara de misturação (por exemplo, Figura 12). N aposição de trabalho, anéis de vedação separados vedam vários tubos com aberturas. A placa de cobertura também é fornecida com uma abertura para inserção de uma caixa contendo um sensor ultrassônico para monitorizar um volume específico de meio que precise ser preparado. Preferivelmente, a abertura para a caixa do sensor ultrassonico é fornecida em um lado da placa de cobertura. Na posição de trabalho, várias aberturas fornecidas sobre a placa de cobertura da câmara de misturação são conectadas aos tubos corres- pondentes fornecidos na superfície inferior da plataforma superior da caixa (Figura 11). Esses tubos são preferivelmente feitos de aço. As várias aberturas se conectam com a câmara de misturação como mostrado na Figura 11, por exemplo, através de tubos de conexão. A canalização é preferivelmente feita de policarbonato.[00199] The cover plate is provided with an opening for inserting a tube for bringing in a liquid such as water to make the medium, an opening for inserting a tube for taking the prepared medium which is connected with a jet apparatus of fluid, an opening for inserting a tube for adding medium ingredients, preferably stainless steel, into the mixing chamber (e.g. Figure 12). When working, separate sealing rings seal several pipes with openings. The cover plate is also provided with an opening for insertion of a box containing an ultrasonic sensor to monitor a specific volume of media that needs to be prepared. Preferably, the opening for the ultrasonic sensor housing is provided on one side of the cover plate. In the working position, several openings provided on the mixing chamber cover plate are connected to corresponding tubes provided on the lower surface of the upper box platform (Figure 11). These tubes are preferably made of steel. The various openings connect with the mixing chamber as shown in Figure 11, for example via connecting tubes. The piping is preferably made of polycarbonate.

[00200] Um conjunto misturador de meio está acoplado à extremidade inferior da placa de cobertura, tal que o conjunto pende, preferivelmente, no centro do tanque. O conjunto compreende um impulsor com duas laminas dobradas, um eixo de aço inoxidável vedado com um anel de vedação na placa de cobertura, um rolamento de esferas para alta temperatura adequado para funcionar em alta temperatura, tal como acima de 204°C (400°F), presente durante a autoclavagem e um acoplamento do tipo aranha (por exemplo, Figura 12) para o acoplamento do conjunto com um motor no MPSH (Figura 16).[00200] A medium mixing assembly is coupled to the lower end of the cover plate, such that the assembly preferably hangs in the center of the tank. The assembly comprises an impeller with two folded blades, a stainless steel shaft sealed with a sealing ring in the cover plate, a high temperature ball bearing suitable for operation at high temperature, such as above 204°C (400° F), present during autoclaving and a spider-type coupling (for example, Figure 12) for coupling the assembly with a motor in the MPSH (Figure 16).

[00201] Um bloco rosqueável é montado sobre o lado inferior da câmara de misturação que suporta a placa e é conectável com um fuso de esferas montado em um rolamento de esferas fornecido na superfície superior da plataforma inferior da caixa. A placa de suporte também é deslizante através de quatro rodas para os quatro pés da caixa de MPS como mostrado na Figura 15. As rodas rolam ao longo de fendas em t das quatro pernas para facilitar o movimento para cima e para baixo da câmara de misturação quando o motor de passo fornecido na superfície inferior da plataforma inferior do MPSH é ligado.[00201] A threadable block is mounted on the lower side of the mixing chamber supporting the plate and is connectable with a ball screw mounted on a ball bearing provided on the upper surface of the lower box platform. The support plate is also slidable via four wheels onto the four legs of the MPS box as shown in Figure 15. The wheels roll along the t-slots of the four legs to facilitate movement up and down the mixing chamber. when the stepper motor provided on the bottom surface of the MPSH bottom platform is turned on.

[00202] Depois da autoclavgem, a câmara de misturação é posicionada sobre a placa de suporte pelos três pinos e a placa de posicionamento. O braço de posicionamento com o punho é inserido no conector rápido. O braço é empurrado para baixo e girado 90 graus no sentido horário com a ajuda do fixador para posicionar e fixar a câmara de misturação sobre a placa de suporte. O braço de posicionamento e acoplado ao came e montado sobre uma mola que é soldada na placa de suporte. A mola empurra o braço e o came para cima. Quando colocado em posição, o pino posterior da câmara de misturação empurra um interruptor elétrico, que envia um sinal para um Controlador Lógico Programável (PLC). Esse sinal informa ao PLC que a câmara de mis- turação está posicionada sobre a placa de suporte da câmara de mis- turação. O motor de passo fornecido sobre a plataforma inferior da caixa empurra a câmara de misturação em direção a plataforma superior da caixa onde, na posição de trabalho, as várias aberturas fornecidas sobre a placa de cobertura da câmara de misturação se tornam conectadas com os tubos correspondentes fornecidos na superfície inferior da plataforma superior da caixa (Figura 16).[00202] After autoclaving, the mixing chamber is positioned on the support plate by the three pins and the positioning plate. The positioning arm with the handle is inserted into the quick connector. The arm is pushed down and rotated 90 degrees clockwise with the help of the clamp to position and secure the mixing chamber onto the support plate. The positioning arm is coupled to the cam and mounted on a spring that is welded to the support plate. The spring pushes the arm and cam upward. When placed in position, the rear pin of the mixing chamber pushes an electrical switch, which sends a signal to a Programmable Logic Controller (PLC). This signal informs the PLC that the mixing chamber is positioned on the mixing chamber support plate. The stepper motor provided on the lower platform of the box pushes the mixing chamber towards the upper platform of the box where, in the working position, the various openings provided on the cover plate of the mixing chamber become connected with the corresponding tubes. provided on the lower surface of the upper box platform (Figure 16).

[00203] Depois de receber um sinal de operação, o PLC abre uma válvula eletromagnética conectada a um sistema de água para o preenchimento da câmara de misturação com água. O sensor ultrasso- nico monitoriza o nível de água na câmara de misturação. Quando o nível da água alcança o nível especificado na câmara de misturação, o PLC fecha a válvula de água eletromagnética e aguarda por um sinal do operador indicando que os componentes do meio de excisão estão na câmara de misturação. Quando o PLC recebe aquele sinal, ele aciona um motor fornecido sobre a superfície superior da plataforma superior do MPSH e operacionalmente ligado ao conjunto misturador. Assim, o conjunto misturador começa a misturar o meio. Uma vez que o meio está pronto, ele é bombeado usando uma bomba de engrenagem através do tubo de saída de meio para o aparelho de jato de fluido de acordo com um programa PLC.[00203] After receiving an operation signal, the PLC opens an electromagnetic valve connected to a water system to fill the mixing chamber with water. The ultrasonic sensor monitors the water level in the mixing chamber. When the water level reaches the specified level in the mixing chamber, the PLC closes the electromagnetic water valve and waits for a signal from the operator indicating that the excision medium components are in the mixing chamber. When the PLC receives that signal, it drives a motor provided on the upper surface of the MPSH upper platform and operationally linked to the mixing assembly. Thus, the mixing assembly begins to mix the medium. Once the medium is ready, it is pumped using a gear pump through the medium outlet pipe to the fluid jet apparatus according to a PLC program.

[00204] Em uma modalidade, a saída/suprimento do meio preparado conectada ao aparelho de jato de fluido é fornecida com uma unidade de filtração em linha tal como um 0,2 μm Absolute FiberFlo® Hollow Fiber Capsule Filter (Minntech Filtration Technologies Group, Minneapolis, MN) para esterilizar o meio antes do seu uso no aparelho de jato de fluido para a excisão dos embriões.[00204] In one embodiment, the prepared medium outlet/supply connected to the fluid jet apparatus is provided with an in-line filtration unit such as a 0.2 μm Absolute FiberFlo® Hollow Fiber Capsule Filter (Minntech Filtration Technologies Group, Minneapolis, MN) to sterilize the medium prior to its use in the fluid jet apparatus for embryo excision.

Exemplo 17: Isolamento de embrião por excisão gradativaExample 17: Embryo isolation by gradual excision

[00205] Esse exemplo descreve um aparelho para a preparação de múltiplos embriões de milho adequados para cultura de tecido de grãos sobre uma espiga de milho, compreendendo pelo menos uma abertura para orientar um primeiro fluxo de fluido em um primeiro momento para extrair substancialmente os endospermas dos grãos e um segundo fluxo de fluido em um segundo momento para extrair substancialmente os embriões dos grãos, os embriões extraídos sendo adequados para cultura de tecido. O aparelho compreende ainda um meio para mover pelo menos uma espiga de milho em relação ao pri-meiro e segundo fluxos de fluido. O meio para mover pelo menos uma espiga de milho em relação ao primeiro e segundo fluxos de fluido move os fluxos de fluido ao longo do eixo longitudinal de pelo menos uma espiga de milho. Nessa modalidade particular de aparelho, cada fluxo de fluido é um fluxo líquido. O fluxo líquido pode consistir, por exemplo, essencialmente em manitol e água em uma concentração de cerca de 0,05 M a cerca de 0,5 M de manitol. O fluxo de fluido pode ser alternativamente um fluxo de gás. O aparelho pode compreender ainda um meio para detectar endosperma ou embriões excisados. O aparelho pode compreender também um meio para a canalização de en- dosperma ou embriões excisados de maneira a separar o endosperma do embrião. O aparelho pode compreender também um meio para ligar os meios de detecção de endosperma e embriões excisados aos meios de canalização de endosperma e embriões excisados, eletronicamente para automação. O aparelho pode compreender ainda pelo menos um separador para a separação de embriões de tecidos não embrionários, em que os embriões separados compreendem embriões de milho adequados para cultura de tecido. O separador pode compreender um dispositivo de exclusão por tamanho. Alternativamente, o separador pode separar os embriões do tecido não embrionário por hidrofobicidade diferencial ou densidade diferencial.[00205] This example describes an apparatus for preparing multiple corn embryos suitable for grain tissue culture on a corn cob, comprising at least one opening for directing a first flow of fluid at a first time to substantially extract the endosperms. from the grains and a second flow of fluid at a second time to substantially extract the embryos from the grains, the extracted embryos being suitable for tissue culture. The apparatus further comprises means for moving at least one ear of corn relative to the first and second fluid streams. The means for moving the at least one ear of corn relative to the first and second fluid streams moves the fluid flows along the longitudinal axis of the at least one ear of corn. In this particular embodiment of apparatus, each fluid flow is a liquid flow. The liquid stream may consist, for example, essentially of mannitol and water in a concentration of about 0.05 M to about 0.5 M mannitol. The fluid flow may alternatively be a gas flow. The apparatus may further comprise a means for detecting excised endosperm or embryos. The apparatus may also comprise a means for channeling excised endosperm or embryos so as to separate the endosperm from the embryo. The apparatus may also comprise a means for connecting the excised endosperm and embryo detection means to the excised endosperm and embryo channeling means electronically for automation. The apparatus may further comprise at least one separator for separating embryos from non-embryonic tissues, wherein the separated embryos comprise maize embryos suitable for tissue culture. The separator may comprise a size exclusion device. Alternatively, the separator may separate embryos from non-embryonic tissue by differential hydrophobicity or differential density.

[00206] O presente exemplo também descreve um método para o fornecimento de embriões de monocotiledônea adequados para cultura de tecido compreendendo: (a) fornecer sementes de monocotiledô- neas contendo embriões que têm uma abertura no pericarpo das sementes; e (b) aplicar uma primeira força em um primeiro ponto de tempo às sementes para extrair substancialmente os endospermas das sementes e uma segunda força em um segundo ponto de tempo para extrair substancialmente os embriões das sementes, os embriões extraídos sendo adequados para cultura de tecido. As forças compreendem uma ou mais forças selecionadas a partir de um jato de fluido com pressão positiva, um jato de líquido com pressão positiva, pressão mecânica positiva, pressão negativa, força centrífuga, aceleração linear, desaceleração linear, cisalhamento fluido, fluxo de fluido turbulento e fluxo de fluido laminar. O método compreende ainda separar os embriões do tecido não embrionário pelos métodos selecionados do grupo que consiste em separação por exclusão de tamanho, separação hidrofóbica e densidade diferencial. As sementes de monocotile- dônea são fornecidas sobre, pelo menos, uma espiga. A monocotile- dônea pode ser da família Poaceae, tal como espécies de Zea (por exemplo, Zea mays). A etapa de cultura de tecido pode incluir uma ou mais etapas de transformação e regeneração, que resultam em pelo menos uma planta transformada fértil.[00206] The present example also describes a method for providing monocot embryos suitable for tissue culture comprising: (a) providing monocot seeds containing embryos that have an opening in the pericarp of the seeds; and (b) applying a first force at a first time point to the seeds to substantially extract the endosperms from the seeds and a second force at a second time point to substantially extract the embryos from the seeds, the extracted embryos being suitable for tissue culture . The forces comprise one or more forces selected from a positive pressure fluid jet, a positive pressure liquid jet, positive mechanical pressure, negative pressure, centrifugal force, linear acceleration, linear deceleration, fluid shear, turbulent fluid flow and laminar fluid flow. The method further comprises separating embryos from non-embryonic tissue by methods selected from the group consisting of size exclusion separation, hydrophobic separation and differential density. Monocot seeds are supplied on at least one ear. The monocot may be from the Poaceae family, such as Zea species (for example, Zea mays). The tissue culture step may include one or more transformation and regeneration steps, which result in at least one fertile transformed plant.

[00207] Como mostrado na Figura 17, o aparelho é fornecido com um injetor de jato plano (1) para produzir um fluxo plano laminar (6), dois motores de passo controlados por um controlador lógico programável (PLC) e uma bomba de engrenagens digital. Um motor de passo gira a espiga (2), que tem os grãos de milho a partir do s quais a coroa foi removida para facilitar a excisão, montado sobre um eixo em uma câmara hermética (3) e o segundo motor avança a espiga ao longo do eixo tal que o fluxo atua sobre cada grão por substancialmente a mesma quantidade de tempo. A bomba de engrenagens digital força o meio líquido através do injetor como especificado pela taxa e pressão de PLC. O injetor (1) produz um fluxo de líquido que tem cerca de 0,0762 mm (cerca de 0,003") de largura e cerca de 25,4 mm (cerca de 1") de altura. Geralmente a largura do fluxo é menor do que a largura do grão. Na faixa de pressão testada de 206-517,1 kPa (3075 psi), o fluxo laminar ficou estável até uma distancia de até 5 cm (2"), 12,7-7,62 cm (5-3") do injetor (1) e não se dispersou antes de atingir a espiga. A espiga (2) pode ser posicionada a 3,2 - 5 cm (1%" - 2") do injetor (1) tal que o fluxo de líquido aja sobre cada grão em uma fileira com substancialmente a mesma força. A quantidade e a duração da força podem ser manipuladas pela alteração da pressão do líquido no injetor, pelo ajuste da distancia da espiga ao injetor e pelo espaço entre as placas do injetor assim como outros parâmetros tais como o ângulo de entrada do fluxo de líquido no grão e a velocidade de rotação da espiga.[00207] As shown in Figure 17, the apparatus is provided with a flat jet injector (1) to produce a laminar flat flow (6), two stepper motors controlled by a programmable logic controller (PLC) and a gear pump digital. A stepper motor rotates the cob (2), which has the corn kernels from which the crown has been removed to facilitate excision, mounted on a shaft in an airtight chamber (3) and the second motor advances the cob along. along the axis such that the flow acts on each grain for substantially the same amount of time. The digital gear pump forces the liquid medium through the injector as specified by PLC rate and pressure. The injector (1) produces a flow of liquid that is about 0.0762 mm (about 0.003") wide and about 25.4 mm (about 1") high. Generally the flow width is smaller than the grain width. In the tested pressure range of 206-517.1 kPa (3075 psi), laminar flow was stable up to a distance of up to 5 cm (2"), 12.7-7.62 cm (5-3") from the injector (1) and did not disperse before reaching the ear. The spike (2) can be positioned 3.2 - 5 cm (1%" - 2") from the injector (1) such that the liquid flow acts on each grain in a row with substantially the same force. The amount and duration of force can be manipulated by changing the liquid pressure in the injector, adjusting the distance from the spike to the injector and the space between the injector plates as well as other parameters such as the angle of entry of the liquid flow into the injector. grain and cob rotation speed.

[00208] Na primeira fase, um PLC de acordo com um programa PLC abre um canal (4) por uma válvula (5) para coletar o endosperma e ajusta uma pressão e uma taxa de fluxo através do injetor (1) pelo envio de sinais de controle para a bomba de engrenagens digital e gira e avança a espiga (2) pelos dois motores de passo. O fluxo de líquido (6) controlado pelo PLC remove primeiro o endosperma (7) dos grãos deixando os embriões (9) acoplados aos grãos (7). A quantidade de tempo e força necessárias para remover o endosperma pode ser ajustada dependendo do tamanho do endosperma, da extensão do corte na coroa do grão e das diferenças entre os tamanhos da espiga e do grão, entre outros parâmetros. A mistura de meio líquido e endosper- mas coletados no canal (4) pode ser bombeada através de um sistema de filtração. Depois da filtração, o meio líquido pode ser reutilizado no processo de excisão.[00208] In the first stage, a PLC according to a PLC program opens a channel (4) through a valve (5) to collect the endosperm and adjusts a pressure and a flow rate through the injector (1) by sending signals control unit for the digital gear pump and rotates and advances the spigot (2) by the two stepper motors. The liquid flow (6) controlled by the PLC first removes the endosperm (7) from the grains, leaving the embryos (9) attached to the grains (7). The amount of time and force required to remove the endosperm can be adjusted depending on the size of the endosperm, the extent of the cut in the kernel crown, and the differences between ear and kernel sizes, among other parameters. The mixture of liquid medium and endosperms collected in the channel (4) can be pumped through a filtration system. After filtration, the liquid medium can be reused in the excision process.

[00209] Na segunda fase, a PLC de acordo com um programa de PLC fecha o canal (4) e abre um canal (10) pela válvula (5) para a coleta de embrião, ajustando uma pressão e uma taxa de fluxo através do injetor (1) e girando e avançando a espiga. O fluxo de líquido (6) remove os embriões (9) e o resto dos endospermas (8) dos grãos (7). A separação posterior dos embriões, se desejada, pode ser feita usando separadores descritos em outro lugar. A quantidade de tempo e força necessárias para remover o endosperma pode ser ajustada dependendo do tamanho do endosperma, da extensão do corte na coroa do grão e das diferenças entre os tamanhos da espiga e do grão, entre outros parâmetros. A mistura de meio líquido e embriões coletada no canal (10) é submetida a um dispositivo de separação (por exemplo, Exemplo 18) para isolar os embriões dos resíduos e do líquido, e o líquido pode ser bombeado através de um sistema de filtração para reutilização no processo de excisão.[00209] In the second phase, the PLC according to a PLC program closes the channel (4) and opens a channel (10) through the valve (5) for embryo collection, adjusting a pressure and a flow rate through the injector (1) and rotating and advancing the spigot. The liquid flow (6) removes the embryos (9) and the rest of the endosperms (8) from the grains (7). Further separation of embryos, if desired, can be done using separators described elsewhere. The amount of time and force required to remove the endosperm can be adjusted depending on the size of the endosperm, the extent of the cut in the kernel crown, and the differences between ear and kernel sizes, among other parameters. The mixture of liquid medium and embryos collected in the channel (10) is subjected to a separation device (e.g., Example 18) to isolate the embryos from the waste and liquid, and the liquid can be pumped through a filtration system to reuse in the excision process.

[00210] A câmara (3) pode ser guarnecida com um emissor (11) e um sensor fotoelétrico preferencial (12) para detecção dos embriões no meio líquido que sai depois da excisão. Durante a primeira fase, o sinal que confirma o aparecimento dos embriões no meio que sai instrui o PLC para completar a fase um. Durante a segunda fase, o sinal que confirma o desaparecimento dos embriões no meio líquido que sai alerta o PLC para completar a fase dois e pode ainda instruir o PLC a desligar o aparelho.[00210] The chamber (3) can be equipped with an emitter (11) and a preferential photoelectric sensor (12) for detecting embryos in the liquid medium that emerges after excision. During the first phase, the signal confirming the appearance of embryos in the exiting medium instructs the PLC to complete phase one. During the second phase, the signal that confirms the disappearance of the embryos in the exiting liquid medium alerts the PLC to complete phase two and may also instruct the PLC to turn off the device.

[00211] Os embriões de milho excisados usando esse aparelho e método foram transformados usando métodos padronizados na técnica de transformação de milho (por exemplo, Cai et al; Publicação de Pedido de Patente U.S 2004/0244075). Todos os tratamentos usaram Lynx #1986 (Manitol 0,2 M, não esterilizado) para a excisão do em- brião. As frequências de transformação (FT) representativas são mostradas na Tabela 5, indicando que os embriões produzidos por esse aparelho e método eram transformáveis e forneceram plantas transgê- nicas.Tabela 5. Transformação de embriões de milho excisados pelo aparelho e método de jato de fluido gradativo "FJ (Jato de Fluido) Fase com endosperma" refere-se a embriões que, depois da coleta, foram inoculados com endosperma e deixados sobre a mesma placa (embriões e endosperma juntos). "FJ Fase sem en- dosperma" refere-se a embriões que, depois da coleta, foram removidos para uma placa com meio fresco deixando o endosperma para trás.[00211] Corn embryos excised using this apparatus and method were transformed using standard methods in the art of corn transformation (e.g., Cai et al; US Patent Application Publication 2004/0244075). All treatments used Lynx #1986 (0.2 M Mannitol, non-sterile) for embryo excision. Representative transformation frequencies (TF) are shown in Table 5, indicating that the embryos produced by this apparatus and method were transformable and provided transgenic plants. Table 5. Transformation of maize embryos excised by the fluid jet apparatus and method gradual "FJ (Fluid Jet) Phase with endosperm" refers to embryos that, after collection, were inoculated with endosperm and left on the same plate (embryos and endosperm together). "FJ Non-endosperm Stage" refers to embryos that, after collection, were removed to a plate with fresh medium leaving the endosperm behind.

Exemplo 18: Processo de separação de embriãoExample 18: Embryo separation process

[00212] Esse exemplo descreve um processo de flutuação para separar embriões de uma mistura produzida por um processo de excisão com jato de fluido. Os parâmetros para uma separação eficiente estão aqui descritos. Nesse processo, as bolhas de um gás foram geradas em um fluido e acopladas a embriões de milho excisados presentes no fluido. As bolhas flutuaram para a superfície (isto é, interface fluido-ar), permitindo que os embriões fossem coletados preferencialmente, enquanto deixavam para trás o material de endosperma e outros resíduos.[00212] This example describes a flotation process for separating embryos from a mixture produced by a fluid jet excision process. The parameters for efficient separation are described here. In this process, gas bubbles were generated in a fluid and coupled to excised corn embryos present in the fluid. The bubbles floated to the surface (i.e., fluid-air interface), allowing embryos to be collected preferentially, while leaving behind endosperm material and other debris.

[00213] Para reduzir o número de bolhas por unidade de volume e gerar um campo de bolhas mais uniforme tal que uma menor força de cisalhamento fosse gerada, um dispositivo foi construído contendo múltiplos pontos de fontes de bolhas. O dispositivo foi construído pela inserção de fragmentos individuais de tília em orifícios pré-perfurados no comprimento de uma tubulação de silicone (tubulação de silicone Masterflex® C-96400-16, Cole-Parmer). Depois de inserir lascas de tília na tubulação de silicone, uma extremidade da tubulação foi fechada com um rolamento de aço inoxidável. A tubulação é então enrolada em uma espiral e fixada com um arame de metal como mostrado na Figura 18. O dispositivo de dispersão de ar em forma de espiral combinado com o uso de PEG como tensoativo mostrou purificar 95% dos embriões de quase todo o endosperma como mostrado na Figura 19. A Fi-gura 20 ilustra a quantidade de endosperma separado da fração de embrião pela flutuação de bolha usando o dispositivo de dispersão de ar em forma de espiral e PEG. Outros borbulhadores baseados em tília podem ser construídos ou adquiridos por exemplo, de fornecedores de aquários. A placa de Petri à esquerda da Figura 20 mostra a grande quantidade de endospermas entremeados com embriões quando o processo de flutuação não é usado. Em comparação, a placa de Petri à direita mostra a redução na quantidade de endosperma cofracionado com os embriões quando o processo de flutuação da presente invenção foi usado. As bolhas também podem ser produzidas por materiais cerâmicos que têm vários tamanhos de poro.[00213] To reduce the number of bubbles per unit volume and generate a more uniform bubble field such that a lower shear force was generated, a device was constructed containing multiple bubble source points. The device was constructed by inserting individual linden tree fragments into pre-drilled holes in the length of silicone tubing (Masterflex® C-96400-16 silicone tubing, Cole-Parmer). After inserting linden chips into the silicone tubing, one end of the tubing was closed with a stainless steel bearing. The tubing is then wound into a spiral and secured with a metal wire as shown in Figure 18. The spiral-shaped air dispersion device combined with the use of PEG as a surfactant has been shown to purify 95% of embryos from almost all endosperm as shown in Figure 19. Figure 20 illustrates the amount of endosperm separated from the embryo fraction by bubble flotation using the spiral-shaped air dispersion device and PEG. Other linden-based bubblers can be built or purchased from, for example, aquarium suppliers. The Petri dish on the left of Figure 20 shows the large amount of endosperm interspersed with embryos when the flotation process is not used. In comparison, the Petri dish on the right shows the reduction in the amount of endosperm cofractionated with the embryos when the flotation process of the present invention was used. Bubbles can also be produced by ceramic materials that have various pore sizes.

[00214] A fim de destacar as bolhas do material fonte que as produz, é desejável que o material da fonte seja de uma natureza oposta a das bolhas, com relação ao grau de polaridade (isto é, hidrofobicida- de). Como as bolhas de ar são covalentes por natureza, elas tenderão a se destacar rapidamente de um material que é polar por natureza. Inversamente, as bolhas que emergem de uma superfície que também é covalente por natureza, como um aspersor de plástico poroso, tenderão a aderir a superfície e coalescer e crescer até um tamanho maior antes de se destacarem. Com relação a isso, o aspersor Chem- glass, a tília e a cerâmica são todos escolhas desejáveis. A superfície da tília é composta de celulose, hemicelulose e lignina que são polares e, portanto, hidrofílicas, como são o aspersor de vidro sinterizado e materiais cerâmicos.[00214] In order to detach the bubbles from the source material that produces them, it is desirable that the source material be of an opposite nature to that of the bubbles, with respect to the degree of polarity (i.e., hydrophobicity). Since air bubbles are covalent in nature, they will tend to detach quickly from a material that is polar in nature. Conversely, bubbles that emerge from a surface that is also covalent in nature, such as a porous plastic sprinkler, will tend to adhere to the surface and coalesce and grow to a larger size before detaching. In this regard, Chemglass sprinkler, limewood, and ceramic are all desirable choices. The surface of the lime tree is composed of cellulose, hemicellulose and lignin which are polar and therefore hydrophilic, as are sintered glass sprinkler and ceramic materials.

[00215] Em um exemplo, uma vez que os embriões eram carregados para a superfície pelas bolhas e depositados na espuma, eles eram coletados da espuma com uma escumadeira e depois limpos da espuma. Em outro experimento, um dispositivo de filtração a vácuo (por exemplo, Figura 21) foi usado para coletar embriões da superfície da espuma.[00215] In one example, once the embryos were carried to the surface by the bubbles and deposited in the foam, they were collected from the foam with a slotted spoon and then cleaned from the foam. In another experiment, a vacuum filtration device (e.g., Figure 21) was used to collect embryos from the foam surface.

[00216] Em um experimento, os embriões e endospermas foram excisados de espigas doadoras usando um aparelho de jato de fluido (FJ) e coletados sobre gaze de algodão (CC). A mistura de embriões e endosperma foi então colocada em um cilindro graduado preenchido com Lynx 1013 e 20 μl de PPG 20% (éter mono-butílico de polipropile- no glicol - Peso Molecular Médio 340. Aldrich Cat. N° 438103; Sigma Chemical Co., St. Louis, MO) e bolhas foram produzidas por ar bombeado através de um tubo de dispersão de vidro fritado com poro estreito (Chemglass) por uma bomba de aquário (borbulhador). Os embriões separados, substancialmente livres de material de endosperma e outros resíduos, foram coletados como descrito acima. Os embriões separados foram usados para transformação de milho mediada por Agrobacterium como observado acima. As frequências de transformação são mostradas na Tabela 6.Tabela 6. Transformação de embriões de milho separados por flutuação usando bolhas de ar estabilizadas com PPG. [00216] In one experiment, embryos and endosperms were excised from donor ears using a fluid jet apparatus (FJ) and collected on cotton gauze (CC). The mixture of embryos and endosperm was then placed in a graduated cylinder filled with Lynx 1013 and 20 μl of 20% PPG (polypropylene glycol mono-butyl ether - Average Molecular Weight 340. Aldrich Cat. No. 438103; Sigma Chemical Co ., St. Louis, MO) and bubbles were produced by air pumped through a narrow-pore fritted glass dispersion tube (Chemglass) by an aquarium pump (bubbler). Separated embryos, substantially free of endosperm material and other debris, were collected as described above. The separated embryos were used for Agrobacterium-mediated maize transformation as noted above. Transformation frequencies are shown in Table 6.Table 6. Transformation of float-separated corn embryos using PPG-stabilized air bubbles.

[00217] Em outro experimento, um borbulhador baseado em tília foi usado para separar embriões de endospermas excisados pelo aparelho de jato de fluido. Em geral, o borbulhador baseado em tília foi colocado em um béquer em uma capela de fluxo laminar estéril. A tubulação do borbulhador foi conectada a um filtro de ar em uma extremidade. A outra extremidade do filtro de ar foi conectada a uma bomba de aquário. O meio de separação (Manitol 0,2 M com 20 μl de PEG 20% (Peso Molecular Médio 8000, Sigma N° P21390)) foi adicionado ao béquer sobre o borbulhador. O embrião e o endosperma do jato de fluido foram coletados e transferidos para o béquer. O ar foi borbulhado através do borbulhador. Os embriões flutuantes foram transferidos para uma pequena placa de Petri e usados para a transformação usando métodos padronizados conhecidos na técnica de transformação de milho como observado acima. As frequências de transformação são mostradas na Tabela 7.Tabela 7. Transformação de embriões de milho separados por flutuação usando bolhas de ar estabilizadas com PEG. [00217] In another experiment, a linden-based bubbler was used to separate embryos from endosperms excised by the fluid jet apparatus. In general, the linden-based bubbler was placed in a beaker in a sterile laminar flow hood. The bubbler tubing was connected to an air filter at one end. The other end of the air filter was connected to an aquarium pump. Separation medium (0.2 M Mannitol with 20 μl of 20% PEG (Average Molecular Weight 8000, Sigma No. P21390)) was added to the beaker over the bubbler. The embryo and endosperm from the fluid jet were collected and transferred to the beaker. Air was bubbled through the bubbler. The floating embryos were transferred to a small Petri dish and used for transformation using standard methods known in the art of corn transformation as noted above. Transformation frequencies are shown in Table 7.Table 7. Transformation of float-separated corn embryos using PEG-stabilized air bubbles.

Exemplo 19: Aparelho para separação de embriões por f utuaçãoExample 19: Apparatus for separating embryos by floating

[00218] Figura 22 mostra um aparelho para a separação de embriões por flutuação que compreende uma coluna de flutuação (E) conectada a um tubo de entrada (A) na extremidade superior da coluna para adição de uma mistura de embriões, endosperma e outros resíduos, um duto de dispersão de ar (G) na extremidade inferior da coluna para a produção de bolhas de ar para elevar os embriões e um tubo de saída (H) também na extremidade inferior da coluna para regulação do nível líquido e remoção de resíduos do fundo da coluna. O fundo da coluna é preferivelmente inclinado para facilitar a remoção de resíduos que não flutuam. A coluna de flutuação também é fornecida com um conduto de drenagem (C) para coletar a espuma que contem os embriões. O duto de dispersão de ar também é fornecido com uma válvula (F) para evitar o refluxo da coluna de líquido para o tubo de dispersão de ar.[00218] Figure 22 shows an apparatus for separating embryos by flotation comprising a flotation column (E) connected to an inlet tube (A) at the upper end of the column for adding a mixture of embryos, endosperm and other waste , an air dispersion duct (G) at the lower end of the column for the production of air bubbles to elevate the embryos and an outlet tube (H) also at the lower end of the column for regulating the liquid level and removing residues from the bottom of the column. The bottom of the column is preferably inclined to facilitate the removal of non-floating residues. The buoyancy column is also provided with a drainage conduit (C) to collect the foam containing the embryos. The air dispersion duct is also provided with a valve (F) to prevent backflow of the liquid column into the air dispersion tube.

[00219] Para operar esse aparelho, a coluna de flutuação é preen chida com um meio líquido compatível com a transformação e cultura de tecido subsequentes dos embriões até que o nível do líquido alcance o dreno de drenagem (D). O dreno de drenagem tem um tubo de sifonagem (B) aberto para o ar no ropo. Um tensoativo é adicionado ao meio líquido para prevenir a coalescência prematura das bolhas e estabilizar a espuma para o acoplamento e ascenção dos embriões até o topo da coluna de flutuação.[00219] To operate this apparatus, the flotation column is filled with a liquid medium compatible with the subsequent transformation and tissue culture of the embryos until the liquid level reaches the drainage drain (D). The drain drain has a siphon tube (B) open to the air in the ropo. A surfactant is added to the liquid medium to prevent premature coalescence of bubbles and stabilize the foam for coupling and ascent of the embryos to the top of the flotation column.

[00220] A próxima etapa na operação do aparelho é ligar o fornecimento de ar para o duto de dispersão de ar. Os poros no duto de dispersão são pequenos o suficiente para produzir bolhas que sobem tão lentamente que seu contato com a superfície hidrofóbica do em- brião é longo o suficiente para permitir o acoplamento das bolhas aos embriões.[00220] The next step in the operation of the apparatus is to turn on the air supply to the air dispersion duct. The pores in the dispersal duct are small enough to produce bubbles that rise so slowly that their contact with the hydrophobic surface of the embryo is long enough to allow coupling of the bubbles to the embryos.

[00221] Depois, uma mistura de embriões, endosperma e resíduos, produzida pelo aparelho de jato de fluido contendo a concentração desejada de um tensoativo (tal como PEG em uma concentração de 20 partes por milhão) é alimentada pelo duto de entrada. Conforme a pasta entra na coluna de flutuação, as partículas suspensas encontram a coluna de bolhas do dispositivo de dispersão de ar. As bolhas se acoplam primeiro aos embriões e preferencialmente elevam os embriões para a superfície da coluna de flutuação onde eles se tornam parte da espuma. Conforme a espuma se acumula, ela sai da coluna de flutuação através do conduto de drenagem (C).[00221] Then, a mixture of embryos, endosperm and waste, produced by the fluid jet apparatus containing the desired concentration of a surfactant (such as PEG at a concentration of 20 parts per million) is fed into the inlet duct. As the slurry enters the buoyancy column, the suspended particles encounter the bubble column of the air dispersion device. The bubbles first attach to the embryos and preferentially lift the embryos to the surface of the buoyancy column where they become part of the foam. As foam accumulates, it exits the buoyancy column through the drain conduit (C).

[00222] Durante a opração, a coluna pode ser inclinada em um ângulo discreto com a vertical em direção ao conduto de drenagem tal que as bolhas ascendentes são concentradas na parede posterior da coluna e tendem a empurrar a espuma na direção e para o conduto.[00222] During operation, the column can be inclined at a discrete angle with the vertical towards the drainage conduit such that the rising bubbles are concentrated on the rear wall of the column and tend to push the foam towards and towards the conduit.

[00223] Os resíduos ricos em endosperma, que não flutuam, caem para o fundo da coluna de flutuação e se acumulam no ponto mais baixo do fundo inclinado. Esses resíduos são removidos da coluna durante o nivelamento líquido automático da coluna, que ocorre quando a pasta de embriões e resíduos de endosperma é alimentada inicialmente no funil de alimentação no início do funcionamento da coluna ou podem ser removidos no final da operação da coluna de flutuação.[00223] The endosperm-rich waste, which does not float, falls to the bottom of the flotation column and accumulates at the lowest point of the inclined bottom. These residues are removed from the column during automatic liquid leveling of the column, which occurs when the slurry of embryos and endosperm residues is initially fed into the feed hopper at the beginning of column operation or may be removed at the end of float column operation. .

[00224] Em outra modalidade, o nível de líquido no tanque de flutuação é um nível mantido com um dreno de saída e a espuma que sobe para a superfície é continuamente arrastada para o dreno. Essa ação pode ser facilitada pela existência de mais bolhas que surgem no lado do tanque afastado do dreno tal que há uma circulação produzida que surge no lado longe do dreno e se dissipa no lado do dreno.[00224] In another embodiment, the liquid level in the float tank is a level maintained with an outlet drain and the foam that rises to the surface is continuously drawn into the drain. This action can be facilitated by the existence of more bubbles that arise on the side of the tank away from the drain such that there is a circulation produced that arises on the side away from the drain and dissipates on the drain side.

[00225] Em outra modalidade, o nível líquido no tanque de flutuação pode ser mantido abaixo do nível do dreno até que uma quanidade suficiente de espuma e embriões tenha se acumulado e então o nível líquido é elevado tal que a espuma e os embriões transbordam para o dreno.[00225] In another embodiment, the liquid level in the float tank may be maintained below the drain level until a sufficient amount of foam and embryos has accumulated and then the liquid level is raised such that the foam and embryos overflow to the drain.

Exemplo 20: Aparelhos alternativos para separar embriões pela flutuaçãoExample 20: Alternative devices for separating embryos by flotation

[00226] Esse exemplo descreve outra modalidade de aparelho designado para separar embriões de milho do endosperma do milho por meio de um processo de flutuação que usa bolhas e tensoativos. O aparelho pode ser usado com um aparelho de excisão de embriões, tal como um aparelho de jato de fluido como descrito anteriormente no pedido.[00226] This example describes another embodiment of apparatus designed to separate corn embryos from corn endosperm through a flotation process that uses bubbles and surfactants. The apparatus can be used with an embryo excision apparatus, such as a fluid jet apparatus as described previously in the application.

[00227] No aparelho (Figura 23), os embriões e endospermas fluem para uma camara guarnecida com um meio para a produção de bolhas. As bolhas podem ser geradas pelo ar forçado através de asper- sor. Preferivelmente, o tamanho (diametro) da bolha é de cerca de 100 μm a 500 μm. Um agente estabilizador de bolha, tal como polietileno glicol (PEG) também é adicionado em uma concentração de cerca de 1 a cerca de 100 ppm, por exemplo, 20 ppm. Os embriões, preferencialmente se acoplam a bolhas através de interação hidrofóbica e as bolhas elevam os embriões acoplados para a superfície da câmara. A adição de PEG possibilita que as bolhas transportem suas "cargas" de embriões para a superfície. PEG também ajuda a criar uma camada de espuma no topo da superfície e os embriões coletados no topo da camada de espuma são carregados para o conduto de drenagem. Um dispositivo de escumadeira motorizada pode ser usado para facilitar o fluxo da espuma que contém os embriões para a saída, onde eles passam por uma estação de imagem ou dispositivo de contagem para a contagem do número de embriões, e são coletados em recipientes como necessário. Um comutador operacionalmente ligado a uma esta- ção de imagem ou ao dispositivo de contagem pode ser fornecido para dispensar os números desejados de embriões em recipientes diferentes. Os recipientes podem ser conectados a uma dispositivo coletor a vácuo para remover o líquido deixando para trás os embriões para uso posterior.[00227] In the apparatus (Figure 23), the embryos and endosperms flow into a chamber equipped with a medium for producing bubbles. Bubbles can be generated by air forced through a sprinkler. Preferably, the size (diameter) of the bubble is about 100 μm to 500 μm. A bubble stabilizing agent such as polyethylene glycol (PEG) is also added at a concentration of about 1 to about 100 ppm, for example, 20 ppm. The embryos preferentially attach to bubbles through hydrophobic interaction and the bubbles elevate the coupled embryos to the surface of the chamber. The addition of PEG enables the bubbles to transport their "loads" of embryos to the surface. PEG also helps to create a foam layer on top of the surface and the embryos collected on top of the foam layer are carried into the drainage conduit. A motorized skimmer device can be used to facilitate the flow of the foam containing the embryos to the outlet, where they pass through an imaging station or counting device to count the number of embryos, and are collected into containers as needed. A switch operatively linked to an imaging station or counting device can be provided to dispense desired numbers of embryos into different containers. The containers can be connected to a vacuum collection device to remove the liquid leaving behind the embryos for later use.

[00228] O aparelho ainda é guarnecido com um meio para trazer o liquido para dentro e para fora da câmara. O nível líquido na câmra pode ser controlado por um dispositivo de nivelamento de líquido. Os endospermas e outros resíduos que não estão seletivamente acoplados as bolhas, são descartados através de meios para retirar o líquido do fundo do recipiente, tal como um dreno para saída de rejeitos. O mesmo meio líquido que é usado para a excisão dos embriões pode ser usado para encher a câmara de separação de embriões. O meio que sai do aparelho pode ser reciclado para uso posterior durante os processos de excisão e separação.[00228] The apparatus is further provided with a means for bringing the liquid into and out of the chamber. The liquid level in the chamber can be controlled by a liquid leveling device. The endosperms and other residues that are not selectively coupled to the bubbles are discarded through means to remove the liquid from the bottom of the container, such as a waste outlet drain. The same liquid medium that is used for excision of the embryos can be used to fill the embryo separation chamber. The medium that leaves the device can be recycled for later use during the excision and separation processes.

Exemplo 21: Combinação de dispositivo para excisão e separação de embriões de milho para cultura de tecidoExample 21: Combination device for excision and separation of corn embryos for tissue culture

[00229] Esse exemplo ilustra um dispositivo de combinação ou um dispositivo integrado que compreende um extrator de embrião como mostrado nas Figuras 24-25 e um separador de embrião como mostrado na Figura 26. Preferivelmente, o extrator de embrião está em comunicação com o separador. Entretanto, o extrator de embrião ou o separador podem ser operados separadamente e a saída do extrator de embrião pode ser a entrada do separador de embrião.[00229] This example illustrates a combination device or an integrated device comprising an embryo extractor as shown in Figures 24-25 and an embryo separator as shown in Figure 26. Preferably, the embryo extractor is in communication with the separator . However, the embryo extractor or separator may be operated separately and the outlet of the embryo extractor may be the inlet of the embryo separator.

[00230] Com referência à Figura 24 que é uma vista superior, o extrator de embrião é guarnecido com pelo menos um jato de fluido (C) para extração de embriões de cada espiga (B). Mais do que um jato de fluido pode ser direcionado para uma única espiga. Cada espiga da Figura 24 é mantida em posição pelos retentores guarnecidos com molas (A) em uma extremidade das espigas e um retentor me- canizado (D) na outra extremidade que pode ser dirigido por um mecanismo de esteira (E). Uma vista lateral do aparelho é mostrada na Figura 25. Normalmente, as coroas dos grãos sobre a espiga são parcialmente ou completamente removidas para facilitar a extração do embrião.[00230] With reference to Figure 24 which is a top view, the embryo extractor is equipped with at least one jet of fluid (C) for extracting embryos from each ear (B). More than one jet of fluid can be directed at a single spike. Each tang in Figure 24 is held in position by spring-loaded retainers (A) at one end of the tangs and a mechanized retainer (D) at the other end that can be driven by a track mechanism (E). A side view of the apparatus is shown in Figure 25. Typically, the crowns of the kernels on the ear are partially or completely removed to facilitate embryo extraction.

[00231] Qualquer meio líquido pode ser usado para produzir o jato de fluido (C), por exemplo, como descrito no Exemplo 15. Água estéril pode ser usada para excisar os embriões desde que o período entre o contato inicial do embrião com a água e a imersão no meio de cultura no tanque de flutuação seja curto. Um filtro pode ser usado para esterilizar a água. Alternativamente, o meio líquido compreende mani- tol ou outro soluto de força osmótica adequada como descrito acima.[00231] Any liquid medium can be used to produce the fluid jet (C), for example, as described in Example 15. Sterile water can be used to excise the embryos as long as the period between the embryo's initial contact with the water and the immersion in the culture medium in the flotation tank is short. A filter can be used to sterilize the water. Alternatively, the liquid medium comprises mannitol or another solute of suitable osmotic strength as described above.

[00232] Como mostrado na Figura 26, depois da extração dos embriões dos grãos, os embriões e os resíduos caem, opcionalmente, ou são adicionados aum separador de embrião, que compreende um sistema de esteira rolante com tela dupla conectado a uma câmara de flutuação. A esteira rolante com tela dupla tem uma tela grosa móvel (A) que captura material grosseiro, mas deixa que os embriões e outros materiais menores passem através para um tela mais fina (H) que retém os embriões e o material de tamanho similar, mas que permite que um material muito fino e o líquido passem através para o dreno de rejeito líquido (W). O material coletado sobre a tela grossa é removido no tanque de lavagem da tela grossa (F) e é auxiliado pelo fluxo de rejeito abaixo do dreno de rejeito líquido (W) e escoado através do conduto do tanque de lavagem da tela grossa (E) e do dreno do tanque de lavagem (G). O material coletado sobre a tela fina (H) é lavado livremente no tanque de lavagem da tela fina (N) com o auxílio de um meio fresco e preferivelmente um espumante através da entrada (M). Se os embriões não se deslocam da tela fina (H) para o tanque de lavagem da tela fina (N), pode ser usada a agitação. Por exemplo, os embriões capturados sobre a tela fina são desalojados no meio de flutuação conforme eles passam em volta de um rolete (K) e também pelo impacto da produção do meio adicionado através de (M). A liberação de meio fresco e do espumante é ajustada tal que os resíduos que se acumulam na câmara de flutuação são continuamente removidos através da entrada do regulador de nível líquido (U) e dos dutos de saída (V).[00232] As shown in Figure 26, after extraction of the embryos from the grains, the embryos and waste optionally fall or are added to an embryo separator, which comprises a double screen conveyor belt system connected to a flotation chamber . The double screen conveyor belt has a movable coarse screen (A) that captures coarse material but allows embryos and other smaller material to pass through to a finer screen (H) that retains embryos and similar sized material but which allows very fine material and liquid to pass through to the liquid waste drain (W). Material collected on the coarse screen is removed in the coarse screen wash tank (F) and is assisted by the waste stream below the liquid waste drain (W) and drained through the coarse screen wash tank conduit (E) and the wash tank drain (G). The material collected on the fine screen (H) is washed freely in the fine screen washing tank (N) with the aid of a fresh medium and preferably a foaming medium through the inlet (M). If the embryos do not move from the fine screen (H) to the fine screen wash tank (N), agitation can be used. For example, embryos captured on the fine screen are dislodged in the flotation medium as they pass around a roller (K) and also by the impact of production of the medium added through (M). The release of fresh medium and frother is adjusted such that residues that accumulate in the flotation chamber are continuously removed through the liquid level regulator inlet (U) and outlet ducts (V).

[00233] Telas termoplásticas moldadas, que não são tecidas, podem ser preferidas para uso nesse aparelho já que elas não se desfazem. Tais telas estão disponíveis (por exemplo, McMaster-Carr, Atlanta, GA) em várias espessuras (trançado) de tela, largura de trançado e tamanhos de abertura da tela. As telas feitas de polipropi- leno também são preferidas por que elas podem ser autoclavadas. As dimensões exatas da tela podem ser selecionadas empiricamente pelo operador dependendo dos tamanhos esperados dos embriões e dos resíduos que são introduzidos no separador.[00233] Molded thermoplastic screens, which are not woven, may be preferred for use in this apparatus as they do not fall apart. Such screens are available (e.g., McMaster-Carr, Atlanta, GA) in various screen (woven) thicknesses, braid widths, and screen opening sizes. Screens made from polypropylene are also preferred because they can be autoclaved. The exact dimensions of the screen can be selected empirically by the operator depending on the expected sizes of the embryos and the waste that is introduced into the separator.

[00234] Com referência à Figura 26, a tela grossa (A) e a tela fina (H) podem ser suportadas por rolos. Preferivelmente, a tela grossa (A) é suportada por um rolo mecanizado (B), um rolo livre (C) e um rolo de limpeza (D). A tela fina (H) é suportada por um rolo mecanizado (I), um rolo livre (J), um rolo de limpeza (K) e um rolo elevador (L). Os rolos podem ser cilíndricos lineares ou diferentes de cilindrico linear, preferivelmente côncavo-cilíndrico por que eles permitem que esteiras transportadoras tipo calha sejam usadas, que tipicamente têm menos perda de produto ao longo de seus limites do que esteiras planas. Esteiras transportadoras tipo calha podem permitir maiores velocidades e inclinações da esteira. Um ou mais dos rolos podem ser mecanizados, por exemplo, o rolo (B) e podem ter suas superfícies texturizadas para se agarrarem mais firmemente a tela. Pode ser desejável mecanizar apenas um rolo diretamente e ter o outro rolo mecanizado, por exemplo, o rolo (C) a partir do primeiro por uma esteira ou engrenagem. Suportes ou guias laterais ou centrais sob as telas grossa e fina podem ser desejáveis para evitar a submersão e a perda de líquido ao longo dos limites das telas. Rolos de suporte adicionais também podem ser desejáveis.[00234] With reference to Figure 26, the thick screen (A) and the thin screen (H) can be supported by rollers. Preferably, the thick screen (A) is supported by a mechanized roller (B), a free roller (C) and a cleaning roller (D). The fine screen (H) is supported by a mechanized roller (I), a free roller (J), a cleaning roller (K) and an elevator roller (L). The rollers may be linear-cylindrical or other than linear-cylindrical, preferably concave-cylindrical because they allow trough-type conveyor belts to be used, which typically have less product loss along their boundaries than flat belts. Chute-style conveyor belts can allow for higher belt speeds and inclines. One or more of the rollers may be mechanized, for example, roller (B) and may have textured surfaces to grip the screen more firmly. It may be desirable to machine only one roll directly and have the other roll machined, for example roll (C) from the first by a belt or gear. Side or center supports or guides under the coarse and fine screens may be desirable to prevent submersion and loss of liquid along the edges of the screens. Additional support rollers may also be desirable.

[00235] Depois que o material coletado sobre a tela fina (H) se desloca para o tanque de lavagem da tela fina (N), ele cai para além do defletor de bolhas (O) e entra na câmara de flutuação (P) onde ele encontra bolhas de ar ascendentes (S) produzidas, por exemplo, por um duto de dispersão de ar (T). Nesse ponto, as bolhas de ar se acoplam preferencialmente as superfícies hidrofóbicas dos embriões, carregando-os para a superfície onde eles são depositados em uma espuma através da abertura lateral da câmara de flutuação (Q) e do conduto de liberação de embrião (espuma) (R). Se os embriões que afundam na câmara de flutuação (P) não são expostos adequadamente as bolhas, um dispositivo de misturação tal como um agitador magnético pode ser fornecido na porção inferior da câmara (P) para melhorar a exposição.[00235] After the material collected on the fine screen (H) moves to the fine screen wash tank (N), it falls past the bubble deflector (O) and enters the float chamber (P) where it finds rising air bubbles (S) produced, for example, by an air dispersion duct (T). At this point, the air bubbles preferentially attach to the hydrophobic surfaces of the embryos, carrying them to the surface where they are deposited in a foam through the side opening of the flotation chamber (Q) and the embryo release conduit (foam). (R). If embryos sinking in the flotation chamber (P) are not adequately exposed to the bubbles, a mixing device such as a magnetic stirrer can be provided in the lower portion of the chamber (P) to improve exposure.

[00236] O nível líquido no tanque de flutuação é regulado pela entrada de meio fresco e o espumante a partir de (M) e pelo sistema de nivelamento de líquido (por exemplo, Figura 27) que compreende um tubo de entrada em U e um tubo de saída (V) no qual o excesso de líquido junto com os resíduos entra no tubo em U e sai pelo tubo (V). Um tubo em forma de U conecta (U) e (V) com o nível mais alto no tubo atingindo o nível no qual o líquido deve ser mantido. O topo do tubo em U também é guarnecido com uma abertura antissifonagem. Outro dispositivo para nivelamento de líquido tal como aqueles baseados na flutuação, baseados em óptica, baseados na condutividade e baseados em eletricidade podem ser previstos para regular o nível de líquido nesse dispositivo.[00236] The liquid level in the float tank is regulated by the inlet of fresh and foaming media from (M) and by the liquid leveling system (e.g., Figure 27) comprising a U-shaped inlet tube and a outlet tube (V) in which excess liquid along with waste enters the U-tube and exits through the tube (V). A U-shaped tube connects (U) and (V) with the highest level in the tube reaching the level at which the liquid is to be maintained. The top of the U-tube is also fitted with an anti-siphonage opening. Other liquid leveling devices such as those based on buoyancy, based on optics, based on conductivity and based on electricity can be provided for regulating the level of liquid in such a device.

Exemplo 22: Aparelho para isolamento de tecidos transformáveis de sementes e frutosExample 22: Apparatus for isolating transformable tissues from seeds and fruits

[00237] As composições, métodos e aparelhos da presente invenção podem ser usados para isolar tecido transformável, por exemplo, embriões de sementes e frutos de outras plantas monocotiledôneas e dicotiledôneas, incluindo sem limtação, milho, trigo, cevada, soja, girassol, algodão, canola, pimentas, tomates, framboesa e morango entre outras.[00237] The compositions, methods and apparatus of the present invention can be used to isolate transformable tissue, for example, embryos from seeds and fruits of other monocotyledonous and dicotyledonous plants, including without limitation, corn, wheat, barley, soybeans, sunflower, cotton , canola, peppers, tomatoes, raspberries and strawberries among others.

[00238] Um fixador adequado, por exemplo, uma lamina que tem orifícios e/ou sulcos adequados para conter sementes ou frutos de várias formas e tamanhos é fornecido (por exemplo, Figura 28). O fixador pode ser feito de um material adequado tal como plástico ou metal. O fixador pode ser uma folha chata ou enrolado em um cilindro como mostrado na Figura 29 e suspenso em uma fase gasosa tal como uma fase de ar ou líquido ou pode ser parcialmente suspenso nas fases gasosa e líquida. As sementes e os frutos podem ser fixados sobre o fixador por uma força adequada, tal como uma força mecânica e/ou de sucção. O fixador pode ser fixado em relação a uma força fluida, por exemplo, uma corrente líquida do meio descrito no Exemplo 15 ou pode ser móvel em relação à força fluida.[00238] A suitable fastener, for example, a blade having holes and/or grooves suitable for containing seeds or fruits of various shapes and sizes is provided (e.g., Figure 28). The fastener may be made of a suitable material such as plastic or metal. The fastener may be a flat sheet or rolled into a cylinder as shown in Figure 29 and suspended in a gas phase such as an air or liquid phase or may be partially suspended in the gas and liquid phases. Seeds and fruits can be secured onto the clamp by a suitable force, such as mechanical and/or suction force. The fastener may be fixed relative to a fluid force, for example, a liquid stream of the medium described in Example 15, or it may be movable relative to the fluid force.

[00239] Em outra modalidade mostrada na Figura 30, um Came ou Parafuso de pressão, por exemplo, um parafuso, é inserido em uma extremidade do cilindro para aplicar pressão sobre as sementes e frutos para facilitar o isolamento dos embriões. Os embriões isolados podem ser separados dos resíduos pelos vários métodos descritos em outros lugares nesse pedido.[00239] In another embodiment shown in Figure 30, a Cam or Pressure Screw, for example, a screw, is inserted into one end of the cylinder to apply pressure to the seeds and fruits to facilitate isolation of the embryos. Isolated embryos can be separated from waste by the various methods described elsewhere in this application.

[00240] Em outra modalidade da presente invenção, a folha ou o cilindro podem ser centrifugados em um recipiente para aplicar forças sobre as sementes ou frutos retidos para isolar os embriões.[00240] In another embodiment of the present invention, the sheet or cylinder can be centrifuged in a container to apply forces to the retained seeds or fruits to isolate the embryos.

[00241] Os embriões podem ser separados de outros tecidos como descrito nos Exemplos 18-20 e usados para transformação e regeneração de várias espécies de planta. Por exemplo, embriões de soja podem ser transformados usando os métodos descritos na Patente U.S. 7.002.058. Métodos de transformação para outras plantas são conhecidos na técnica.[00241] Embryos can be separated from other tissues as described in Examples 18-20 and used for transformation and regeneration of various plant species. For example, soybean embryos can be transformed using the methods described in U.S. Patent 7,002,058. Transformation methods for other plants are known in the art.

Exemplo 23: Métodos para separação de embriões de algodão e sojaExample 23: Methods for separating cotton and soybean embryos

[00242] Esse exemplo ilustra a utilidade das composições, métodos e aparelhos da presente invenção na separação de embriões de algodão e soja do tecido da semente, demonstrando assim utilidade mais ampla. As sementes de algodão e soja foram esmagadas pelo método e aparelho descritos no Pedido de Patente U.S N° de Série 12/045.502, depositado em 10 de Março de 2008 e na Publicação de Pedido de Patente U.S 20050005321, e adicionados a uma solução de manitol 0,2 M com PEG 8000 0,0012% para o isolamento de em-briões de algodão e cerca de 0,003% de PEG8000 para o isolamento de embriões de soja, usando o aparelho mostrado na Figura 31. As bolhas foram produzidas, por exemplo, como descrito no Exemplo 18. A maior parte dos eixos embrionários de algodão foram encontrados acumulados com as bolhas como mostrado nas Figuras 32-33. Os embriões de algodão foram preparados para transformação usando os métodos descritos no Pedido de Patente U.S N° de Série 12/045.502. No caso da soja, os embriões quebrados (eixo embrioná-rio e cotilédones) foram encontrados no fundo do recipiente, enquanto que a maioria dos revestimentos da semente flutuaram até o topo com as bolhas. Os eixos embrionários e cotilédones foram separados depois por métodos de densidade diferencial. Por exemplo, em uma solução de Ficoll em sacarose 20%, os eixos embrionários sobem para a superfície, enquanto que os cotilédones mergulham para o fundo do recipiente. Os embriões de soja podem ser transformados usando o método descrito na Patente US 7.002.058.[00242] This example illustrates the usefulness of the compositions, methods and apparatus of the present invention in separating cotton and soybean embryos from seed tissue, thus demonstrating broader utility. Cotton and soybean seeds were crushed by the method and apparatus described in U.S. Patent Application Serial No. 12/045,502, filed March 10, 2008, and U.S. Patent Application Publication 20050005321, and added to a mannitol solution. 0.2 M with 0.0012% PEG 8000 for the isolation of cotton embryos and about 0.003% PEG8000 for the isolation of soybean embryos, using the apparatus shown in Figure 31. Bubbles were produced, e.g. , as described in Example 18. Most of the cotton embryonic axes were found accumulated with the blisters as shown in Figures 32-33. Cotton embryos were prepared for transformation using the methods described in U.S. Patent Application Serial No. 12/045,502. In the case of soybeans, the broken embryos (embryonic axis and cotyledons) were found at the bottom of the container, while most of the seed coats floated to the top with the bubbles. The embryonic axes and cotyledons were then separated by differential density methods. For example, in a 20% solution of Ficoll in sucrose, the embryonic axes rise to the surface, while the cotyledons dive to the bottom of the container. Soybean embryos can be transformed using the method described in US Patent 7,002,058.

Exemplo 24: Desenvolvimento de um meio de cocultura para intensificar a frequencia de transformaçãoExample 24: Development of a co-culture environment to intensify the frequency of transformation

[00243] Em alguns experimentos, o uso do meio de cocultura 1233 (Publicação de Pedido de Patente U.S 2004/00244075) no processo de transformação do milho, utilizando os embriões preparados por um método com jato de fluido e separados por um método de flutuação, resultou em frequências de transformação menores (FTs). A fim de manter ou intensificar a frequência de transformação, um novo meio de cocultura, denominado "1898" foi testado e inesperadmente descoberto aumentar as FTs.[00243] In some experiments, the use of coculture medium 1233 (U.S. Patent Application Publication 2004/00244075) in the corn transformation process, using embryos prepared by a fluid jet method and separated by a flotation method , resulted in lower transformation frequencies (FTs). In order to maintain or intensify the transformation frequency, a new coculture medium called "1898" was tested and unexpectedly found to increase TFs.

[00244] Vários grupos de experimentos foram conduzidos para comparar o meio de cocultura 1233 e o meio de cocultura 1898. Entre outras diferenças de composição (veja Tabela 9), o meio de cocultura 1898 tem um nível menor de 2,4-D e tem Carbenicilina. Embriões imaturos de espigas de milho foram excisados e separados como descrito nos Exemplos acima. Os embriões separados foram divididos em dois tratamentos. Embriões em ambos os tratamentos foram inoculados com o vetor de transformação de planta pMON97367 que compreende um gus e um cassete de expressão de CP4. Os embriões do tratamento 1 foram cocultivados sobre o meio 1233 e os embriões do tratamento 2 foram cocultivados sobre o meio 1898. Depois da cocultura durante a noite, os embriões foram processados pelo método descrito na Publicação de Pedido de Patente U.S 2004/00244075.[00244] Several sets of experiments were conducted to compare the 1233 coculture medium and the 1898 coculture medium. Among other compositional differences (see Table 9), the 1898 coculture medium has a lower level of 2,4-D and has Carbenicillin. Immature corn cob embryos were excised and separated as described in the Examples above. The separated embryos were divided into two treatments. Embryos in both treatments were inoculated with the plant transformation vector pMON97367 comprising a gus and a CP4 expression cassette. Embryos from treatment 1 were cocultured on medium 1233 and embryos from treatment 2 were cocultured on medium 1898. After overnight coculture, the embryos were processed by the method described in U.S. Patent Application Publication 2004/00244075.

[00245] A Tabela 8 mostra que o uso do meio de cocultura 1898 resultou em aperfeiçoamentos em todos os indicadores principais tais com resposta da cultura, eventos criados, eventos transferidos para Phytatrays, eventos transferidos para o solo e % de FT em comparação com o uso do meio de cocultura 1233. A Tabela 9 dá as composições dos meios usados.Tabela 8. Aumento da frequencia de transformação com o meio de cocultura 1898.Tabela 9. Composições dos meios usados na presente invenção. Os meios 1233, 1278, 1073, 1071, 1084 são de Cai et al.; Publicação de Pedido de Patente U.S. 2004/00244075. Meio 1898 é da Publicação de Pedido de Patente U.S 2008/0124727. *Compreendendo 1250 mg/L de ácido nicotínico (Sigma), 250 mg/L de piridoxina HCl (Sigma), 250 mg/L de tiamina HCl (Sigma), e 250 mg/L de pantotenato de cálcio (Sigma).[00245] Table 8 shows that the use of the 1898 coculture medium resulted in improvements in all key indicators such as culture response, events created, events transferred to Phytatrays, events transferred to soil and % FT compared to the use of coculture medium 1233. Table 9 gives the compositions of the media used. Table 8. Increased transformation frequency with coculture medium 1898. Table 9. Compositions of the media used in the present invention. Means 1233, 1278, 1073, 1071, 1084 are from Cai et al.; US Patent Application Publication 2004/00244075. Medium 1898 is from US Patent Application Publication 2008/0124727. *Comprising 1250 mg/L nicotinic acid (Sigma), 250 mg/L pyridoxine HCl (Sigma), 250 mg/L thiamine HCl (Sigma), and 250 mg/L calcium pantothenate (Sigma).

[00246] Todos os materiais e métodos descritos e reivindicados aqui pode ser feitos e usados, como instruídos pela descrição acima, e sem experimentação exaustiva, por uma pessoa versada na técnica. Embora os materiais e métodos dessa invenção tenham sido descritos em termos de modalidades preferidas e exemplos ilustrativos, ficará claro para aqueles versados na técnica que variações podem ser aplicadas aos materiais e métodos aqui descritos sem se afastar do conceito, espírito e escopo da invenção. Todos os substituintes similares e modificações claras para aqueles versados na técnica são considerados estar dentro do conceito, espírito e escopo da invenção como definida adicionalmente pelas reivindicações anexas.[00246] All materials and methods described and claimed here can be made and used, as instructed by the above description, and without exhaustive experimentation, by a person skilled in the art. Although the materials and methods of this invention have been described in terms of preferred embodiments and illustrative examples, it will be clear to those skilled in the art that variations may be applied to the materials and methods described herein without departing from the concept, spirit and scope of the invention. All similar substituents and modifications clear to those skilled in the art are considered to be within the concept, spirit and scope of the invention as further defined by the appended claims.

REFERÊNCIASREFERENCES

[00247] As referências a seguir, à medida que elas fornecem pro-cedimentos exemplares ou outros detalhes suplementares àqueles descritos aqui, estão especificamente incorporadas aqui por referência. Patente U.S. 5.550.318 Patente U.S.5.780.708 Patente U.S.6.194.636 Patente U.S.6.232.526 Patente U.S.7.002.058 Patente U.S.7.150.993 Pedido de Patente U.S. 10/710.067 Pedido de Patente U.S. 11/613.031 Pedido de Patente U.S. 12/045.502 Publicação de Patente U.S. 2003/0024014 Publicação de Patente U.S. 2004/0016030 Publicação de Patente U.S. 2004/0126845 Publicação de Patente U.S. 2004/0210958 Publicação de Patente U.S. 2004/0216189 Publicação de Patente U.S. 2004/0244075 Publicação de Patente U.S. 2005/0246786 Publicação de Patente U.S. 2008/0124727 Pedido de Patente Provisória U.S. 60/894.096 Pedido de Patente Provisória U.S. 60/915.066[00247] The following references, to the extent that they provide exemplary procedures or other details supplementary to those described here, are specifically incorporated herein by reference. U.S. Patent 5,550,318 U.S. Patent 5,780,708 U.S. Patent 6,194,636 U.S. Patent 6,232,526 U.S. Patent 7,002,058 U.S. Patent 7,150,993 U.S. Patent Application 10/710,067 U.S. Patent Application 11 /613,031 U.S. Patent Application 12/ 045,502 U.S. Patent Publication 2003/0024014 U.S. Patent Publication 2004/0016030 U.S. Patent Publication 2004/0126845 U.S. Patent Publication 2004/0210958 U.S. Patent Publication 2004/0216189 U.S. 2004/0244075 U.S. Patent Publication 2005/0246786 U.S. Patent Publication 2008/0124727 U.S. Provisional Patent Application 60/894,096 U.S. Provisional Patent Application 60/915,066

Claims (28)

1. Método para preparação de embriões de milho adequados para cultura de tecido e/ou transformação genética, caracterizado pelo fato de que compreende (a) direcionar um primeiro jato de meio líquido sobre um grão de milho para extrair o endosperma do grão; e (b) direcionar um segundo jato de meio líquido sobre o grão para extrair um embrião do grão.1. Method for preparing corn embryos suitable for tissue culture and/or genetic transformation, characterized by the fact that it comprises (a) directing a first jet of liquid medium onto a corn grain to extract the endosperm from the grain; and (b) directing a second jet of liquid medium onto the grain to extract an embryo from the grain. 2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o meio líquido consiste em água ou um agente osmó- tico com uma osmolalidade de 0 mOsm/kg a 600 mOsm/kg.2. Method according to claim 1, characterized by the fact that the liquid medium consists of water or an osmotic agent with an osmolality of 0 mOsm/kg to 600 mOsm/kg. 3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o agente osmótico é selecionado do grupo que consiste em manitol, sorbitol, glicose e sacarose.3. Method according to claim 2, characterized in that the osmotic agent is selected from the group consisting of mannitol, sorbitol, glucose and sucrose. 4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o meio consiste em água e manitol em uma concen-tração entre 0,05 M a 0,5 M.4. Method, according to claim 3, characterized by the fact that the medium consists of water and mannitol in a concentration between 0.05 M and 0.5 M. 5. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o meio consiste em água e sacarose em uma concen-tração entre 0,05 M a 0,5 M.5. Method, according to claim 3, characterized by the fact that the medium consists of water and sucrose in a concentration between 0.05 M and 0.5 M. 6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o grão está compreendido sobre uma espiga de milho.6. Method according to claim 1, characterized by the fact that the grain is comprised on an ear of corn. 7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende mover a espiga de milho em relação ao primeiro e segundo jatos para remover o endosperma e o embrião do grão em sucessão.7. Method, according to claim 1, characterized by the fact that it comprises moving the corn cob in relation to the first and second jets to remove the endosperm and the grain embryo in succession. 8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro e/ou segundo jatos compreendem uma lar-gura menor do que a largura o grão de milho.8. Method, according to claim 1, characterized by the fact that the first and/or second jets comprise a width smaller than the width of the corn grain. 9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro e/ou segundo jatos compreendem uma lar-gura de 0,0762 mm (0,003") e uma altura de 25,4 mm (1").9. Method, according to claim 1, characterized by the fact that the first and/or second jets comprise a width of 0.0762 mm (0.003") and a height of 25.4 mm (1"). 10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro e/ou segundo jatos são produzidos com uma pressão entre 206,8 kPa (30 psi) a 517,1 kPa (75 psi).10. Method, according to claim 1, characterized by the fact that the first and/or second jets are produced with a pressure between 206.8 kPa (30 psi) to 517.1 kPa (75 psi). 11. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro e/ou segundo jatos são direcionados a partir de um injetor que produz um fluxo de fluido laminar estável a uma distância de pelo menos 63,5 mm (2,5") do injetor.11. Method according to claim 1, characterized by the fact that the first and/or second jets are directed from an injector that produces a stable laminar fluid flow at a distance of at least 63.5 mm (2 .5") of the injector. 12. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o grão é posicionado a 44,45 - 50,8 mm (1 % - 2") da ponta do injetor.12. Method according to claim 1, characterized by the fact that the grain is positioned 44.45 - 50.8 mm (1% - 2") from the tip of the injector. 13. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro e/ou segundo jatos contatam cada grão em uma fileira de grãos encontrada sobre a espiga com a mesma força.13. Method according to claim 1, characterized by the fact that the first and/or second jets contact each grain in a row of grains found on the cob with the same force. 14. Método para a preparação de embriões de planta ade-quados para cultura de tecido e/ou transformação genética, caracterizado pelo fato de que um aparelho para conter um grão ou outro tecido é centrifugado em um recipiente para aplicar força ao grão ou outro tecido.14. Method for preparing plant embryos suitable for tissue culture and/or genetic transformation, characterized in that an apparatus for containing a grain or other tissue is centrifuged in a container to apply force to the grain or other tissue . 15. Aparelho para obtenção de embriões de planta adequados para cultura de tecido e/ou transformação genética, caracterizado pelo fato de que compreende (a) pelo menos um primeiro jato de fluido e um segundo jato de fluido para direcionar o meio sobre um grão ou outro tecido de milho que compreende um embrião de planta; (b) um aparelho para conter o grão ou outro tecido no trajeto do meio; e (c) pelo menos um primeiro separador para isolar embriões de tecido não embrionário.15. Apparatus for obtaining plant embryos suitable for tissue culture and/or genetic transformation, characterized in that it comprises (a) at least a first jet of fluid and a second jet of fluid for directing the medium onto a grain or other corn tissue comprising a plant embryo; (b) an apparatus for containing the grain or other fabric in the media path; and (c) at least one first separator for isolating embryos from non-embryonic tissue. 16. Aparelho, de acordo com a reivindicação 15, caracteri-zado pelo fato de que o embrião está compreendido dentro de um grão de milho.16. Apparatus, according to claim 15, characterized by the fact that the embryo is contained within a corn grain. 17. Aparelho, de acordo com a reivindicação 16, caracteri-zado pelo fato de que o grão de milho está compreendido sobre uma espiga de milho.17. Apparatus, according to claim 16, characterized by the fact that the corn grain is comprised on an ear of corn. 18. Aparelho, de acordo com a reivindicação 17, caracteri-zado pelo fato de que o aparelho para a contenção do grão compreende meios para mover a espiga de milho em relação ao primeiro e segundo jatos de fluido para controlar o ângulo entre o primeiro e segundo jatos de fluido e o grão.18. Apparatus according to claim 17, characterized by the fact that the apparatus for containing the grain comprises means for moving the corn cob relative to the first and second jets of fluid to control the angle between the first and second jets of fluid and the grain. 19. Aparelho, de acordo com a reivindicação 15, caracteri-zado pelo fato de que compreende ainda um detector para identificar o tecido de endosperma e os embriões excisados.19. Apparatus according to claim 15, characterized by the fact that it further comprises a detector for identifying endosperm tissue and excised embryos. 20. Aparelho, de acordo com a reivindicação 15, caracteri-zado pelo fato de que o aparelho para conter o grão ou outro tecido compreende uma lâmina plana ou cilíndrica.20. Apparatus according to claim 15, characterized by the fact that the apparatus for containing the grain or other fabric comprises a flat or cylindrical blade. 21. Aparelho, de acordo com a reivindicação 15, caracteri-zado pelo fato de que o aparelho para conter o grão ou outro tecido compreende uma tela, uma pluralidade de fendas; ou um came ou pa-rafuso de pressão que aplica força sobre o tecido.21. Apparatus according to claim 15, characterized by the fact that the apparatus for containing the grain or other fabric comprises a screen, a plurality of slits; or a cam or pressure screw that applies force to the fabric. 22. Aparelho, de acordo com a reivindicação 15, caracteri-zado pelo fato de que a semente ou tecido do fruto são fixados sobre o aparelho pela contenção do grão ou de outro tecido por uma força me-cânica, fricção, força centrífuga ou força de sucção.22. Apparatus, according to claim 15, characterized by the fact that the seed or fruit tissue is fixed on the apparatus by containing the grain or other tissue by a mechanical force, friction, centrifugal force or force suction. 23. Aparelho, de acordo com a reivindicação 15, caracteri-zado pelo fato de que o aparelho para conter o grão ou outro tecido está suspenso em uma fase gasosa, uma fase líquida ou está parcialmente suspenso nas fases gasosa e líquida.23. Apparatus according to claim 15, characterized by the fact that the apparatus for containing the grain or other tissue is suspended in a gas phase, a liquid phase or is partially suspended in the gas and liquid phases. 24. Aparelho, de acordo com a reivindicação 15, caracteri-zado pelo fato de que o aparelho para conter o grão ou outro tecido está fixado em relação a uma força de fluido.24. Apparatus according to claim 15, characterized by the fact that the apparatus for containing the grain or other tissue is fixed in relation to a fluid force. 25. Aparelho, de acordo com a reivindicação 15, caracteri-zado pelo fato de que o aparelho para conter o grão ou outro tecido é móvel em relação a uma força de fluido.25. Apparatus according to claim 15, characterized by the fact that the apparatus for containing the grain or other fabric is movable with respect to a fluid force. 26. Aparelho, de acordo com a reivindicação 15, caracteri-zado pelo fato de que o separador separa embriões adequados para cultura de tecido de tecido não embrionário por um método selecionado do grupo que consiste em exclusão por tamanho, densidade diferencial e hidrofobicidade diferencial.26. Apparatus according to claim 15, characterized by the fact that the separator separates embryos suitable for tissue culture from non-embryonic tissue by a method selected from the group consisting of size exclusion, differential density and differential hydrophobicity. 27. Aparelho, de acordo com a reivindicação 26, caracteri-zado pelo fato de que compreende ainda uma peneira para a separação de embrião de tecido não embrionário baseado no tamanho.27. Apparatus according to claim 26, characterized by the fact that it further comprises a sieve for separating embryo from non-embryonic tissue based on size. 28. Aparelho, de acordo com a reivindicação 17, caracteri-zado pelo fato de que o aparelho para conter o grão compreende pelo menos um primeiro motor para mover a espiga de milho em relação ao jato de fluido.28. Apparatus according to claim 17, characterized by the fact that the apparatus for containing the grain comprises at least one first motor for moving the corn cob relative to the fluid jet.
BR122017021419-5A 2007-08-31 2008-08-29 METHODS AND APPARATUS FOR PREPARING AND OBTAINING EMBRYOS SUITABLE FOR TISSUE CULTURE AND/OR GENETIC TRANSFORMATION BR122017021419B1 (en)

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