CN101437391A - 自动无污染种子取样器和对种子进行取样、检测和分群的方法 - Google Patents

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Abstract

在多个实施例中，本发明的披露内容提供了一种自动种子取样器系统，所述系统包括用于从种子上去除种皮材料的至少一部分的磨除站(400)和用于在已经去除了所述种皮的位置处从所述种子中提取出种子材料的样本的取样站(500)。种子传输子系统(600)在所述磨除站(400)与所述取样站(500)之间输运所述种子，且种子沉积子系统(1000)在已经对所述种子进行取样之后将所述种子从所述种子传输子系统(600)输运至种子盘(18)中选定的井。

Description

自动无污染种子取样器和对种子进行取样、检测和分群的方法
技术领域
本发明的披露内容涉及用于从生物材料如种子中取样的系统和方法。
背景技术
本部分说明书的内容仅提供了与本发明的披露内容相关的背景信息且可能并未构成现有技术。
在植物的开发和改良过程中，在植物中进行基因改良，所述基因改良是通过选择育种或基因操作来实现的，且当实现了所需改良时，通过在经过几代的时间内种植种子并进行收获而开发出商用数量的这种植物。并非所有的种子都显示出所需的遗传特征，且因此需要从种群中将这些种子挑选出来。为了加快对种群进行分群(bulking up)的过程，则要采集统计学样本并对所述样本进行检测以便从种群中挑选出并不适当地具备所需遗传特征的种子。然而，这种统计学取样不可避免地使得一些没有所需遗传特征的种子留在种群中，且还可能无意中将具有所需遗传特征的一些种子从所需种群中排除出来。
序号为No.11/213,430的美国专利申请(于2005年8月26日申请)；序号为No.11/213,431的美国专利申请(于2005年8月26日申请)；序号为No.11/213,432的美国专利申请(于2005年8月26日申请)；序号为No.11/213,434的美国专利申请(于2005年8月26日申请)；序号为No.11/213,435的美国专利申请(于2005年8月26日申请)披露了用于对种子进行自动取样的设备和系统以及对种子进行取样、检测和分群(bulking)的方法，这些专利申请在此作为参考被引用。
然而，至少一些已公知的自动取样和检测系统使得可能有多种类型的污染物对收集到的样本产生污染并使结果偏斜。因此，存在这样一种以大体上无污染的方式对种子进行自动取样的需求。
发明内容
本发明的披露内容涉及以无损方式从种子中提取材料样本的系统和方法。所述方法特别适于自动化，这使得允许进行比以前的实际取样更多的取样。由于本发明的披露内容的实施例中的至少一些实施例允许进行自动无损取样，因此使得可能对种群中的每个种子进行检测并挑选出不具有所需遗传特征的那些种子。这大大加快了对给定种子种群进行分群的过程且可导致产生改良的最终种群。
本发明的披露内容的多个实施例有利于在种植前对种群中的所有种子或大多数种子进行检测，从而使得不会浪费时间和资源来培育没有所需遗传特征的植物。进一步地，多个实施例允许以无污染的方式对种子进行自动取样，由此基本上消除了样本之间的交叉。
在多个实施例中，本发明的披露内容提供了一种自动种子取样器系统，所述系统包括用于从种子上去除种皮材料的至少一部分的磨除站和用于在已经去除了所述种皮的位置处从所述种子中提取出种子材料的样本的取样站。种子传输子系统在所述磨除站与所述取样站之间输运所述种子，且种子沉积子系统在已经对所述种子进行取样之后将所述种子从所述种子传输子系统输运至种子盘中选定的井。
在多个其它实施例中，本发明的披露内容提供了一种自动种子取样器系统，所述系统包括用于从种子上去除种皮材料的至少一部分的磨除站和用于在已经去除了所述种皮的位置处从所述种子中提取出种子材料的样本的取样站。样本收集和传输子系统在收集管中捕获所述被提取的样本，所述收集管被安装在所述样本收集和传输子系统的收集管安放装置上。此外，样本沉积子系统将所述样本从所述样本收集和传输子系统输运至样本盘中选定的井。
在另外多个实施例中，本发明的披露内容提供了一种从种子中提取出样本材料以便进行检测的方法。所述方法包括将种子装载在自动种子取样器系统的种子保持器中并且在所述种子取样器系统的磨除站处从所述种子上去除种皮材料的至少一部分。随后在所述种子取样器系统的取样站处在已经去除了所述种皮的位置处从所述种子中提取出种子材料的样本。随后利用所述种子取样器系统的种子沉积子系统将所述经过取样的种子输运至种子盘中选定的井。同时利用所述种子取样器系统的样本沉积子系统将所述被提取的样本输运至样本盘中选定的井。随后可对所述被沉积的样本进行检测以便确定至少一种所需种子特性。
在另外的实施例中，本发明的披露内容提供了一种从多个种子中顺序地去除样本材料同时保持所述种子的生活力完整无损的自动系统。所述系统包括用于从每个种子上顺序地去除种皮材料的至少一部分的磨除站和用于在已经从相应的种子上去除了所述种皮的位置处从每个种子中顺序地提取出种子材料的样本的取样站。种子传输子系统在所述磨除站与所述取样站之间输运所述种子且种子沉积子系统将每个种子从所述种子传输子系统顺序地输运至处在多个种子盘中选定的一个种子盘中的多个井中选定的一个井。此外，所述系统包括用于在相应的收集管中顺序地捕获每个种子的所述被提取的样本的样本收集和传输子系统，所述收集管被安装在多个收集管安放装置中的一个收集管安放装置上。所述系统进一步包括用于将每个样本从所述样本收集和传输子系统顺序地输运至处在多个样本盘中选定的一个样本盘中的多个井中选定的一个井的样本沉积子系统。
本发明的披露内容的所述系统和方法有利于以大体上无污染的方式对种子进行自动无损取样。所述系统和方法允许对大量种子进行检测和分类，由此有利于对具有所需遗传特征的种子种群进行分群。这些及其它特征和优点中的一部分将是显而易见的且一部分将在下文中指出。
从本文提供的描述中将易于理解可进一步应用本发明的教导内容的应用领域。应该理解，这种描述和特定实例仅旨在实现说明的目的且并不旨在限制本教导内容的范围。
附图说明
在此所示的附图仅旨在实现示例性的目的且并不旨在以任何方式限制本教导内容的范围。
图1是根据本发明的披露内容的多个实施例的种子取样器系统的透视图；
图2是根据本发明的披露内容的多个实施例的图1所示的种子取样器系统的种子装载站的放大透视图；
图3是根据本发明的披露内容的多个实施例的图1所示种子取样器系统的种子定向系统的放大透视图，
图4是根据本发明的披露内容的多个实施例的图3所示种子定向系统的侧视图；
图5是根据本发明的披露内容的多个实施例的包括种子保持器的图3所示种子定向系统的透视图；
图6是根据本发明的披露内容的多个实施例的图5所示种子保持器的放大透视图；
图7是根据本发明的披露内容的多个实施例的图6所示种子保持器的放大侧视图；
图8是根据本发明的披露内容的多个实施例的图1所示种子取样器系统的磨除站(milling station)和种子传输子系统的透视图；
图9是根据本发明的披露内容的多个实施例的图1所示种子取样器系统的取样站的透视图；
图10是根据本发明的披露内容的多个实施例的在图1所示种子取样器系统的运行过程中的图9所示种子取样站的放大侧视图；
图11是根据本发明的披露内容的多个实施例的处于缩回位置的图1所示种子取样系统的液体输送设备的侧视图；
图12是根据本发明的披露内容的多个实施例的处于伸出位置的图11所示液体输送设备的侧视图；
图13是根据本发明的披露内容的多个实施例的图1所示种子取样器系统的样本盘平台的透视图；
图14是根据本发明的披露内容的多个实施例的图1所示种子取样器系统的种子处理站的透视图；
图15是根据本发明的披露内容的多个实施例的图1所示种子取样器系统的种子输运器的侧视图；
图16是根据本发明的披露内容的多个实施例的图1所示种子取样器系统的种子盘平台的透视图；
图17是根据本发明的披露内容的多个实施例的图1所示种子取样器系统的收集管装载站的侧视图；
图18是根据本发明的披露内容的多个实施例的图1所示种子取样器系统的收集管制备子系统的透视图；和
图19是根据本发明的披露内容的多个实施例的图1所示种子取样器系统的清洗站的透视图。
在各幅视图中使用相应的附图标记表示相应的部件。
具体实施方式
下面的描述本质上仅是示例性的且绝不旨在限制本教导内容及其应用或使用。在本说明书的整个范围内，将使用相似的附图标记表示相似的元件。
图1示出了根据本发明的披露内容的多个实施例的自动种子取样器系统10。通常情况下，种子取样器系统10包括种子装载站100、种子定向系统200、种子传输子系统300、磨除站400、取样站500、样本收集和传输子系统600、液体输送子系统700、样本沉积子系统800、种子处理站900和种子沉积子系统1000。
种子取样器系统10被构造成且能够进行运转从而将种子与种子装载站100的种子容器104隔离开来、在种子定向站200处对种子进行定向并且借助于传输子系统300将种子传送至磨除站400。种子取样器系统10进一步地被构造成且能够进行运转从而在磨除站400处去除种皮材料的一部分、借助于种子传输子系统300将种子传送至取样站500，在所述取样站处，在已经去除了种皮材料的位置点处从种子中提取出样本材料。种子取样器系统10更进一步地被构造成且能够进行运转从而借助于样本传输子系统700将被提取的样本输运至样本沉积子系统800并将被提取的样本沉积在位于样本沉积子系统800上的样本盘14内。在多个实施例中，样本材料被收集在用后可弃的样本管中且利用液体被输送至样本盘14，正如下面进一步描述地那样。更进一步地，种子取样器系统10被构造成且能够进行运转从而在种子处理站900处对该种子的暴露部分进行处理，例如将保护性涂层施加到所述暴露部分上，并且将种子输运至种子沉积子系统1000，在所述种子沉积子系统处，种子被沉积在位于种子沉积子系统1000的平台上的种子盘18内。
应该理解：如图所示且如本文所述的种子取样器系统10包括多个固定托架、梁、平台、基座、台架等，本文所述的多个部件、装置、机构、系统、子系统、组件和子组件被联接、连接和/或安装到所述多个固定托架、梁、平台、基座、台架等上。尽管这种托架、梁、平台、基座、台架等对于种子取样器系统10的构造而言是必需的，但对于所属领域技术人员而言，并不需要对它们的安放、定向和相互连接进行描述就能非常容易且充分地理解种子取样器系统10的结构、功能和运转。特别是，附图中已经清楚地示出了这种托架、梁、平台、基座、台架等，且因此所属领域技术人员将易于理解它们的安放、定向和相互连接。因此，为简化起见，这种托架、梁、平台、基座、台架等将在本文中仅被描述为系统支承结构，而省略了对它们的安放、定向和相互连接的进一步描述。
现在参见图2和图3，在多个实施例中，种子装载站包括种子容器104和分离轮108。分离轮108被安装成在垂直平面中进行旋转从而使该分离轮108的一部分延伸进入种子容器104的内部贮存装置内。分离轮108的另一部分延伸到种子容器104外部从而使得该分离轮108的面120被定位在邻近种子收集器124的位置处。种子分离轮108包括多个隔开的凹进孔口128，所述多个隔开的凹进孔口延伸通过面120且以连通方式被联接至真空系统(未示出)从而使得可在所述凹进孔口128中的每个凹进孔口处提供真空。
为了启动种子取样器系统10的运转，要被取样和检测的种子被置于种子容器104的内部贮存装置中并且为凹进孔口128中的至少一些凹进孔口，例如处在所述分离轮108的延伸进入种子容器104的内部贮存装置内的该部分的面120中的凹进孔口128，提供真空。随后借助于分度马达132(indexing motor)使种子分离轮108递增地旋转，从而使得凹进孔口128顺序地旋转通过种子容器104的内部贮存装置、旋转离开种子容器104、并且在重新进入种子容器104的内部贮存装置之前经过种子收集器124。随着分离轮递增地旋转且随着凹进孔口128递增地通过种子容器104的内部贮存装置，单个种子被拣选出来且借助于在相应的凹进孔口128处提供的真空而被保持在每个凹进孔口128处。随着分离轮108递增地旋转，种子被载运出种子容器104而到达种子收集器124，在所述种子收集器处，从分离轮108的面120上去除每个种子。在从分离轮108上去除每个种子之后，种子通过漏斗到达装载站传送管道136。种子随后凭借重力、真空或强迫通风而通过装载站传送管136从而进入种子定向系统200的种子成像固定装置204内。装载站传送管136被制成一定尺寸以便具有将仅允许种子在纵向取向上通过装载站传送管136的内径。即，种子可仅在尖端朝上或尖端朝下的取向上通过装载站传送管136且该内径将不会允许种子在通过装载站传送管136时产生翻滚或翻转。
在多个实施例中，种子收集器124包括擦拭器(未示出)，当分离轮108递增地旋转经过种子收集器124时，所述擦拭器使每个种子以物理方式从相应的凹进孔口128中移出。其后，被移出的种子通过装载站传送管136而到达成像固定装置204。另一种可选方式是，在多个其它实施例中，可通过在单独的凹进孔口128被定位于邻近种子收集器124的位置处时暂时终止每个单独的凹进孔口128处的真空而从相应的凹进孔口128中释放每个种子。其后，被移出的种子借助于装载站传送管136被传送至成像固定装置204。在另外的其它实施例中，可通过在单独的凹进孔口128被定位于邻近种子收集器124的位置处时在每个单独的凹进孔口128处暂时提供强迫通风而将每个种子从相应的凹进孔口128中吹出。其后，被移出的种子借助于装载站传送管136被传送至成像固定装置204。
此外，在多个实施例中，种子装载站100可包括成批种子的储料器140，所述储料器具有成型表面和振动供给器机构144。大量种子可被置于储料器140中，所述储料器中的种子通过漏斗被传送到振动供给机构144上。可控制振动供给器机构144以便计量进入种子容器104内的种子，在所述种子容器中种子被分离并被传送至种子定向系统200的成像固定装置204，如上文所述。
现在参见图3和图4，种子定向系统200包括种子成像固定装置204、成像装置208和被安装到种子取样器系统10的固定中心平台214上的种子定向装置212。种子成像固定装置204包括窗216和内部种子定向区域，通过该窗216能够看见所述内部种子定向区域。定向装置212包括翻转器致动器220，所述翻转器致动器能够进行运转以便在种子被悬在种子定向区域中的同时使该种子旋转。成像固定装置204被连接到装载站传送管136的端部上且成像装置208被安装到邻近成像固定装置的系统支承结构上，从而使得成像装置208被定位成通过窗216来观察悬在种子定向区域中的种子。
当种子借助于装载站传送管136被传送至成像固定装置204时，种子被悬在种子成像区域内、位于邻近窗216的位置处且由成像装置208通过窗216来观察所述种子。在多个其它实施例中，利用通过定向系统传送管224提供的空气使种子漂浮在种子定向区域内，所述定向系统传送管被连接到成像固定装置204的底部上且与装载站传送管136相对。或者，在多个实施例中，可利用任何适当的机械保持器件以物理方式将种子保持在种子成像区域内。
当种子被悬在邻近窗216的位置处时，通过成像装置208收集成像固定装置204内的种子的图像。成像装置208可以是适于通过窗216收集悬在种子定向区域内的种子的图像的任何成像装置。例如，在多个实施例中，成像装置208包括高速高分辨率数码相机，如采用(DVT，disruptive visual technology)技术的机器视觉相机。图像被连通至基于计算机的系统控制器(未示出)，在所述控制器中确定种子的取向，即尖端朝上或尖端朝下。在多个实施例中，种子成像装置208附加地对种子的质心进行定位并将距该质心最远的点识别为尖端。
如果确定种子处于尖端朝下的取向，则借助于定向系统传送管224将处在该尖端朝下的取向的种子输运至多个种子保持器304中的一个种子保持器。如果确定种子处于尖端朝上的取向，则通过系统控制器向翻转器致动器220发出指令以便将种子旋转180°从而将种子置成尖端朝下的取向。例如，翻转器致动器220可以是借助于空气来运转的，从而利用空气使种子旋转直至成像装置208检测到尖端朝下的取向。或者，翻转器致动器可以是对由适当的机械保持装置所保持的种子进行旋转以便将种子置成尖端朝下的取向的机械致动器。一旦处于尖端朝下的取向，则借助于定向系统传送管224沿该尖端朝下的取向将种子输运至多个种子保持器304中的一个种子保持器。将种子定位成尖端朝下的位置使得在从种子中去除样本时给种子生活力带来的影响最小化，如下所述。在多个实施例中，借助于定向系统传送管224利用重力来输运种子，即，种子从成像固定装置204落下、通过传送管224并进入其中一个种子保持器304内。此外，通过为定向系统传送管224提供使得种子不能旋转至尖端朝上位置的内径尺寸而在将种子输运至相应的种子保持器304的过程中将每个种子保持处于适当的取向，即尖端朝下。
正如本文所使用地，系统控制器可以是基于单个计算机的系统，或者是联网在一起以便协调种子取样器系统10同时进行的操作的多个子系统，正如本文所述。例如，系统控制器可包括多个控制器子系统，例如，每个本文所述的站采用一个控制器子系统。每个控制器子系统可包括一个或多个处理器或微处理器，所述一个或多个处理器或微处理器与多个种子取样器系统传感器、装置、机构、马达、工具等连通且与主计算机系统联网在一起以便以协同方式操纵种子取样器系统10的所有站、系统和子系统。或另一种可选方式是，系统控制器可包括以连通方式被连接至所有各个传感器、装置、机构、马达、工具等以便以协同方式操纵种子取样器系统10的所有站、系统和子系统的单个计算机。
种子保持器304被安装到种子传输子系统300的机动化转盘308上且围绕所述机动化转盘的周部区域以等距方式隔开。定向系统传送管224在第一端处被连接到种子成像固定装置204上，从而使得定向系统传送管224的第二端被定位在转盘308的周部部分上方的特定距离处。更具体而言，定向系统传送管224的第二端被定位在转盘308上方且与所述转盘之间的距离足以允许种子保持器304在定向系统传送管的第二端下面通过。然而，定向系统传送管224的第二端还被定位在转盘308上方而使得在该第二端与保持器304之间仅存在少量余隙。因此，每个种子在从定向系统传送管224过渡到其中一个种子保持器304时将保持处于尖端朝下的取向。
现在参见图5、图6和图7，每个种子保持器304被构造成且被用来将相应的种子刚性地保持处于该尖端朝下的取向。每个种子保持器304包括一对相对的夹头312，所述夹头被滑动地定位于相对的夹持凹窝316内。该相对的夹持凹窝316通过沿种子保持器304的中心线C在横向方向上形成的种子通道318而分开。每个夹头312借助于相应的夹持杆324被连接到相应的夹持活塞320上。每个夹持活塞320被滑动地罩在种子保持器304的相应的纵向内部活塞汽缸328内。压缩弹簧332被定位在每个活塞汽缸328内而介于相应活塞的基底与相应活塞汽缸328的底部之间。因此，每个夹头312朝向种子保持器304的中心线C而被偏置。当种子保持器304处于闲置状态时，即当相应的种子保持器并未保持种子或者并未被操纵来保持种子时，将通过弹簧332使相对的夹头312偏置至完全伸出的或展开的位置处。当夹头312处于展开位置处时，每个相应活塞320的顶部将延伸进入相应的叉子通路336内，所述叉子通路在种子通道318的相对侧上沿横向延伸通过种子保持器304。
每个夹头312由略软的弹性材料如氯丁橡胶制成，从而使得如下所述被保持在相对的夹头312之间的种子将不会受损。
如上文所述，种子保持器304被安装到转盘308上且围绕所述转盘的周部区域以等距方式隔开。在上述种子定向过程之前、之后或与该过程大体上同时地，转盘308进行旋转以便将空的，即没有种子的，种子保持器308置于定向系统传送管224下面。更具体而言，种子通道318被定位于定向系统传送管224下面。当种子保持器304被定位于定向系统传送管224下面时，启动自动夹头散布器340以便散布夹头312，从而使得种子可被接收在夹头312之间。夹头散布器340被安装到邻近种子定向装置212的系统支承结构上且包括被联接至叉子基底348的一对叉尖344。夹头散布器340能够进行运转以使叉子基底348和叉尖344朝向种子保持器304伸出。例如，夹头散布器340可以是气动装置，所述气动装置能够进行运转以使叉子基底348伸出并缩回。每个叉尖344具有经过倒角的远端部分且被制成一定尺寸以便装配在叉子通路336内。
在启动夹头散布器340时，叉子基底348朝向种子保持器304伸出，从而使得叉尖344被插入叉子通路336内。当每个叉尖344滑动进入相应的叉子通路336内时，所述经过倒角的远端部分在每个相应活塞320的顶部与叉子通路336的内壁之间滑动。当叉尖344进一步延伸进入每条叉子通路336内时，每个叉尖的倒角使相应的活塞320向外受力并远离种子保持器的中心线C。因此，当活塞320向外且远离中心线C移动时，夹头312也向外且远离彼此和中心线C进行移动。因此夹头312移动至缩回位置处，在所述缩回位置处，种子可被置于所述夹头之间。
一旦夹头312已经缩回，则具有适当取向的种子可被输运通过定向系统传送管224且沿尖端朝下的取向被定位在夹头312之间。在多个实施例中，种子取样器系统10附加地包括种子高度定位子系统360以便将种子定位在相应的种子保持器304内的特定高度处。种子高度定位子系统包括与定向系统传送管224直接相对地被安装到位于转盘308的周部区域下面的系统支承结构上的垂直定位器364和与夹头散布器340直接相对地被安装到中心平台214上的基准板致动器368(datum plateactuator)。垂直定位器364包括被安装到定位器头376上的弹簧加载的柱塞372且基准板致动器368包括被安装到基准板致动器头384上的基准板380。垂直定位器364能够进行运转以使定位器头376和柱塞372与种子保持器中心线C直接相对地朝向转盘308的底部伸出。例如，垂直定位器364可以是气动装置，所述气动装置能够进行运转以使柱塞372伸出和缩回。相似地，基准板致动器368能够进行运转以使致动器头384和基准板380在种子保持器的种子通道318的顶上伸出。例如，基准板致动器368可以是气动装置，所述气动装置能够进行运转以使基准板380伸出和缩回。
一旦种子已被定位在缩回的夹头312之间，则定位器头376向上延伸以便将柱塞杆388插置通过位于转盘308的底部中的孔(未示出)和位于种子保持器的种子通道318的底部中的共轴对齐的孔(未示出)。大体上同时地，基准板致动器368使致动器头384伸出以便将基准板380定位在种子保持器304上方的特定距离处，直接位于处在种子保持器的种子通道318的底部中的孔的上方。更具体而言，当定位器头376向上移动时，柱塞杆388延伸进入该共轴对齐的孔内且与种子的尖端接触。种子随后在夹头312之间被向上推动，直至种子的冠与基准板380接触。柱塞372所具有的弹簧加载结构允许杆388在种子的冠与基准板380接触时缩回柱塞372内，从而使得种子被保持在适当位置处且种子不会受损。因此，种子的冠相对于转盘308的顶部位于特定高度处。
在种子的冠被弹簧加载的柱塞372保持靠在基准板380上的情况下，夹头散布器340进行运转以使叉子基底348缩回且从相应的通路336中撤回叉尖344。在撤回叉尖344时，弹簧332使夹头312朝向所述展开的位置进行偏置且将种子紧固地夹持在夹头312之间。基准板380和柱塞杆388随后被缩回，而留下种子被适当地定位，或“装载”，在相应的种子保持器304中。系统控制器随后使转盘308旋转以便将“被装载的”种子保持器304定位在磨除站400下方且将接下来的空的种子保持器304定位在种子定向装置212下方。
现在参见图8，如上文所述，种子取样器系统10包括用于在取样器系统的单独的各个站之间输运种子的种子传输系统300，所述单独的各个站例如为种子装载站100、磨除站400、取样站500等。通常情况下，种子传输子系统300可以是任何适当的输运机构，例如皮带输运装置、辊式输运装置和类似输运机构。然而，在多个实施例中，传输子系统300包括圆形转盘308，所述圆形转盘在其中心处进行了枢转式安装以便进行旋转。转盘308实际上被分成多个区段，且每个区段都包含种子保持器304。转盘308上可设置的区段的数量可以是偶数或奇数，数字的选择在很大程度上取决于转盘308的直径、种子保持器304的尺寸以及传输应用场合的需要。
圆形转盘308在其中心处被枢转地安装到轴杆和轴承系统390上。在多个实施例中，轴杆和轴承系统390的轴杆(未示出)可被直接联接至致动马达392。另一种可选方式是，该轴杆可与致动马达392分离开来并通过适当的链条传动装置、滑轮传动装置或齿轮传动装置来驱动所述轴杆以便进行旋转。在多种实施方式中，致动马达392可以是高扭矩步进马达。
在运行过程中，用于转盘308的致动马达392被致动以便向前步进(根据构型，所述步进可以是顺时针步进或逆时针步进从而使转盘308从取样器系统10的一个站以旋转方式移动至下一个站。因此，种子保持器304与辅助装置如装载站100、磨除站400、取样站500等对齐。在该构型中，辅助装置可围绕转盘308被定位在与每个位置对齐的站处且因此可精确地接近种子和种子保持器304。在必要的程度上，转盘308的周部边缘可被辊、导引装置、滑动装置或类似装置支承从而帮助转盘输运装置进行平滑旋转。
进一步参见图8，如上文所述，一旦每个种子保持器304上“装载”了种子，则系统控制器使转盘308进行旋转从而将“被装载”的种子保持器304定位在磨除站400下面。磨除站400包括被安装到位于转盘308的周部区域上方的系统支承结构上的至少一个磨除工具404。当相应的种子保持器304被定位在磨除站400下方时，一个或多个磨除工具404被用来从每个种子上去除种皮的一部分。每个磨除工具404包括Z轴致动器408，所述Z轴致动器能够进行运转以便沿Z轴降低和升高相应的磨除工具404的至少一部分。每个磨除工具404受到系统控制器的控制且可以电动、气动或液压方式进行运转。
该一个或多个磨除工具404可以是用于从每个种子上去除种皮材料的一部分的任何适当机构。例如，在多个实施例中，每个磨除工具404是包括Z轴致动器408和被运转性地联接至刀头卡盘416上的旋转传动装置412的旋转装置。每个Z轴致动器408能够进行运转以便降低和升高相应的刀头卡盘416和沿Z轴被保持在该刀头卡盘416内的磨除工具刀头420。磨除工具刀头420可以是适于去除种皮材料的任何器具，如铣削刀头、钻削刀头、刳刨刀头、拉刀或刮削工具。例如，在各个实施例中，磨除工具刀头420包括立铣刀头。每个Z轴致动器408受到系统控制器的控制以便将相应的Z轴致动器408降低特定的预定距离。每个旋转磨除工具404的旋转传动装置412都进行作用以使相应的刀头卡盘416和被保持在刀头卡盘416内的任何磨除工具刀头420进行旋转或自转。
在运转过程中，当种子保持器304位于旋转磨除工具404下方时，旋转传动装置412被启动从而使刀头卡盘416和磨除工具刀头420开始进行自转。随后，向Z轴致动器408发出指令以便将相应的刀头卡盘416和磨除工具刀头420降低特定的预定距离。当该进行自转的磨除工具刀头420被降低时，其与种子的冠接触并从该冠的至少一部分上去除种皮。这使得内部种子材料的一部分被暴露出来，可对该部分进行提取并用来检测和分析相应种子的各种遗传特征，如下所述。
在多个实施例中，磨除站400包括被安装到磨除站水平移动台424上的至少两个磨除工具404，所述移动台被安装到系统支承结构上。磨除站水平移动台424受到系统控制器的控制以便将磨除工具404中选定的一个磨除工具定位在种子保持器304上方，所述种子保持器被定位在磨除站400下方。被选定的磨除工具404随后按如上文所述方式进行运转从而从相应的种子的冠的至少一部分上去除种皮。随后，系统控制器可将磨除工具404中的第二磨除工具定位在随后的种子保持器304上方，所述种子保持器被定位在磨除站400下方。该第二个选定的磨除工具404随后按如上文所述方式进行运转从而从相应的种子的冠的至少一部分上去除种皮。在这种实施例中，磨除站400可附加地包括用于对闲置的，即不处于使用状态中的，磨除工具404的刀头416进行清洗的至少一个磨除刀头清洗组件428。即，当一个磨除工具404能够进行运转以便从相应的种子上去除种皮时，可通过清洗组件428对闲置的第二磨除工具404的刀头420进行清洗以便准备进行下一次磨除操作。在多个实施例中，磨除刀头清洗组件428利用空气压力和/或真空压力来去除和/或收集在磨除工具404的刀头420上可能收集到的任何种皮残余物。
现在参见图9，一旦已从种子上去除种皮，则系统控制器使转盘308进行旋转以便将相应的种子保持器304定位在取样站500下面。取样站500包括被安装到系统支承结构上的至少一个取样工具504，所述系统支承结构被锚固到位于转盘308上方的中心平台214上。当相应的种子保持器304被定位在取样站500下方时，该一个或多个取样工具504被用来去除暴露出的内部种子材料的一部分，即样本。每个取样工具504包括Z轴致动器508，所述Z轴致动器能够进行运转以便沿Z轴降低和升高相应的取样工具504的至少一部分。每个取样工具504受到系统控制器的控制且可以电动、气动或液压方式进行运转。
该一个或多个取样工具504可以是用于从每个种子上去除暴露出的内部种子材料的样本的任何适当机构。例如，在多个实施例中，每个取样工具504是包括Z轴致动器508和被运转性地联接至刀头卡盘516上的旋转传动装置512的旋转装置。每个Z轴致动器508能够进行运转以便降低和升高相应的刀头卡盘516和沿Z轴被保持在该刀头卡盘516内的取样工具刀头520。取样工具刀头520可以是具有比暴露出的内部种子材料的区域的周长更小的外径且适于从暴露出的内部种子材料上去除样本的任何器具，如钻削刀头、刳刨刀头、拉刀或钻芯取样管。重要的是，使取样工具刀头520具有比磨除工具刀头420更小的直径以便确保从已经去除了种皮材料的区域中获得样本材料，由此使得任何种皮材料基本上不会污染收集到的样本材料。
例如，在多个实施例中，取样工具刀头520包括扁平尖端的钻削刀头，所述刀头具有比磨除工具刀头420的外径更小的外径。每个Z轴致动器508受到系统控制器的控制以便将相应的Z轴致动器508降低特定的预定距离。每个旋转取样工具454的旋转传动装置512进行作用以使相应的刀头卡盘516和被保持在刀头卡盘516内的任何取样工具刀头520进行旋转或自转。
在运转过程中，当种子保持器304位于旋转取样工具504下方时，旋转传动装置512被启动从而使刀头卡盘516和取样工具刀头520开始进行自转。随后，向Z轴致动器508发出指令以便将相应的刀头卡盘516和取样工具刀头520降低特定的预定距离。当该进行自转的取样工具刀头520被降低时，其与种子的暴露出的内部材料接触并切去内部材料的样本。这使得内部种子材料的一部分被暴露出来，该样本随后被去除或提取出来以便对其进行检测和分析从而确定相应种子的各种遗传特征和/或特性，如下所述。
在多个实施例中，取样站500包括被安装到取样站水平移动台524上的至少两个取样工具504，所述移动台被安装到系统支承结构上。取样站水平移动台524受到系统控制器的控制以便将取样工具504中选定的一个取样工具定位在种子保持器304上方，所述种子保持器被定位在取样站500下方。被选定的取样工具504随后按如上文所述方式进行运转从而从相应的种子的暴露出的内部材料上去除样本。随后，系统控制器可将取样工具504中的第二取样工具定位在随后的种子保持器304上方，所述种子保持器被定位在取样站500下方。该第二个选定的取样工具504随后按如上文所述方式进行运转从而从相应的种子的暴露出的内部材料上去除样本。在这种实施例中，取样站500可附加地包括用于对闲置的，即不处于使用状态中的，取样工具504的取样刀头520进行清洗的至少一个取样刀头清洗组件528。即，当一个取样工具504能够进行运转以便从相应的种子上去除样本时，可通过取样刀头清洗组件528对闲置的第二取样工具504的取样刀头520进行清洗以便准备进行下一次取样操作。在多个实施例中，取样刀头清洗组件528利用空气压力和/或真空压力来去除和/或收集在取样工具504的取样刀头520上可能收集到的任何内部种子材料残余物。
现在参见图9和图10，样本收集和传输(SCT)子系统600受到系统控制器的控制以便与取样站500同步协调地进行运转从而当从每个种子上去除样本时收集每个样本。该样本收集和传输子系统600包括由与转盘308的致动马达392(如图8所示)相似的致动马达(未示出)驱动的机动化旋转平台604。该样本收集和传输子系统附加地包括围绕该旋转平台604的周部区域以等距方式被隔开且被安装到所述周部区域上的多个收集管安放(CTP)装置608。每个收集管安放装置608包括具有中空管支架616的枢轴条杆612，所述中空管支架被安装穿过处在枢轴条杆612中的横向钻孔(未示出)。该管支架616包括被构造成接收收集管624的基底620的远端618和适于接收气动管道(未示出)的近端628。
每个收集管安放装置608进一步包括枢轴条杆致动器632，所述枢轴条杆致动器可受到系统控制器的控制以使枢轴条杆612围绕枢轴条杆612的纵轴旋转至多个位置。在多个实施例中，该枢轴条杆致动器632能够进行运转以使管支架616在如图11所示的冲洗位置、如图10所示的收集位置与如图13和17所示的装载和沉积位置之间进行枢转。收集管安放装置608附加地包括被连接到枢轴条杆612上的止挡臂636和与该止挡臂636可调节地接合的可调节止挡器640，例如定位螺钉。止挡臂636和可调节止挡器640与枢轴条杆612一起枢转且进行作用以便准确地停止枢轴条杆612的旋转从而使管支架616处在收集位置处。
与种子装载站100、磨除站400和取样站500的运转同时地，样本收集和传输子系统600进行运转以便将收集管624装载在每个收集管安放装置608的管支架616上、当去除每个样本时收集处在收集管624中的样本、并且将收集到的样本沉积在样本盘14中。下面将会分别结合图17以及图12和图13对将收集管624装载在管支架616上并且将收集到的样本沉积在样本盘14中的过程做进一步描述。收集管624可以是适于安装在管支架616上并按如下方式收集样本的任何容器或装置。例如，在多个实施例中，收集管624是用后可弃的，从而使得每个样本都被收集在清洁的收集管624中。这种用后可弃式收集管624的一个实例是过滤移液管。
如上文所述，样本收集和传输子系统600受到系统控制器的控制以便与取样站500同步协调地运转从而在从每个种子上去除样本时收集每个样本。更具体而言，在从种子上去除样本之前，系统控制器使平台604进行旋转以便将收集管安放装置608定位在邻近取样站500的位置处。具体而言，收集管安放装置608被定位在邻近取样站500的位置处，从而使得相应的管支架616与被保持在相邻的种子保持器304内的种子对齐，所述种子保持器已经借助于转盘308的受控旋转而被定位在取样装置504下方。在将收集管安放装置608定位在与被定位于取样站500处的种子保持器相邻的位置处之前，样本收集和传输子系统600已将收集管624装载在相应的管支架远端618上且相应的枢轴条杆致动器632已将收集管624升高至位于收集位置上方的位置，例如冲洗位置。一旦收集管安放装置608被定位在邻近相应的种子保持器304的位置处，则枢轴条杆致动器632降低装载的收集管624，直到可调节止挡器640与被安装到介于转盘308与邻近取样站500的平台604之间的系统支承结构上的止挡板648相接触。对可调节止挡器604进行预置，即预调节，以便停止枢轴条杆612的旋转，从而将收集管624的尖端672精确地置于与被保持在相邻的种子保持器304中的种子的冠非常接近或者与该冠接触的位置处。
取样工具504的取样刀头620随后被降低以便开始去除样本，如上文所述。随着取样刀头620被降低，在收集管尖端672处提供真空。该真空是借助于被连接到管支架616的近端628上的真空管(未示出)来提供的。真空管还被连接到真空源(未示出)上，从而穿过真空管、中空管支架616和收集管624而形成真空。因此，当取样刀头620去除样本材料时，该样本被抽入收集管624内，在所述收集管中样本被收集。在多个实施例中，取样站500可包括正压装置(未示出)以便帮助在相应的种子处提供真空从而在相应的收集管624中收集大体上所有的被去除的样本。
每根收集管包括防止样本被抽入管支架616和真空管内的过滤器676。一旦样本已被收集，则枢轴条杆致动器632使收集管624升高至冲洗位置且相应的收集管安放装置608行进至邻近液体输送子系统700的位置处。因此，另一收集管安放装置608和空的收集管624被定位于邻近随后的种子保持器304和已移动至取样站的未经过取样的种子的位置处。
现在参见图11和图12，液体输送子系统700包括被安装到线性致动器708上的液体注射装置704，所述线性致动器能够进行运转以使液体注射装置704沿线性轴线M伸出和缩回。更具体而言，线性致动器708能够进行运转以便将被紧固到液体注射装置704上的注射针712插入相应收集管624的尖端672内并将该注射针抽出所述尖端。当带有收集到的样本的收集管624已升高至冲洗位置且行进而被定位于邻近液体输送子系统700的位置处时，线性致动器708和注射针712处于缩回位置处，如图11所示。枢轴条杆致动器632和旋转平台604受到系统控制器的控制，从而使得当收集管安放装置608处在邻近液体输送子系统700的位置处且收集管624升高至冲洗位置处时，收集管624的线性轴线于液体注射装置704的线性轴线M大体上共轴，如图11所示。
一旦收集管624的线性轴线被定位成与M轴线共轴，则线性致动器708伸出以便将注射针712插入收集管624的尖端672内。液体注射装置704借助于被联接至液体注射装置704的计量阀720的流体孔口716被连接至提取流体供应源(未示出)。因此，一旦注射针712被插入收集管尖端672内，则液体注射装置704将数量经过计量的提取流体注入收集管624内。被注射的提取流体对收集管624的内侧进行冲洗或洗涤并且与相应的样本形成了水溶液，该水溶液在此被称作水溶液样本。因此，可能已经积聚在收集管624的内壁上的被收集到的样本中的任何样本会被冲掉，从而使得大体上所有的被收集到的样本都悬浮在所产生的水溶液中。提取液体可以是适于输送大体上所有的在每条相应的收集管624内收集到的样本材料，而不会干扰对样本材料进行的所需分析，的任何液体，所述所需分析例如为化学和基因分析。例如，在多个实施例中，提取液体可包括蒸馏水或与所需样本分析相容的任何适当容积。
一旦被收集到的样本已经与提取液体混合，则线性致动器708缩回以便从收集管尖端672中撤回注射针712。系统控制器随后使旋转平台604行进以便将收集管安放装置608定位在样本沉积子系统800上方。系统控制器附加地向相应的枢轴条杆致动器632发出指令以便将收集管置于装载和沉积位置处。在该装载和沉积位置处，管支架616和被安装的收集管624向下指向大体上垂直的取向。
现在参见图13，样本沉积子系统800包括适于将多个样本盘14紧固地保持处于固定位置和取向的样本盘平台804。每个样本盘14包括多个样本井(sample well)22，每个所述样本井适于接收被收集到的水溶液样本。样本盘平台804被安装到X-Y平台808上。该X-Y平台808是二维平移机构，所述二维平移机构包括第一平移轨道812和第二平移轨道816。X-Y平台808附加地包括第一线性致动器818，所述第一线性致动器能够进行运转以使第一滑架(未示出)沿第一平移轨道812的长度进行双向移动。X-Y平台808进一步包括第二线性致动器820，所述第二线性致动器能够进行运转以使第二滑架(未示出)沿第二平移轨道816的长度进行双向移动。第二平移轨道816被安装到第一滑架上且样本盘平台804被安装到第二滑架上。
第一线性致动器818和第二线性致动器820受到系统控制器的控制以使样本盘平台804精确地进行二维移动。更具体而言，第一致动器818和第二致动器820使样本盘平台804在X-Y坐标系内移动以便将任何选定的样本盘14的任何选定的井22精确地定位在位于保持着包含被收集到的水溶液样本的收集管624的收集管安放装置608下方的目标位置处。该目标位置是当收集管624处在样本盘平台804上方的装载和沉积位置处时，在该X-Y坐标系中的直接位于收集管尖端672下面的位置。因此，一旦收集管安放装置608被定位在样本盘平台804上方且相应的收集管624被置于该装载和沉积位置处，且尖端672指向目标位置，则系统控制器将选定的样本盘14的选定的井22定位在目标位置处。随后通过为管支架616的近端628提供正压而将该水溶液样本沉积在该选定的井22内。
当样本盘14被置于样本盘平台804上时，对用于每个样本盘14和位于平台804上的每个样本盘14的位置的盘识别号码，例如条形码，进行记录。此外，当每种水溶液被沉积在井22中时，可对样本盘平台804上的井的X-Y位置，即目标位置，进行记录。随后可将被记录的位于样本盘平台804上的盘和井的位置与每个被沉积的水溶液样本的X-Y位置进行对比以便识别每个样本盘14的每个井22中的特定水溶液样本。
一旦每个水溶液样本被沉积入选定的井22内，则系统控制器使旋转平台604行进以便将保持着包含随后的水溶液样本的收集管624的随后的收集管安放装置608定位在样本沉积子系统800上方。此外，保持着使用过的空收集管624的收集管安放装置608行进至收集管丢弃站850(如图1所示)，在该丢弃站处，可从相应的管支架616上去除或逐出该使用过的收集管624并丢弃该收集管。简要地参见图1，在多个实施例中，收集管丢弃站850包括被安装到线性致动器858上的收集管去除装置854，所述线性致动器能够进行运转以使自动握持器862伸出和缩回。当保持着使用过的收集管624的收集管安放装置608被定位在邻近收集管去除装置854的位置处时，系统控制器向线性致动器858发出伸出的指令且向握持器862发出指令而握住该使用过的收集管624。系统控制器随后向线性致动器858发出缩回的指令，由此从相应的管支架616上去除该使用过的收集管624。随后可向握持器862发出指令而释放该使用过的收集管624，从而允许其落入丢弃容器(未示出)内。
现在参见图14，在多个实施例中，当已经在取样站500对种子进行了提取样品的操作之后，系统控制器可使转盘308行进而将相应的种子保持器304定位于邻近种子处理站900的位置处。该种子处理站900包括被安装到位于转盘308的周部区域上方的系统支承结构上的处理物分配器904。处理物分配器904包括施加器908，所述施加器被构造成将种子处理物例如密封剂施加到相应种子的暴露出来的部分，即已经去除了种皮且提取出了样本的种子的冠的区域，上。该种子处理物可以是被设计成增强了种子的一种或多种性质或保护种子不受细菌或可能损害种子并破坏种子的发芽势的其它有害元素的影响的任何物质。例如，在多个实施例中，种子处理物是密封剂，所述密封剂包括杀真菌剂和/或聚合物，通过处理物分配器904并借助于施加器908将所述密封剂输送至该种子。该施加器908可以是适于将所需种子处理物施加到种子上的任何装置，例如刷子、针或喷嘴。在多个实施例中，施加器908包括喷射喷嘴且处理物分配器904包括被联接至计量阀916的流体孔口912。在这种实施例中，处理物分配器904借助于流体孔口912被联接至液体种子处理物供应源(未示出)。因此，当种子保持器304被定位在种子处理站900处时且位于处理物分配器904下方时，系统控制器向处理物分配器904发出指令而将数量经过计量的种子处理物喷在相应的种子上。
现在参见图15和图16，在进行了取样和可选的种子处理操作之后，系统控制器使转盘308行进直至相应的种子保持器304被定位于邻近种子沉积子系统1000的第二夹头散布器1004的位置处。夹头散布器1004被安装到系统支承结构上且包括被联接至叉子基底1012的一对叉尖1008。夹头散布器1004的形势和功能与上面结合图5所述的夹头散布器340大体上相同。因此，在启动夹头散布器1004时，叉子基底1012朝向种子保持器304伸出，从而使得叉尖1008被插入叉子通路336内。当叉尖1008滑动进入相应的叉子通路336内时，相应的种子保持器304的夹头312被缩回，这与上述情况相似。随着夹头312的缩回，使得相应的种子可下落而穿过处在种子保持器的种子通道318和转盘308的底部中的以共轴方式对齐的孔而进入种子输运装置1020的漏斗1016内。
种子输运装置1020包括第一管道部段1024，所述第一管道部段1024在第一端处被联接至该漏斗1016且在第二端处被联接至第一文丘里管装置1028的入口。第二管道部段1032在第一端处被连接至第一文丘里管装置1028的出口且在第二端处被连接至第二文丘里管装置1036的入口。第二文丘里管装置1036的出口被连接至种子分配器1040，所述种子分配器被安装到位于种子盘平台1044上方的系统支承结构上。第一文丘里管装置1028能够进行运转以便在第一管道部段1024和第二管道部段1036中诱发朝向种子分配器1040的空气流。同时，第二文丘里管装置1036能够进行运转以便诱发朝向漏斗1016的空气流。因此，由第一文丘里管装置1028诱发的空气流将会将种子吸入第一漏斗1016和第一管道部段1020内。此外，当种子进入第一管道部段1024内时，由第一文丘里管装置1028提供的空气流将所述种子推向种子分配器1040。随后，当种子接近种子分配器1040时，由第二文丘里管装置1036提供的空气流使种子变慢，从而以轻柔的方式从种子分配器1040将种子分配进入种子盘18内，而不会损害该种子。在多个实施例中，由第二文丘里管1036提供的空气流实际上停止了种子的移动，这使得种子可在重力作用下落入种子盘18内。多个位置传感器(未示出)可被设置在第一管道部段1024和第二管道部段1032上以便检测种子的存在，并向系统控制器提供输入以便控制种子输运装置1020的运转。
特别地参见图16，种子沉积子系统1000附加地包括适于将多个种子盘18紧固地保持处于固定位置和取向的种子盘平台1044。每个种子盘18包括多个种子井26，所述多个种子井中的每个种子井适于接收从种子分配器1040中分配出来的种子。种子分配器1040被安装到位于种子盘平台1044上方的系统支承结构上，从而使得可从种子分配器1044中将种子分配进入选定的种子盘18的选定的种子井26内。
种子盘平台1044被安装到X-Y平台1048上。该X-Y平台1048是二维平移机构，所述二维平移机构包括第一平移轨道1052和第二平移轨道1056。X-Y平台1048附加地包括第一线性致动器1060，所述第一线性致动器能够进行运转以使第一滑架(未示出)沿第一平移轨道1052的长度进行双向移动。X-Y平台1048进一步包括第二线性致动器1064，所述第二线性致动器能够进行运转以使第二滑架(未示出)沿第二平移轨道1056的长度进行双向移动。第二平移轨道1056被安装到第一滑架上且种子盘平台1044被安装到第二滑架上。
第一线性致动器1060和第二线性致动器1064受到系统控制器的控制以使种子盘平台1044精确地进行二维移动。更具体而言，第一致动器1060和第二致动器1064使种子盘平台1044在X-Y坐标系内移动以便将任何选定的种子盘18的任何选定的井26精确地定位在位于种子分配器1040下方的目标位置处。该目标位置是在该X-Y坐标系中的直接位于种子分配器1040的尖端1068下面的位置。一旦种子保持器304被定位在漏斗1016上方，则系统控制器将选定的种子盘的选定的井26定位在目标位置处。种子保持器304中的种子被释放进入漏斗1016内且被传输至种子分配器1040，如上文所述，且被轻柔地沉积进入选定的井内。
当种子盘18被置于种子盘平台1044上时，对用于每个种子盘18和位于种子盘平台1044上的每个种子盘18的位置的盘识别号码，例如条形码，进行记录。此外，当每个种子被沉积在井26中时，可对种子盘平台1044上的井的X-Y位置，即目标位置，进行记录。随后可将被记录的位于样本盘平台1044上的盘和井的位置与每个被沉积的水溶液样本的X-Y位置进行对比以便识别每个种子盘18的每个井26中的特定种子。
如上文所述，种子盘18和样本盘14中的每个种子盘和样本盘分别都包括多个井26和22。在多个实施例中，种子盘18中的井26的数量和布置对应于样本盘14中的井22的数量和布置。这有利于在种子及其被提取的样本之间形成一一对应。然而，在一些实施例中，可能希望在样本盘14中设置用于种子盘18中的每个井26的多个井22，例如，其中可在样本上进行多次检测或其中可从同一种子上取出不同样本(例如来自不同深度的样本)。
现在参见图17，在多个实施例中，种子取样器系统10附加地包括用于将收集管624安装在每个收集管安放装置608的管支架616上的收集管装载站1100。管装载站1100包括储料器1104，所述储料器具有成型表面和从储料器1104的开放底部延伸出来的振动供给器斜道1108。大量收集管624可被沉积进入储料器1104内，其中振动供给器斜道1108将收集管624供给进入振动碗形供给器1112内。基于重力的供给轨道1116在第一端1116A处被连接至振动碗形供给器1112的出口1118。供给轨道1116的第二端终止于收集管撞击装置(ram device)1120处。该撞击装置1120从供给轨道第二端116B垂直地向下延伸且包括沿撞击装置1120的长度进行延伸的纵向举升通道1124。撞击装置1120附加地包括处于撞击装置1120内部的推动机构(未示出)。该推动机构可以是能够进行运转以便将沿纵向被定位于举升通道1124内的收集管624推出撞击装置1120的上端1120A的任何机构。例如，该推动机构可包括对被成形以便接收收集管624的至少一部分的撞击装置进行驱动的线性致动器。
随着振动供给器碗形装置1112的振动，收集管624朝向振动碗形供给器1112的出口1118移动。在出口1118处，收集管624落入供给轨道的第一端1116A内，所述第一端被成形以便导致收集管624落入管道狭槽(未示出)内，所述管道狭槽延伸达供给轨道1116的长度更具体而言，导致收集管624尖端朝下地落入管道狭槽内且通过收集管基底620的唇缘620A(如图10所示)而被挂在该管道狭槽内。重力和来自振动供给器碗形装置1112的振动导致收集管624行进达供给轨道1116的长度并且以一列纵队的方式被积聚在供给轨道第二端1116B处。随着收集管624在第二端1116处以一列纵队的方式进行积聚，处于最前面的收集管624将在纵向举升通道内沿纵向方向被定向。撞击装置1120随后被致动，从而使得推动机构将处于最前面的收集管624推出撞击装置举升通道1124的上端1124A。
在对撞击装置1120进行致动之前，系统控制器将使旋转平台604行进而将收集管安放装置608定位于供给轨道1116的第二端1116B上方。系统控制器将进一步向枢轴条杆致动器632发出指令而将管支架616定位于装载和沉积位置处，从而使得管支架的远端618直接位于举升通道上端1124A上方。因此，当处于最前面的收集管被推出或被举升而离开所述举升通道上端1124A时，收集管基底620被推到管支架远端618上。管支架远端618被制成一定尺寸从而使得在收集管基底620于管支架远端618之间将存在摩擦配合。因此，收集管624被举升离开该撞击装置1120且被安装在相应的管支架上。处在供给轨道1116中的下一收集管624将被定位在举升通道1124内且随后的管支架的远端618被定位成接收收集管624。
现在参见图18，在多个实施例中，收集管624可包括商业上可得的移液管，所述移液管在本文中被称作移液管624′。在这种实施例中，移液管624′可能需要尖端672′的一部分被去除从而允许适当地提取出样本、对移液管进行冲洗、并且将水溶液样本沉积在样本盘14中。因此，在这种实施例中，种子取样器系统10可包括收集管制备子系统1150，所述收集管制备子系统能够进行运转以便在每根移液管624′被安装在相应的管支架616上之后切掉每个移液管尖端672′的一部分。收集管制备子系统1150包括线性致动器1154，所述线性致动器能够进行运转以使切割器1158的基底1158A沿线性轴线P伸出和缩回。线性致动器1154被安装到位于旋转平台604下方的系统支承结构上，从而使得当新安装的移液管624′，即刚刚被安装在相应的管支架616上的移液管624′，行进至收集管制备子系统1150时，移液管尖端672′被定位在切割室1162内。
切割室1162被形成于切割器基底1158A与切割凹部1166之间，所述切割凹部被形成于切割器1158的头部1158B中。如图18所示，当新安装的移液管624′从收集管装载站1100行进出来时，切割器基底1158A处在缩回位置出且尖端672′被定位在切割凹部1166内。随后，系统控制器向线性致动器1154发出指令而使切割器基底1158A伸出。切割器1158包括通过切割器具托架1174而与切割器基底1158A固定地相联或被保持到所述切割器基底上的切割器具1170，例如刀片。切割器具被固定地定位成使得当线性致动器1154使切割器基底1158A伸出时，切割器具将切断移液管尖端672′，由此去除该尖端672′的一部分。
现在参见图19，在多个实施例中，在经过取样的种子已被沉积在选定的种子盘18的选定的井26中之后，系统控制器使转盘308行进且将新的空的种子保持器304定位在清洗站1200处。清洗站1120能够进行运转以便在样本种子已被输运至种子盘18之后且在对新的种子进行定向并将该新的种子置于种子保持器304中之前，从相应的种子保持器304上清洗并去除任何残余的种子样本和/或种子处理物，例如密封剂。清洗站包括滚轮衬套1204和真空装置1208。该真空装置1208被连接至真空源(未示出)以便在真空喷嘴1212处提供真空，当相应的种子保持器304行进至清洗站1200时，该真空喷嘴被定位在极接近种子保持器的种子通道318的位置处。所提供的真空将会去除可能已经被收集在种子保持器304上的任何残余样本材料和/或种子处理物。此外，滚轮衬套1204被驱动以便在滚轮轴1216上旋转或者与所述滚轮轴一起旋转，所述驱动例如是电动驱动或气动驱动。与在真空喷嘴1212处提供真空同时地，系统控制器使滚轮衬套1204旋转以便去除可能已经被收集在种子保持器304上的任何残余样本材料和/或种子处理物。
应用
本发明的披露内容提供了用于分析具有所需遗传特征、标记或基因型的种子的方法。在本发明的披露内容的一个方面中，该分析方法允许对存在于一批或大量种子种群中的种子个体进行分析，从而使得可确定种子个体的化学和/或基因特性。
通过本发明的披露内容制备的样本可用来确定大量物理、形态学、化学和/或基因遗传特征。通常情况下，这种遗传特征是通过对样本进行筛选以便确定表示所述遗传特征的一种或多种化学或基因特性来确定的。化学特性的非限制性实例包括蛋白质、油、淀粉、脂肪酸和代谢物。因此，化学遗传特征的非限制性实例包括蛋白质含量、淀粉含量、含油量、确定脂肪酸形态、确定代谢物形态等。基因特性可包括，例如，基因标记、基因标记的等位基因、基因、衍生DNA序列(DNA-derivedsequence)、衍生RNA序列、启动区、数量性状基因座(QTL)、5′UTR、3′UTR、卫星标记、输异基因、mRNA、ds mRNA、转录谱和甲基化模式。
在一些实施例中，本发明的披露内容的方法和装置可被用于育种程序中以便选出具有所需遗传特征或标记基因型的植物或种子。本发明的披露内容的方法可与任何育种方法学相结合地使用且可用来选择一代或用来选择多代。育种方法的选择取决于植物繁殖模式、被改良的一种或多种遗传特征的遗传力和商用品种的类型(例如F1杂交品种、纯系品种等)。下面对本发明的披露内容的用于培育植物的选择的非限制性方案进行描述。进一步地，应该理解，在育种程序中，可使用任何商用和非商用品种。所做出的选择通常会受到例如发芽势(emergency vigor)、营养势、耐逆性、抗病力、分枝、开花、结实率、种子大小、种子密度、可站立性能和脱粒能力等因素的支配。
在多个实施例中，本发明的披露内容的方法被用来在标记辅助育种程序中确定种子的基因特性。这种方法使得改良了标记辅助育种程序，其中可实施无损的直接种子取样，同时保持从种子取样器到农田的种子个体的同一性。结果是，该标记辅助育种程序导致产生了“高产量”平台，其中可在更短的时间期间更有效地对具有所需遗传特征、标记或基因型的种子种群进行分群，同时需要更少的农田和劳动力资源。下面将对这种优点进行更为充分地描述。
在其它实施例中，本发明的披露内容提供了一种用于对具有基因差异的种子种群内的种子个体进行分析的方法。该方法包括在不影响种子的发芽势的情况下从种群中的种子上去除包括带DNA的细胞的样本；对从样本中提取出的DNA进行筛选以便确定是否存在至少一个基因标记；基于DNA筛选的结果从种群中选择种子；并且由选定的种子培育植物。
如上文所述，本发明的披露内容的取样系统和方法保护了种子的发芽势从而具有无损特性。发芽势意味着经过取样的种子中的大多数种子(即所有经过取样的种子中大于50％的种子)在取样之后保持生活力。在一些特定实施例中，经过取样的种子中至少约75％的种子，且在一些实施例中，经过取样的种子中至少约85％的种子，保持生活力。应该注意到：在特定环境下或对于特定应用场合而言，例如当由于可在相同的基因型成本下对更多数量的种子进行取样而使得确定基因型的成本随时间下降时，更低的发芽势比率也是可以容忍的。
在另外的其它实施例中，取样后的发芽势被保持达至少约6个月，以便确保经过取样的种子将在直到到达农田以便进行种植的过程中都具有生活力。在一些特定实施例中，本发明的披露内容的方法进一步包括对经过取样的种子进行处理以便保持发芽势。这种处理可通常包括所属领域已公知的用来保护种子在贮存或运输过程中不受环境条件影响的任何手段。例如，在一些实施例中，可利用聚合物和/或杀真菌剂对经过取样的种子进行处理以便在种植前的贮存过程中或运输至农田的过程中保护该经过取样的种子。
在多个实施例中，本发明的披露内容的样本被用于高产量无损方法中以便对种子种群中的种子个体进行分析。所述方法包括从种子中去除样本，同时保持种子的发芽势；并且对样本进行筛选以便确定是否存在表示基因或化学遗传特征的一种或多种特性。所述方法可进一步包括基于所述筛选的结果从种群中选择种子；并且由选定的种子培育植物。
可利用所属领域技术人员已公知的任何DNA提取方法从样本中提取出DNA，所述方法将会提供足够的DNA产量、DNA质量和PCR响应。适当的DNA提取方法的非限制性实例是通过离心法进行基于SDS的提取。此外，可在提取之后利用所属领域技术人员已公知的任何扩增方法对被提取出的DNA进行扩增。例如，一种适当的扩增方法是来自Amersham Biosciences的GenomiPhi
Figure A200780015878D0032101038QIETU
DNA扩增prep法。
对被提取出的DNA进行筛选以便确定是否存在适当的基因标记。可获得多种基因标记且这些基因标记对于所属领域技术人员而言是已公知的。用来确定是否存在基因标记的DNA筛选可用来选择育种种群中的种子。该筛选可用来选择数量性状基因座、等位基因或基因组区(单模标本)。可利用对传统的育种策略进行了改良的更新的分子生物学技术来确定要被选择的等位基因、数量性状基因座或单模标本。
在其它多个实施例中，基于在基因学上与数量性状基因座相关的基因标记的存在与否来选择种子。通常受到关注的数量性状基因座的实例包括，但不限于，产量、抗倒伏力、高度、成熟度、抗病力、抗虫性、对营养不足的抵抗力、谷物成分、除草剂耐性、脂肪酸含量、蛋白质或碳水化合物代谢物、提高的含油量、提高的营养成分含量、耐逆性、器官感觉的性质、形态学特性、其它农艺学遗传特征、用于工业用途的遗传特征、用于改进对消费者的吸引力的遗传特征、以及作为多个遗传特征指数的遗传特征的组合。另一种可选方式是，可基于在基因学上与单模标本相关的标记的存在与否来选择种子，所述单模标本与数量性状基因座相关。这种数量性状基因座的实例可同样包括，但不限于，产量、抗倒伏力、高度、成熟度、抗病力、抗虫性、对营养不足的抵抗力、谷物成分、除草剂耐性、脂肪酸含量、蛋白质或碳水化合物代谢物、提高的含油量、提高的营养成分含量、耐逆性、器官感觉的性质、形态学特性、其它农艺学遗传特征、用于工业用途的遗传特征、用于改进对消费者的吸引力的遗传特征、以及作为多个遗传特征指数的遗传特征的组合。
如果在起初的育种间杂交中使用的是纯合近交亲本，则早在F2育种水平时就可开始选择育种种群。如果杂交亲本中的一个或多个亲本对于目的等位基因或标记而言是杂合的，则还可对F1代进行取样和改进。育种器可对F2种群进行筛选以便重新获得种群中的每个个体的标记基因型。可对仅受到可用于筛选的种子数量的限制的起始种群规模进行调节以便满足对所需数量的个体进行成功识别的所需可能性。参见Sedcole，J.R.“Number of plants necessary to recover a trait.”Crop Sci.17：667-68(1977)。因此，对于各种育种方法学和经过取样的种群的同系繁殖水平而言，发现所需基因型的可能性、初始种群规模和作为目标的所得种群规模可能产生变化。
可对选定的种子进行分群或保持所述选定种子的独立性，这取决于育种方法学和目标。例如，当育种器对F2种群进行筛选以便确定抗病力时，可对具有所需基因型的所有个体进行分群并将其种植在育种区中。相反地，如果从给定种群中选择具有用于遗传特征的变化的效应，如谷物产量，的多个数量性状基因座，则育种器可保持去往农田的个体同一性受到保护，以便将所述个体与目标数量性状基因座的各种组合区分开来。
在将种子从实验室(chipping lab)传送至农田时，可使用保持单个种子同一性的多种方法。所述方法包括，但不限于，将选定的个体传送至种子带、盒盘(cassette tray)或标度盘(indexing tray)；通过泥炭腐殖质营养钵进行移植并且由单个种子包进行手动种植。可根据育种目标和基因复杂性而利用多个选择周期。
本发明的披露内容的筛选方法可进一步用于育种程序中以便以基因渗入的方式将遗传特征渗入植物内。这种方法包括从种群中的种子上去除包括带DNA的细胞的样本、对从每个种子中提取出的DNA进行筛选以便确定是否存在至少一个基因标记、基于DNA筛选的结果从种群中选择种子；由所述种子培养具有生殖结构的植物；并且在与另一种植物进行杂交的过程中利用所述具有生殖结构的植物作为母本或父本。
进行基因筛选以便选择种子从而进行遗传特征整合的实例包括，但不限于，识别高重现性亲本等位基因频率、追踪目的输异基因或进行筛选以确定不存在不希望的输异基因、选择杂种检测种子并且进行接合性检测。
借助于本发明的披露内容的筛选方法来识别高重现性成对等位基因频率同样使得降低了每个种群中的物种行的数量且增加了要被种植在给定农田单元中的种群或近交系的数量。因此，本发明的披露内容的筛选方法还可有效地减少为完成近交系的转化所需的资源。
本发明的披露内容的方法通过确保在种植前识别并丢弃经过调整的或不希望的输异基因而进一步提供了质量保证(QA)和质量控制。
本发明的披露内容的方法还可进一步用来识别杂种种子以便进行输异基因检测。例如，在BCnF1阶段的近交系的转化中，育种器可有效地形成杂种种子批次(除配子选择以外)，所述杂种种子批次对于目的遗传特征而言是50％半合的且对于缺少该遗传特征而言是50％纯合的，以便产生用于进行检测的杂种种子。育种器可随后筛选出在杂交试验中产生的所有F1种子并且识别并选择出半合的那些种子。这种方法的有利之处在于，就遗传特征接合性而言，从杂种种子作出的推断将代表商用杂种基因。
本发明的披露内容的用于识别和追踪目的遗传特征的筛选方法的其它应用场合具有上面结合所需的农田和劳动力资源所述的相同优点。通常情况下，输异基因转化程序是在多季节位置处被实施的，这是一种高得多的土地和管理成本结构。因此，基于成本来看，减少每个种群中的物种行需求或者增加给定农田单元内的种群数量所带来的影响比施加温度要引人注目得多。
更进一步地，本发明的披露内容的筛选方法可通过在单倍体阶段选择所需基因型并识别倍数性水平以避免对非单倍体种子进行加工且避免所述非单倍体种子到达农田的方式而用来提高双单倍体程序的效率。这两种应用同样导致减少了每个种群中的农田资源且使得能够对给定农田单元中更大量的种群进行评估。
在多个实施例中，所述披露内容进一步提供了一种用来预测用于特定的目的基因(GOI)的胚胎接合性的分析法。所述分析法基于目的基因的相对拷贝数与每个细胞或每个基因组中的内部控制(IC)基因的相对拷贝数之比来预测胚胎接合性。通常情况下，该分析法利用具有已知接合性的，例如在基因座处为纯合的(每个二倍体细胞中有两个内部控制拷贝)，内部控制基因以使目的基因的测量正常化。通过内部控制的相对拷贝数与目的基因的相对拷贝数之比预测细胞中的目的基因拷贝数。在纯合细胞中，对于任何给定基因(或特有的基因序列)而言，由于所有的同源染色体中该序列都存在于相同的基因座处，因此基因拷贝数等于细胞的倍数性水平。当细胞对于特定基因而言为杂合时，则基因拷贝数将低于细胞的倍数性水平。因此可通过细胞中的基因拷贝数来确定任何基因座处的细胞的接合性。
在一些特定实施例中，所述披露内容提供了一种用于预测玉米的胚胎接合性的化验分析方法。在玉米的种子中，胚乳组织是三倍性的，而胚胎组织是二倍性的。对于内部控制而言为纯合的胚乳将包含三个内部控制拷贝。胚乳目的基因拷贝数可在从0(纯合阴性)至3(纯合阳性)的范围内；且在对于目的基因为杂合(或者如果目的基因为输异基因则对于目的基因而言为半合)的种子中发现的胚乳目的基因拷贝数为1或2。胚乳拷贝数反映了胚胎的接合性：纯合的(阳性或阴性)胚乳伴随着纯合的胚胎，杂合的胚乳(无论目的基因拷贝数为1或2)则反映了杂合(目的基因拷贝数为1)的胚胎。可通过胚乳内部控制拷贝数与胚乳目的基因拷贝数之比(所述比率可在从0/3至3/3，即从0至1的范围内)来确定胚乳目的基因拷贝数(该数量可在从0至3个拷贝的范围内)，所述胚乳目的基因拷贝数随后可用来预测胚胎的接合性。
可通过所属领域已公知的用于对拷贝数进行定量的任何适宜的分析技术来确定目的基因的拷贝数或内部控制的拷贝数。适当的分析法的实例包括，但不限于，实时()PCR(Applied Biosystems，Foster City，CA)和(Third Wave Technologies，Madison，WI)分析法。这种分析法优选被开发而使得内部控制和目的基因序列的扩增效率是相等或非常相似的。例如，在实时
Figure A200780015878D00363
 PCR分析法中，将比来自双拷贝内部控制的信号推迟一个扩增周期地对来自单拷贝目的基因(确定源细胞对于目的基因而言是杂合的)的信号进行检测，原因在于目的基因的量是内部控制的量的一半。对于相同的杂合样本而言，
Figure A200780015878D00364
分析法将测量出约1:2或0.5的目的基因/内部控制之比。对于对目的基因和内部控制而言均为纯合的样本而言，与内部控制信号同时检测目的基因信号(
Figure A200780015878D00365
)，且Invader分析法将测量出约2:2或1的目的基因/内部控制之比。
由于目的基因的拷贝数或内部控制的拷贝数保持与细胞的基因组拷贝数(或倍数性水平)成比例关系，因此这些准则适用于任何多倍体细胞或单倍体细胞(如花粉细胞)。因此，可在三倍体组织例如玉米胚乳上实施这些接合性分析。
本文作出的说明在本质上仅是示例性的且因此不偏离所述说明的精神的变型旨在处于教导内容的范围内。这种变型不被视为偏离了该教导内容的精神和范围。

Claims (32)

1、一种自动种子取样器系统，所述系统包括：
用于从种子上去除种皮材料的至少一部分的磨除站；
用于在已经去除了所述种皮的位置处从所述种子中提取出种子材料的样本的取样站；
用于在所述磨除站与所述取样站之间输运所述种子的种子传输子系统；和
种子沉积子系统，所述种子沉积子系统用于在已经对所述种子进行取样之后将所述种子从所述种子传输子系统输运至种子盘中选定的井。
2、根据权利要求1所述的系统，进一步包括样本收集和传输子系统，所述样本收集和传输子系统用于在被安装在所述样本收集和传输子系统的收集管安放装置上的收集管中捕获所述被提取的样本。
3、根据权利要求2所述的系统，进一步包括用于将所述收集管与多根相似的收集管分开并且将所述收集管安装在所述收集管安放装置上的收集管装载站。
4、根据权利要求2所述的系统，进一步包括用于将液体输送至所述收集管以便与所述被捕获的样本混合的液体输送子系统。
5、根据权利要求4所述的系统，进一步包括用于将所述混合的样本从所述样本收集和传输子系统输运至样本盘中选定的井的样本沉积子系统。
6、根据权利要求1所述的系统，进一步包括用于将所述种子与大量种子储料器中多个相似的种子分开的种子装载站。
7、根据权利要求6所述的系统，进一步包括定向系统，所述定向系统用于接收来自所述种子装载站的所述种子、将所述种子定向成尖端朝下的取向并且将所述经过定向的种子输运至被安装到所述种子传输子系统的转盘上的种子保持器。
8、根据权利要求1所述的系统，进一步包括用于将种子处理物施加到至少所述经过取样的种子的已经去除了所述种皮的所述部分上的种子处理站。
9、根据权利要求8所述的系统，其中所述种子处理物包括聚合物和杀真菌剂密封剂中的一种物质。
10、根据权利要求1所述的系统，进一步包括清洗站，所述清洗站用于在已经从所述种子上去除了所述样本且所述经过取样的种子已被输运至所述种子盘中的所述选定的井之后从被安装到所述种子传输子系统的转盘上的种子保持器上去除残余样本材料。
11、一种自动种子取样器系统，所述系统包括：
用于从种子上去除种皮材料的至少一部分的磨除站；
用于在已经去除了所述种皮的位置处从所述种子中提取出种子材料的样本的取样站；
样本收集和传输子系统，所述样本收集和传输子系统用于在被安装在所述样本收集和传输子系统的收集管安放装置上的收集管中捕获所述被提取的样本；和
用于将所述样本从所述样本收集和传输子系统输运至样本盘中选定的井的样本沉积子系统。
12、根据权利要求11所述的系统，进一步包括用于将所述收集管与多根相似的收集管分开并且将所述收集管安装在所述收集管安放装置上的收集管装载站。
13、根据权利要求11所述的系统，进一步包括用于切去所述被安装的收集管的尖端的一部分的收集管制备子系统。
14、根据权利要求11所述的系统，进一步包括用于将液体输送至所述收集管以便与所述被捕获的样本混合的液体输送子系统。
15、根据权利要求14所述的系统，其中所述样本沉积子系统能够进行运转以便将所述混合的样本从所述样本收集和传输子系统输运至所述样本盘中的所述选定的井。
16、根据权利要求11所述的系统，进一步包括收集管丢弃站，所述收集管丢弃站用于在所述样本已被输运至所述样本盘的所述选定的井之后从所述收集管安放装置上去除所述收集管并丢弃所述收集管。
17、根据权利要求11所述的系统，进一步包括：
用于在所述磨除站与所述取样站之间输运所述种子的种子传输子系统；和
种子沉积子系统，所述种子沉积子系统用于在已经对所述种子进行取样之后将所述种子从所述种子传输子系统输运至种子盘中选定的井。
18、根据权利要求17所述的系统，进一步包括：
用于将所述种子与大量种子储料器中多个相似的种子分开的种子装载站；和
定向系统，所述定向系统用于接收来自所述种子装载站的所述种子、将所述种子定向成尖端朝下的取向并且将所述经过定向的种子输运至被安装到所述种子传输子系统的转盘上的种子保持器。
19、根据权利要求11所述的系统，进一步包括用于将种子处理物施加到至少所述经过取样的种子的已经去除了所述种皮的所述部分上的种子处理站。
20、一种用于从种子种群中的种子个体中提取出样本材料以便进行检测的自动高产量方法，所述方法包括：
将种子装载在自动种子取样器系统的种子保持器中；
从所述种子上去除种皮材料的至少一部分；
在已经去除了所述种皮的位置处从所述种子中提取出种子材料的样本；
在已经对所述种子进行取样之后将所述种子输运至种子盘中选定的井；
利用所述种子取样器系统的样本沉积子系统将所述被提取的样本输运至样本盘中选定的井；并且
对所述被提取的样本进行分析以便确定表示至少一种基因化学遗传特征的一种或多种特性。
21、根据权利要求20所述的方法，其中提取出所述样本的步骤包括在收集管中捕获所述被提取的样本。
22、根据权利要求21所述的方法，其中提取出所述样本的步骤进一步包括将液体输送至所述收集管以便与所述被捕获的样本混合。
23、根据权利要求22所述的方法，其中输运所述被提取的样本的步骤包括将所述混合的样本输运至样本盘中选定的井。
24、根据权利要求20所述的方法，其中装载所述种子的步骤包括将所述种子与大量种子储料器中多个相似的种子分开。
25、根据权利要求24所述的方法，其中装载所述种子的步骤进一步包括：
所述种子定向成尖端朝下的取向；并且
将所述经过定向的种子输运至所述种子保持器。
26、根据权利要求20所述的方法，进一步包括将种子处理物施加到至少所述经过取样的种子的已经去除了所述种皮的所述部分上。
27、根据权利要求26所述的方法，进一步包括在已经从所述种子上去除了所述样本且所述经过取样的种子已被输运至所述种子盘中的所述选定的井之后从所述种子保持器上去除残余样本材料。
28、一种用于从多个种子中顺序地去除样本材料同时保持所述种子的发芽势的自动系统，所述系统包括：
用于从每个种子上顺序地去除种皮材料的至少一部分的磨除站；
用于在已经从相应的种子上去除了所述种皮的位置处从每个种子中顺序地提取出种子材料的样本的取样站；
用于在所述磨除站与所述取样站之间输运所述种子的种子传输子系统；
种子沉积子系统，所述种子沉积子系统用于在已经对每个相应的种子进行取样之后将每个种子从所述种子传输子系统顺序地输运至处在多个种子盘中选定的一个种子盘中的多个井中选定的一个井；
用于在相应的收集管中顺序地捕获每个种子的所述被提取的样本的样本收集和传输子系统，所述收集管被安装在所述样本收集和传输子系统的多个收集管安放装置中的一个收集管安放装置上；和
用于将每个样本从所述样本收集和传输子系统顺序地输运至处在多个样本盘中选定的一个样本盘中的多个井中选定的一个井的样本沉积子系统。
29、根据权利要求28所述的系统，进一步包括用于将每根收集管与多根相似的收集管分开并且将相应的收集管安装在所述收集管安放装置中相应的一个收集管安放装置上的收集管装载站。
30、根据权利要求28所述的系统，进一步包括用于将液体顺序地输送至每根收集管以便与相应的被捕获的样本混合的液体输送子系统，其中所述样本沉积子系统能够进行运转以便将每个混合的样本从所述样本收集和传输子系统顺序地输运至所述选定的样本盘中的所述选定的井。
31、根据权利要求28所述的系统，进一步包括：
用于将每个种子与大量种子储料器中多个相似的种子分开的种子装载站；和
定向系统，所述定向系统用于接收来自所述种子装载站的每个种子、将每个种子定向成尖端朝下的取向并且将每个经过定向的种子输运至被安装到所述种子传输子系统的转盘上的多个种子保持器中相应的一个种子保持器。
32、根据权利要求28所述的系统，进一步包括用于将聚合物和杀真菌剂中的一种物质顺序地施加到至少每个经过取样的种子的已经去除了所述种皮的所述部分上的种子处理站。
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