CN102066896B - 制作、处理、收集以及标引种子和来自植物种子的种子部分的设备、方法以及系统 - Google Patents

Abstract

用于制作、处理以及收集种子部分的设备、方法以及系统是非常有益的。该设备包括承载体，其具有一个或多个适于承载种子的承载位置。承载位置具有种子定向器，该定向器适于相对于承载体中的承载位置，对种子进行定向，用于在承载位置制作种子部分。该方法包括：取具有一个或多个承载位置的承载体，相对于承载体中的承载位置对种子进行定向，使用种子切除装置切除种子，并穿过歧管将种子部分传送至隔间层。该系统包括：种子歧管，其适于在种子歧管上接驳具有预定位和预定向的种子的种子承载体。使用种子歧管，分别将承载体中种子和从种子移除的种子部分传送至收集器和隔间层中。

Description

制作、处理、收集以及标引种子和来自植物种子的种子部分的设备、方法以及系统

技术领域

本发明通常涉及以高效的方式制作、收集以及标引来自个体种子的种子部分的设备、方法以及系统。

背景技术

在植物育种或植物改良(plant advancement)实验中，传统惯例是使用来源已知的种子栽培植物。将种子种植于试验小区、生长室、温室或其他生长条件中，在这些条件中，它们与来源已知的其他植物异花传粉，或进行自花传粉。产生的种子是两种亲本植物的后代或自花传粉植物的后代，将其收获、处理和种植，以使得该植物的育种循环得以继续。为了在育种或改良选择过程中提供帮助，可以对植物、植物组织、种子或种子组织进行特定的实验室试验或基于田间的试验。

种植基于公知的杂交或或自花传粉植物的世代(generation)，并随后进行试验以观察这些系和品种是否朝着市场期望的特征发展。期望性状的实例包括但不限于：产量增加、纯合性增加、改善的或新赋予的对特定灭草剂和/或害虫以及病原体的抗性和/或耐性、含油量增加、淀粉含量改变、营养成分、耐旱性以及基于特定形态的性状增强。

可以理解且本领域公知的是，这些实验可能是大规模的。这些实验需要大量劳动力，其范围从科学家到田间工作人员，以设计、种植、维持以及进行可能需要成千上万株个体植物的实验。这些实验同样需要大量的土地资源。小区或温室可能占据数千英亩的土地。当植物发芽、生长、产生种子时，在该段时间中，可以对植物进行取样以用于实验室或田间试验，这不仅在几个月中占用大量土地，而且随后大量种子必须被分别加上标签、收获并处理。

另一困难是，大量的实验都是无效的。据文献报道，某些种子公司在实验早期丢弃任何一代中80-90％的植物。因此，生长、收获、收获后处理所花费的大量土地、劳动以及物质资源最终被浪费在很大比例的种子上。

适时压力也是一个因素。为了更多和更好的性状和特性，植物育种中的显著进展，已给种子公司施加更多的压力，以便更快的改进性状或特征更多且更好的植物的系或品种。为了更高效地和更有效地处理这些世代，并对能够被延续到育种的下一代的植物作出更多和更早的选择，因此植物育种工作者和相关工人正处于不断增加的压力下。

因此，已经出现了通过基于实验室的种子试验，早期鉴定感兴趣的性状的倾向。对种子进行非破坏性的试验，以得到基因、生物化学或表型信息。假如鉴定了感兴趣的性状，则从特定的植物中选择的种子或用于进一步的实验和改良，或用于商业上的量产。对种子进行试验避免了让种子生长成随后被试验的发育不完全植物的需要。这节省了时间、空间和精力。假如有效，对种子期望性状的早期鉴定可以使实验性试验所需的土地量、必须试验的种子量、得到信息所需的时间量的极大减少，所述信息是改进实验所需的。例如，少量英亩的土地和植物可能就足够了，而不用数千英亩的种植以及全部植物的后续处理和加工。然而，由于这种减少包括例如每天对数千个种子进行处理，因为时间选择依然重要，所以这仍然是大量的工作。

试图以非致死方式对种子取样的常规方法如下。在置于表面上的一张纸上方，用钳子夹住感兴趣的单个种子。用小型钻头钻入种子的一小位置。在纸上收集通过钻头从种子上钻下的碎片。抬起这张纸，并将碎片转移到试管或其它容器中。因此收集到种子碎片并准备用于实验室分析。将种子储存在另一容器中。出于跟踪目的，对容纳种子和样本的这两个容器进行标引或建立相互联系。对种子来说，该方法确定为非致死的。然而，该过程却很慢。该方法的成功和效果严重地依赖于工作人员的注意力和准确性。必须用钳子人工拾起和夹住每个单独的种子。钻孔也是手工的的。必须十分注意钻孔和碎片的处理，也必须确保将全部样本数量转移到容器中，并将样本来源的种子放置到另一容器中。必须随后对这两个容器例如单独的试管进行处理和标记或进行跟踪和鉴定。此外，每个种子的取样过程之间都必须清洁钳子和钻。自样品到样品的转移和人工处理存在着大量的污染风险。同时，多次需要从种子的某一生理组织获得种子原料。例如，可能需要从玉米种子的胚乳中获取样本。这种情况下，以允许对胚乳进行定向以将其暴露用于钻孔的方式，人工抓住小的玉米种子，不是不重要的，而是费时的且有点困难的。因为从种子的该区域取样对发芽率有着负面的影响，所以必须避免从其他种子结构(例如种子根部)取样。某些时候，用这种方法获得有用数量的样本是困难的。总的来说，从种子取样严重依赖于工作人员的技术，并且与工作人员的生产率和精确度有关，包括该过程是否给予种子一个良好的发芽机会。当一个工作人员承担着每天处理许多种子的任务时，这些问题变得更加明显。

如这些例子所证明的，当前传统的种子分析方法，例如，用于基因、生物化学或表型分析的方法，需要移除和处理至少一部分种子。在移除一部分种子的过程中，可能需要满足各种目的。这些目的可包括下列目的中的一个或多个：

(a)如果需要，在取样后保持种子生存力；

(b)获得至少最小所需的样本数量而不影响生存力；

(c)从种子的特定位置获得样本，为了取样，通常需要在特定位置和方向将种子有效地定位和定向的能力；

(d)为了效率目的，保持特定的生产率水平；

(e)在样本中减少或实际上消除污染；

(f)保持高效和受控的取样后处理方案和环境，以便在取样后移动和收集种子部分和种子；以及

(g)允许跟踪单独的样本以及它们与同组其它样本的关系。

(a)生存力

对于保持种子生存力而言，种子取样方法和设备不以种子生存力减少的方式损害种子，在某些环境下是决定性的。经常期望此类分析对种子是非致死的，或至少导致被取样的种子会发芽的可能性很大(例如，发芽潜力没有显著的降低)，以便种子可以生长成为成熟的植物。对于某些分析而言，不需要保持种子生存力，在这种情况下，可以经常采集更大的样本。种子生存力的需求将会依赖于取样后对种子的既定使用。

(b)样本数量

期望获得有用数量的样本。为了有用，在某些应用中，为了进行给定的试验和获得有意义的结果，样本数量必须高于某一必需的最小量。不同的试验或测定需要不同的样本数量。因为一个太大的样本可能使种子的发芽潜力降低，这是不期望的，所以避免为样本提取太多组织也是同样重要的。因此，期望取样设备、方法以及系统允许从任何给定的种子采集的样本的数量可以变化。

(c)样本位置

有用的样本数量也可涉及样本位置精确性。例如，在某些应用中，样本必须仅来自某一位置或某一组织。此外，处理类似于很多种子的小颗粒是困难的。对种子进行精确定位和定向也是困难的。对于玉米种子，对胚乳组织进行取样，并对玉米种子定向以便对特定组织取样是重要的。因此，期望取样设备、方法和系统适于允许以高生产率对种子进行定位和定向，以用于特定位置取样，其可以包括具有适于以预定方向对种子进行定位和定向的体系结构和步骤的种子定向设备、方法和系统。

(d)生产率

取样设备和取样方法必须考虑生产率水平，其能以省时的方式支持所需要数量的被采集的样品。例如，某些情况包括每年对数千、数十万或甚至数百万的种子进行取样的潜在需求。举一个假设的例子，每年有一百万种子，每周工作5天，在每年的每个工作日，每天平均几乎有四千样本。采用低生产率的取样方法是很难满足上述需求的。因此，需要更高生产率、自动的或甚至半自动的方法。

(e)避免污染

为了保持样本纯度，用于后续的分析试验程序，需要不易交叉污染的取样方法和取样设备。这不但涉及取样位置的精确性，以便来自既定位置的样本不被来自不同位置的组织污染，还涉及每一个体样本的取样和处理方法，确保样本之间没有污染。

(f)处理(取样后)

以更高的生产率为目的，重要的是，考虑保持高效和受控的取样后处理方案和环境，以便在取样之后移动和收集种子部分和种子。此类取样后操作应确保每一操作均没有污染。依赖于用于移除种子部分的工具，例如激光，为了确保维持生存力、限制污染、对种子和种子部分进行准确标引，还需要考虑如何处理并收集种子和种子部分。

(g)标引(跟踪)样本和被取样的种子

对种子和从种子上移除的样本进行高效处理，呈现出各种问题和挑战，特别是当保持对每个种子、每个样本以及它们与彼此或其它样本的相互联系的跟踪是重要时。因此，期望取样设备、方法以及系统允许方便地对种子和样本进行跟踪。

传统的种子取样技术并没有充分地处理这些需求，给资金和劳动力资源带来压力，因此说明现有技术亟待提高。由于依靠大量的人工处理、人工定向、人工移动以及样本和种子的人工后续处理，当前的设备、方法以及系统的生产率相对较低，具有大量交叉污染风险，且趋向于不稳定。这可以影响从种子取得的样本的类型以及种子发芽的可能性。需要消除当前方法在样本间进行洁净所需的资源。需要将由遗留物(carry-over)或其他原因引起的样本间的交叉感染，或来自任何样本的任何来源的污染减少或降至最低。还需要更高的可靠性和精确性。因此，需要提供种子取样的方法和系统以及相应的设备，所述种子取样能够完成一个或多个下述目标：

(a)如果需要，在取样后保持种子生存力；

(b)获得至少最小所需的的样本数量而不影响生存力；

(c)从种子的特定位置获得样本，为了取样，通常需要在特定位置和方向将种子有效地定位和定向的能力；

(d)为了效率目的，保持特定的生产率水平；

(e)在样本中减少或实际上消除污染；

(f)保持高效和受控的取样后处理方案和环境，以便在取样后移动和收集种子部分和种子；以及

(g)允许跟踪单独的样本以及它们与同组其它样本的关系。

当对种子进行取样时，上述某些期望的目的是相互冲突甚至对立的。例如，高生产率的方法可能需要相对快速的操作，又具有相对高的精缺性和相对低的污染风险，从而必须完成得比技术上的可能性更慢才能实现。因此，这些多个目的存在于本领域中并且当前可用的设备、方法以及系统对此还没有令人满意的处理或平衡。本领域需要克服上述类型的问题，以便在任何给出的实施方式中实现最大数量的目标。

发明内容

公开了用于对来自植物种子的种子部分，包括可存活的种子部分，进行定位、定向、制作、处理、收集以及标引的设备、方法以及系统。在该设备的一个一般性实例中，该设备包括具有对种子、种子部分等进行定位和定向的功能承载体。在承载体中，可以从种子采集种子部分。一个或多个歧管有助于以高效和高生产率的方式对种子和种子部分进行分离、收集以及标引。

还公开了用于对来自植物种子的种子部分，包括可存活的种子部分，进行定位、定向、制作、处理、收集以及标引的方法的一般性实例。该方法可以包括：相对于承载体中的承载位置对种子进行定位和定向，使用种子切除装置切除种子，使用收集器和隔间层中的歧管对种子和种子部分进行分离、收集以及标引。

还公开了用于对来自植物种子的种子部分，包括可存活的种子部分，进行定位、定向、制作、处理、收集以及标引的系统的一般性实例。该系统可以包括：适于将种子保持在期望的位置和方向上的承载体，种子切除装置，适于将种子和种子部分处理、收集以及标引(取样后)至一个或多个容器中的歧管。

附图说明

图1是根据本发明示例性实施方式用于由植物种子制作可存活的种子部分的设备、方法以及系统的概括图。

图2是根据本发明示例性实施方式装配起来的歧管、承载体、隔间层以及装配件(jig)的等距图。

图3是沿图2中的线3-3截取的横截面图。

图4A是根据本发明的示例性实施方式的隔间层以及装配件的等距示图。

图4B是根据本发明示例性实施方式的装配件的等距图。

图4C是根据本发明示例性实施方式的隔间层的等距图。

图5A是根据本发明示例性实施方式的承载体的等距图。

图5B是沿图5A中的线5B-5B截取的横截面图。

图6A是沿图1中的线6A-6A截取的横截面图。

图6B是用于移走图6A所示的保留的种子部分的工具的一个实例的等距图。

图7A是本发明另一示例性实施方式的等距图。

图7B沿图7A中的线7B-7B截取的横截面图。

图7C是用于移走图6A所示的保留的种子部分的工具的另一实例的等距图。

图8A是根据本发明示例性实施方式的隔板的等距图。

图8B是图8A所示隔板的平面图。

图9A是根据本发明示例性实施方式的变径板(reducer plate)的等距图。

图9B是图9A所示隔板的平面图。

图9C是沿图9B中的线9C-9C截取的剖视图。

图10A是根据本发明示例性实施方式的另一歧管的等距图。

图10B是图8A所示歧管的顶视图。

图10C是图8A所示歧管的仰视图。

图11A是根据本发明示例性实施方式的收集器的等距图。

图11B是沿图11A中的线11B-11B截取的横截面图。

图12是根据本发明示例性实施方式的承载体和另一歧管的等距图。

图13A是图12所示歧管的等距图。

图13B是沿图13A中的线13B-13B截取的剖视图。

图14是图12所示架板(shelf plate)的等距图。

图15是沿在图12中的线15-15截取的剖视图。

图16A是沿图12中的线16A-16A截取的剖视等距示图(sectionisometric view)。

图16B是在图12中沿线16B-16B截取的剖视侧视图。

具体实施方式

概述

为了更好地理解本发明，现在将详细说明几个示例性的实施方式。可以理解，这些是本发明可以采用但不限于的几种形式。有时将参照附图。在附图中，使用参考标号表示图中的某些部件和位置。在所有附图中，除非另有指示，相同的参考标号表示相同的部件和位置。

这些具体实例的背景将会涉及玉米粒(kennel of corn)。可以理解，然而，本实例只打算说明本发明的一种应用。本发明可以用于其他种子和其它物体。尺寸的范围和物体的性质(nature)可以变化。如本领域技术人员所理解的，本发明的实施方式将用于要取样的具有方便的尺寸的种子。某些种子极其细小，有点像微尘或盐粒，而其它种子特别巨大和坚硬，例如来自海椰子(Lodoicea maldivica)棕榈(palm)的种子，其重达20-24磅。本领域技术人员认识到，本发明的实施方式打算使用的种子，其尺寸和重量必须允许用本实施方式的设备方便地取样。这些种子包括但不限于，例如来自玉米(maize)(玉米(corn))、大豆、芸苔属(Brassica)种类、加拿大油菜(canola)的种子的许多农业上的重要种子，诸如小麦、燕麦或其它谷类的谷类植物，以及各种类型的蔬菜和观赏植物的种子。根据该实例类似的应用变得显而易见，并且对本领域技术人员来说显而易见的变化包括在内。

参照从种子采集的作为种子部分的样本。还可以使用不同的术语来指代提取的种子部分，例如，种子样本、种子组织样本、种子切片(seed chip)、剪下的种子部分(seed snip)、种子长条(seed sliver)、种子切片或剪取物(clipping)以及可存活的种子部分。

设备

图1示出了本发明的许多不同的示例性设备，用于对种子进行定位和定向，以便制作、分割、分选、处理、收集以及标引种子和可存活的种子部分或来自植物种子的类似物。图1中的设备以最广的涵义教导了适于在预定方向上对种子进行定位和定向的结构，以便以高效、非致死、非污染和高生产率的方式完成从每个种子移除种子部分的操作。用于对种子进行定位和定向的某些其他结构或相同的结构，也可以用于以高效、非致死、非污染和高生产率的方式处理种子和种子部分(取样后)。这些相同的结构或某些附加结构也可以用于以高效、非致死、非污染和高生产率的方式对种子和种子部分进行标引或建立相互联系。

图1以示例性设备的方式大体示出了设备10，其具有歧管(manifold)12、承载体(carrier)14、装配件16以及隔间层(compartmentlayer)18。在图2-5B中最佳地示出了设备10。图12表示另一设备200，其具有另一歧管210和上述承载体14，并构造有在歧管210的本体中容纳装配件16和隔间层18的槽孔222。歧管10的细节和描述随后会紧接着歧管210的细节和描述。根据本发明的一个一般性方面，设备10可以包括承载体14。在图2、5A和5B中最佳地示出了承载体14。承载体14优选为平面部件(planar member)，可以由板件60构成。承载体14可以由单个一体的板件60或一对夹在一起的板件60形成。在优选的实施方式中，承载体14由能够经受与切除种子所用的各种方法有关的任何腐蚀、降解或破坏性质的材料构成或制造。例如，承载体14可以由金属合金、钢、复合材料等制造。

承载体14具有多个穿过板件60所形成的孔20。在优选的形式中，形成每个孔20以便穿过整个板件60。本领域的技术人员应当理解，孔20不必穿过整个板件60。例如，假如使用一对板件60，孔20可以穿过整个上层板和一部分下层板，以在下层板中形成袋(pocket)，由此，可以根据需要将种子和种子部分容纳在上层板并收集在下层板的袋中。在另一实施方式中，下层板可以适于相对于孔20选择性地移动平面门(planar gate)来实现孔20的打开和关闭。在关闭位置，可以将种子和种子部分收集在下层板中；或者，在打开位置，种子和种子部分可以从下层板释放或通过下层板传送。在承载体14上，可以通过钻孔、机械加工、蚀刻或任何其它适于制造多个孔20的技术以可预测的、类似样式的形态形成孔20。例如，可以以28行、30列的形态形成多个孔20，从而每个孔20可以是唯一地可识别的和/或位置上可寻址的。可选地，可以通过行或列使单独的长方形孔或一组长方形孔形成承载体14，以提供适于运送一个或多个种子或种子部分的单个或多个通道。图5A示出了总计96个孔的承载体14，该承载体具有12个孔/行和8个孔/列的结构。应当认识到，承载体14不仅限于图中所示出的构造。可选的构造，不仅限于行、列或特定数量的孔20，可以最适合地用于各种应用。

优选地形成具有一个或多个承载位置22的每个孔20。相对于某些局部或者全局坐标，所述坐标相对于承载位置22和/或承载体14，每个承载位置22适于容纳、接收、定向或定位种子34。例如，可以相对于孔20的侧壁26，对每个种子34进行定向。承载位置22可以特别地成形为适合种子34轮廓的形状，或另外辅助在承载位置22处对种子34进行定向。在本发明的另一方面，可与每个孔20有关的种子定向器24对种子34进行定向，或相对于每个承载位置22控制种子34的方向。图5B示出了位于一对孔20的侧壁26之间的磁铁。该磁铁是适于给种子34定向的种子定向器24的一个实例。如图5B所示，每个孔20可以构造有磁铁或与其他孔共享磁铁。可选地，种子定向器24可以是单独的或是与板件60不同的材料，从而种子定向器24呈现出能够将种子34粘附或保持在相对于孔20的特定位置的保持状(retentive-like)性质。例如，可以将真空口(vacuum port)、夹子或任何类型的粘性或自粘贴表面并于每个孔20中，以保持并对种子34进行定向。总而言之，承载体14具有自对准、自定向、以及自定位的特征，因此可以相对于承载体14的一个或多个特征在承载位置22中相同地对每个种子进行定位、对准或定向，例如每个孔20的侧壁26。例如，可以说承载体14提供了用于在相对于承载体14的特定的、可预测的、期望的空间或位置上接收、处理、定向以及保持种子34的夹具(fixturing)或装配件。

根据本发明的另一方面，构造承载体14以便于携带。在本发明的另一方面，形成承载体14，以便能够接驳于另一结构，如图2和3所示的歧管12、图6A、7C、10AC所示的歧管102或图12所示的歧管210。为了便于相对于歧管12、102接驳，更具体而言对准承载体14，穿过承载体14所形成的孔62，与歧管12、102中的对准销(alignmentpin)66、112紧密配合，从而相对于歧管12、102对承载体14进行定向，以使承载体14与歧管12、102接驳。可选地，孔68、114可以在歧管12、102中形成。孔68、114可以适于接受和容纳对准销66、112。对准销66、112可以穿过承载体14上的孔62定位，从而对承载体14进行定位并使其与歧管12、102接驳。在本发明的另一方面，对准销66、112可以从孔68、114中移除，和/或可以与承载体14或歧管12、102构成单个整体部件。本发明考虑了，除了歧管12、102中的对准销66、102之外，歧管12、102还可以单独包括挤压凸出部(extrudedboss)，以便当两者接驳在一起时，相对于歧管12、102，对承载体14进行确定的定位。

图2和3中对本发明歧管12的一个示例性实施方式做了最佳图解。类似于承载体14，歧管12可以由类似材料构成。优选地，歧管12具有顶面70，在顶面上适于与承载体14接驳。可以考虑歧管12的底面72，以促进在切除装置中接驳歧管12，例如图1所示的切除装置36。例如，歧管12的底面72可以包括自调平和/或自对准特征，从而歧管12可以相对于切除装置36或其它局部和/或全局坐标对准或调平。可以包括一个或多个自定位、自对准或自调平板(未示出)，用于相对于切除装置36的支撑板对歧管12进行自定位、自对准和/或自调平。例如，该板可以被打磨出一个微小的斜度，使得歧管12能自动地滑入相对于切除装置36或该装置内的期望位置，从而确保切除的一致性。

如图3中所最佳示出的，歧管12具有多条管道38，所述管道38穿过歧管12从顶面70延伸到底面72。在优选的形式中，歧管12中多条管道38的每个入口74具有与承载体14中多个孔20相同的样式、尺寸和外形。因此，歧管12中每个管道38的入口74与承载体14中的孔20匹配、对准并连通，以允许穿过孔20将种子部分42不间断地转移到歧管12中的管道38内。

每个管道38具有侧壁40。侧壁40可以是线形和圆柱形的，从而来自切除装置36的能量穿过整个歧管12并在切除装置36中散射。可以在切除后插入隔间层18，以防止对隔间层18的任何损害。在优选的形式中，塑造侧壁40的轮廓或使之成形，以使来自切除装置36的能量散射，以防止能量束46从管道38的入口74完好地穿过管道38和出口76行进。例如，如图3中所示出，构造歧管12中管道38的侧壁40的形状，以便将来自切除装置36的能量束46减少至衍射能量44或使其散射，以防止能量束46完好地穿过管道38和出口76行进。一方面，每个管道的侧壁40可以形成圆柱形、螺旋状、圆锥形或其它形状，以使来自切除装置的能量充分地散射。本发明考虑其它散射技术。例如，与光滑相反，可以使侧壁40或侧壁的一部分粗糙，以使来自切除装置36的能量散射。可以对侧壁40或侧壁的一部分进行涂层或电镀，从而吸收来自切除装置36的能量或使其散射。将在侧壁40中发生并延伸进管道38内的抵接部(abutments)或突出部(projections)也可以用于散射能量，而不会中断种子和种子部分通过歧管的传送。因此，由于来自切除装置36的能量束46穿过孔20和承载体14行进，能量束46在管道38的侧壁40之间和之内偏离和衍射，以充分地使来自切除装置36的能量散射以防止隔间层18受到破坏、损害或发生故障，也防止对种子或种子部分的损害以保持生存力。

在本发明的另一方面，歧管12中每个管道38的每个出口76面向歧管12底面72附近的槽孔58开口。如图2和3所最佳示出的，在歧管12中形成槽孔58，以便接收装配件16所支撑的隔间层18。隔间层18具有多个隔间48，其优选地呈现出歧管12中多条管道38和承载体14中的多个孔20的相同样式。此外，如图4C所最佳示出的，通过行54和列56，隔间层18中的多个隔间48每个都是可以唯一地可识别的和/或位置上可寻址的。类似于承载体14，隔间层18不限于图4C中示出的构造。本发明考虑呈现出各种最适合具体应用的构造的隔间层18。作为实例，可以模拟隔间层18以符合承载体14的各种形状、构造或设计。可选地，可以塑造和构造不同于承载体14的隔间层18，在从歧管12移除隔间层18之后，以强调处理后的考虑。虽未示出，歧管12也可以包括夹子或可用于存储种子ID信息其它附属构件。因为在整个过程中，关于种子的信息一直伴随着种子，直到该信息最终用于标记包含被取样的种子的隔间层18和具有种子样本的收集器104二者，所以夹子或其它附属构件是有用的。歧管12的顶面122也可以包括小托盘样沟槽(未示出)。该小托盘样沟槽可以用于容纳或保留额外的种子，这些种子与被取样的种子一样，有着相同的来源。假如用户接近了切除和收集过程的尾声，并且遗失了被取样的种子或种子样本，这种来自小批次种子的人工取样的方式将会出现，以允许切除和收集过程继续下去。当用户接近该过程的尾声时，这通过消除需要操作员或用户追溯被取样的种子的来源，使过程流畅。假如不需要，大多数情况下可以处理掉小批次种子。

图4B所示的装配件16具有多个孔50，这些孔50与隔间层18的多个隔间48呈现出相同的样式。因此，在优选的形式中，装配件16适于接收隔间层18，从而将隔间层18定位于装配件16的顶部78，同时隔间层18的多个隔间48被接收在装配件16内多个孔50中。装配件16可以由一层或多层相同或不同的材料构成，以便在装配件16的顶部78与隔间层18之间促进更好的配合。附加层也可以由为隔间层18提供更好和更平坦的支撑底座的材料类型构成。例如，可将毛毡层，例如1/8″厚度的F-13毛毡层，添加至装配件16的顶部78。毛毡层可以用于帮助促进跨越整个隔间层18的更平坦均匀的密封，例如在将衬垫热密封至隔间层18期间。在装配件16上也可以构造其他位置上可调节的和/或定向的特征。装配件16可以具有一个或多个具有切口52和/或孔64的边角。这些特征52、64可以用于在歧管12的槽孔58中对装配件16进行定向，相对于装配件16对隔间层18进行定向和/或相对于某些其他结构和/或用于有助于适合隔间层18或装配件16的目的的设备对隔间层18和装配件16进行定向。当定位在歧管12的槽孔58中后，使隔间层18的多个隔间48对准歧管12中多条导管管道38的出口76。因此，当将承载体14接驳到歧管12上且隔间层18定位于槽孔58中时，形成如图3所示的通道86，从承载体14中的孔20，穿过入口74和导管管道38，通过、出口78进入隔间层18中的隔间48。如图3所最佳示出的，使用通道86，将由切除种子34形成的种子部分42从承载体14中的孔20，穿过歧管12中的管道38，传送入隔间层18中的隔间48内。保留的种子部分32可以通过种子定向器24保留于其在承载体14的孔20内的各承载位置22上。承载体14可以从歧管12中脱离或移走。在优选的形式中，从歧管12脱离或移走承载体14，所述承载体14在承载体14的孔20内的每个承载位置22上具有保留的种子部分32。

图1中示出了本发明切除装置36的一个实施方式。切除装置36是商业上可用的类型。切除装置36具有基座230，基座230支撑在切除装置中定位的设备。可以构造基座230，以使激光消散并防止激光在不期望的方向上反射。例如，来自激光器88的激光束可以穿过2″蜂巢(honeycomb)层传播，并到达切除装置36基座230上的黑色阳极处理托盘上。可以是蜂巢以下约3-4″，歧管210实际依靠在基座230中的某些支撑结构之上。切除装置36的一个实例可以是75瓦的Epilog36EXT激光CO2雕刻、切割及标记系统，其可从Epilog Laser-16371Table Mountain Parkway·Golden，CO 80403获得。

图1和6A示出了本发明的另一设备100。设备100具有与框架106所维持的收集器104连通的歧管102。框架106可以由底座144支撑。类似于歧管12，歧管102可以具有定位在孔114中并适于促进在歧管102的顶面122对准、定向或接驳承载体14的一个或多个对准销112。因此，承载体14可以从歧管12脱离并重新接驳在歧管102上。如图10A-10C所示，歧管102构造有多条管道108，所述多条管道108穿过歧管102的本体从顶面122延伸到底面124。因此，穿过歧管102延伸的多条管道108在顶面122具有入口146并在底面124具有出口148。此外，如图6A所最佳示出的，顶面122附近歧管102的一部分具有较大的横截面面积116，该面积以类似漏斗状的方式逐渐减小为歧管102底面124附近的一个较小的横截面面积118。穿过歧管102延伸的多条管道108的每一个管道具有侧壁126，该侧壁126优选地逐渐减小，以遵循从较大截面面积116到较小截面面积118的歧管102的本体轮廓。在本发明的另一方面，多条管道108可以具有不断变窄的横截面积或从歧管102的顶面122至底面124逐渐变细的侧壁126。与歧管12类似，歧管102中的多条管道108具有与承载体14中的多个孔20相同的样式，以便承载体14中的多个孔20可以与歧管102中的管道108连通。优选的是，歧管102由框架106支撑，以便承载体14可以接驳和脱离歧管102。

在本发明的另一方面，歧管102具有在底面124形成的槽孔120。在歧管102的底面124上形成的槽孔120接收和容纳收集器104。如图11A和11B所最佳示出的，收集器104具有多个隔间128。在优选的形式中，收集器104中的多个隔间128在顶面134处打开并在底面136处关闭。收集器104中的多个隔间128与歧管102底面124附近的多条管道108的出口148连通。每个隔间128可以通过行130和列132或其它方式是唯一可识别的和/或位置上可寻址的。收集器104可以具有定向和/或位置指示特征，例如有缺口的边角138。有缺口的边角138可以用于在歧管102的槽孔120中正确地对收集器104进行定向和定位，以便当收集器104如图6A所示被定位在槽孔120中时，多个隔间128在歧管102的出口148处与多条管道108连通。此外，收集器104的外部周长140可以通过歧管102中的槽孔120限制并控制，以在歧管102的槽孔120中对收集器104进行正确地定位和定向。在本发明的另一方面，可以在收集器104的每个隔间128的底部形成深孔(well)142。为了含有用于收集、保留、试验或其它的种子部分110，可以使深孔142成形。当收集器104定位在歧管102的槽孔120中时，如图6A所示，可以将保留的种子部分32沿着通道150，从承载体14中的孔20，穿过歧管102中的管道108，传送入收集器104中的隔间128中。承载体14的孔20中的保留的种子部分32如穿过歧管102的管道108被传送至收集器104隔间128中的深孔142的种子110所示。收集器104每个隔间128中的每个种子部分110，可以是唯一可识别的和/或位置上可寻址的，以便与承载体14中的唯一可识别的和/或位置上可寻址的承载位置22协调一致。因此，优选的是，隔间层18和收集器14中的每个隔间48、128，通过使这些位置与承载体14中的承载位置22协调一致，可以是唯一可识别的和/或位置上可寻址的，以便隔间层18隔间48内的可存活的种子部分42和收集器104隔间128中可存活的种子部分110可以通过行/列系统或其它方式，关联和追溯到定位于承载体14中在每个唯一可识别的和/或位置上可寻址的承载位置22上的最初的种子34。

图6A-B和7C-D示出了工具的示例性实施方式，该工具从承载体14中其各承载位置22移除保留的种子部分32。图6A-B所示的工具152具有带有多个垂直延伸部件156的板154。多个垂直延伸部件156用金属线加固(gange)在板154上，其与承载体14上的多个孔20具有相同的构造。工具152可以具有用于手动或自动操作的柄。多个垂直延伸部件156的直径可以相应地按大小排列以便安装在承载体14中的孔20内，从而从承载体14中的各承载位置22刷去并使保留的种子部分32得到释放。多个垂直延伸部件156可以由任何材料形成，所述材料适于移除保留的种子部分32和在种子切除过程中粘附于承载体14的任何残余物。例如，多个垂直延伸部件156可以是由弹性体材料、铜线等制成的刷子。依赖于金属线加固在板上的垂直延伸部件156的数量，工具可以用于在承载体14中的某些孔20或全部孔20上一次执行上述操作。例如，图7C-D表示具有安装在板162上的96个垂直延伸部件164的相似的工具160。工具160可以用于一次移除全部保留的种子部分32。为了确保保留的种子部分32不被卡在垂直延伸部件156、164之一和承载体14或歧管102的侧壁及如图8A-9C所示的隔板170和变径板180之间，可以与图7C所示的歧管102联合使用。在发明的这个方面，用对准/接驳孔174，将承载体14接驳于隔板170的顶部。用对准/接驳孔184循序将隔板170接驳在变径板180的顶部。如图7C和8A-B所最佳示出的，隔板170具有管道172，管道172与承载体14中的孔20具有相同构造。隔板170中每个管道172的直径比承载体14中孔20的直径大。当工具152、160被移除时，管道172的更大的直径允许保留的种子部分释放并且不会被拉回承载体14外，所述种子部分可以卡在垂直延伸部件156、164和承载体14中孔20的侧壁之间。如图7C和9A-C所最佳示出的，变径板180具有与隔板170中的管道172构造相同的多个孔182。每个孔182具有如图9C所最佳示出的锥形侧壁186以提供从隔板170较大的管道172直径到歧管102较小的管道108直径的无缝转换。变径板180确保，从承载体14各承载位置22中移除的保留的种子部分32，在其在隔板170和歧管102之间向下转换的某一时刻不被捕获(caught-up)。

图12-16B公开了本发明的另一示例性设备200。如图12所最佳示出的，设备200包括上述接驳在歧管210顶面228上的承载体14。歧管210具有多条管道212，该多条管道以与承载体14中的孔20类似的彼此间隔关系构造。如图15所最佳示出的，管道212穿过整个歧管210延伸，并且具有与承载体14中的孔20相同的直径。因此，当承载体14接驳在歧管210上面时，承载体14中的孔20与歧管210中的管道212连通。歧管210中的每行管道212都具有分隔部件214。如图15所示，分隔部件214是一个具有成形的(contoured)或倾斜的边缘224的平面薄条(thin planar strip)。如图15所最佳示出的，分隔部件214优选地定位在管道212的行中，以便倾斜的边缘224充分地延伸到歧管210的顶面228的顶部，以便使倾斜的边缘224紧密相邻承载体14中的种子34而定位。分隔部件214优选相对于歧管210的顶面228垂直定向。本领域的技术人员应当理解，可以相对于顶面228以非共面或非垂直的排列对倾斜的边缘224和/或分隔部件214进行定位和定向。如图13B所示，在每个管道212中，分隔部件214形成了第一分区216和第二分区218。沿平行于歧管210内的顶面228的轴线纵向构造槽孔226。如图15-16B所示，槽孔226的外缘邻近侧壁236，从前面232行进，在邻近歧管背面234时停止。构造具有片状主体204的架板202，以滑入并滑出歧管210中的槽孔226。架板202具有孔206。在架板202中构造孔206，以便当在槽孔226中进行定位时，使孔206对准歧管210中管道212的每个第一分区216。如图15所最佳示出的，当架板202定位在槽孔226中时，使架板202中的孔206对准歧管210中的每个第一分区216，提供穿过管道212的通道220。虽然架板202使每个管道212的第一分区216打开，但是架板202却堵塞了每个管道212的第二分区218。当从歧管210中的槽孔206移除架板202时，管道212中的第一分区216与第二分区218二者都是打开的，从而提供穿过歧管210、自顶面228穿过歧管210的本体，自底面238出的通道。图16A-B表示如何由底面238中的槽孔222形成歧管210，以容纳上述提到和描述的支撑隔间层18的装配件16。装配件16和隔间层18可以滑入和滑出歧管210中的槽孔222。构造隔间层18中的多个深孔142以匹配歧管210中的多条管道212，以便在底面238的每个管道212通向隔间层18中的一个深孔142。

方法

图1公开了使用一个或多个先前描述的设备的本发明方法的一示例性方面，用于对种子进行定位和定向，以制作、分割、分选、处理、收集以及标引种子和可存活的种子部分或来自植物种子的类似物。在一方面，由图1中的设备所示的该方法最广义地教导了使用承载体14在预定方向对种子进行定位和定向，用于以高效、非致死、非污染以及高生产率的方式从每个种子移除种子部分。在另一方面中，以高效、非致死、非污染以及高生产率的方式对种子和种子部分(取样后)进行处理、收集以及标引。

在本发明的一个示例性方法中，使用敷抹器82，例如喷雾器或喷枪、刷子等，用磁响应材料80涂覆种子34。图1示出了本发明的一个方面，其中谷粒或植物种子34被完整地遗留在玉米穗上并且用磁响应材料80涂覆。当在玉米穗84上时，以相同的方式相对于玉米穗轴以及彼此对全部玉米种子34进行定向，同时暴露每个种子34的冠部，以应用磁响应材料80。可以理解，即使本发明描述了当种子仍然附着时涂覆种子34，但是种子34可以在被移除后用磁响应材料80涂覆。适于涂覆种子34冠部的磁响应材料80的一个实例是，基于铁的涂层，例如基于铁的涂料。可以以先前描述的方式使用商业上可利用的材料例如MAGNAMAGIC′S ACTIVE墙壁磁性涂料或KRYLON′S磁性喷雾涂料涂覆种子34。在承载体14的多个孔20中分配具有磁响应材料80的单个种子(singulated seed)34。种子定向器24，例如定位在一对孔20的侧壁26之间的磁铁，在承载位置22处相对于承载体14的每个孔20对种子34进行定向。如图3所最佳示出的，在优选的形式中，磁铁定位在承载体14中的每对孔类似之间的类似位置，从而相对于在承载体14的孔20中的承载位置22，将每个种子34定向于承载体14中每个行28的相同位置。相对于承载体14的每个孔20中的承载位置22，许多种子34将会依靠磁铁或种子定向装置24自动地确定自己的方向。承载体14还可以相对于每个孔20中的承载位置22向上下、前后或其他方向摇动，以促使相对于每个孔20的携带位置对每个种子34进行粘附和正确地定向。在这种方式中，承载体14中的每个孔20都装载有适当定向、对准并定位的种子34。

在本发明的另一方面中，将歧管12接驳在切除装置36中。切除装置36可以是能够切除种子34的任何装置。例如，如前所述，切除装置36可以是具有如图3所示发射激光束46的激光器88的激光雕刻机。在切除装置36为激光器的情况下，目前的应用考虑激光器可以是双头激光器、多头激光器、检流头激光器(galvo head laser)，或其他适合的激光器平台。如前所述，歧管12可以具有底面72，该底面72具有适于将歧管12接驳在切除装置36中的特征。例如，歧管12的底面72可以具有对准销、水平调节器和/或水平指示器，以保证歧管12准确且处于切除装置36中的期望位置。通过定位在切除装置36中的歧管12，如图1所示，在每个孔20中具有种子34的承载体14，可以与歧管12接驳，如图3所示。对准销66可以用于使承载体14与歧管12恰当地接驳，以便使承载体14中的多个孔20对准并使其与歧管12中的多条管道38连通。由装配件16支撑的隔间层18可以通过插入槽孔58装载于歧管12中，如图1所示。装配件16可以具有自定位和/或自定位特征，例如有缺口的边角52，以确保当隔间层18和装配件16插入槽孔58中时，隔间层18中的多个隔间48对准并与歧管12中的多条管道38连通。用适当地接驳在歧管12上的承载体14及适当地插入歧管12的槽孔58中的隔间层18和装配件16，产生了如图3所示的通道86，从而可以将可存活的种子部分42穿过多条管道38，从承载体14的孔20中的每个承载位置22传送入隔间层18的每个隔间48。由于具有牢固地定位在切除装置36中的歧管12、承载体14、装配件16以及隔间层18，可以启动切除种子过程。例如，如前所述，切除装置36可以具有在远离承载位置22的一个指定或程序化的距离穿过行28纵向传播的能量束46，例如激光束，以便使用能量束46切除种子34。可选地，带有承载体12的歧管12可以相对于在切除装置36中具有某些固定的位置的激光器88移动。切除发生后，可存活的种子部分42从每个孔20中的承载位置22上掉落，穿过歧管12中的多条管道38，停留在隔间层18中的多个隔间48中。保留的种子部分32保持在承载体14的每个孔20中的承载位置22上，如图3所最佳示出的。因为歧管12中管道38侧壁40的轮廓，能量束46在如图3的44处所示散射，这防止使隔间层18遭受破坏、腐朽(fatiguing)或故障，以及防止对种子或种子部分的损害以保持生存力。通过使切除装置36穿过承载体14的单独的行28和列30，制作可存活的种子部分42并传送入隔间层18的每个隔间48中，同时将保留的种子部分32保持在承载体14的孔20中的每个承载位置22处。每个可存活的种子部分42在隔间层18的每个隔间48中是唯一可识别的和/或位置上可寻址的。此外，隔间层18的每个隔间48中的每个可存活的种子部分42与承载体14中的孔20相对应并且可追溯到承载体14中的孔20。充满可存活的种子部分42后，可以从歧管12中的槽孔58移除隔间层18和装配件16。此外，如图1所最佳示出的，承载体14可以从在承载体14的孔20中的每个承载位置22处具有保留的种子部分32的歧管12脱离。歧管12可以重新装载另一承载体14，该承载体14具有在承载体14的每个孔20中被合适地定位和定向的种子34。新的带有装配件16的隔间层18可以插入槽孔58中，以对一组新种子34实施切除过程。

如图6所最佳示出的，承载体14具有保留的种子部分32后，将承载体14接驳在歧管102上，以收回每个孔20中的保留的种子部分32。类似于歧管12，歧管102可以具有对准销112或适于相对于歧管102对承载体14进行适当地定向并接驳的其他自定向和接驳特征。如前所述，收集器104接驳在歧管102的槽孔120中。优选地，收集器104具有自定向和自定位的特征，例如有缺口的边角138，因此可以相对于歧管102对收集器104进行适当地定向和定位。通过适当地接驳在歧管102上的承载体14和适当地位于歧管102的底面124下的收集器104，形成了通道150，从而可以将位于承载体14的每个孔20中的承载位置22的保留的种子部分32传送至收集器104中的多个隔间128，如图7A所最佳示出的。本发明考虑了许多将保留的种子部分32从承载体14的每个孔20内的承载位置22传送到收集器104的多个隔间128的方式。例如，在本发明的一个方面中，如果用磁铁作为定向特征或种子定向器24，则可以对磁铁进行消磁或使其失效以便释放保留的种子部分32，从而保留的种子部分32，从孔20中的承载位置22，穿过歧管102中的多条管道108，掉落至收集器104中的多个隔间128，以收集在收集器104的底面136附近的深孔142中。在本发明的另一方面中，如图6A-B和7A-C进一步所示，可以使用工具152、160，例如刷子、刮刀或具有适于插入承载体14的孔20中的指状物的预制的装置，从承载位置22中刮除、移除或转移保留的种子部分32。例如，板件154、162，其具有一个或多个或一组垂直延伸部件156、164，例如刷子、海绵或弹性体部件或其他种子转移部件，可以适于从承载位置22上转移保留的种子部分32。在一个实施方式中，工具160可以包括板件162，该板件162构造有96个垂直延伸部件164，以便与承载体14中孔20的样式和数量相对应。在另一方面中，工具152可以具有板件154，该板件154构造有少数垂直延伸部件156，以便每次仅从孔20总数的一部分中转移保留的种子部分32，如此促进从承载体14中的承载位置22上将保留的种子部分32快速、有效以及精确地转移。同样在另一方面，歧管102中的多条管道108的直径可以比承载体14中孔20的直径更大，以确保将保留的种子部分32转移到多条管道108中，并且不被束缚或卡在垂直延伸部件156与多个孔20或多条管道108的侧壁26、126之间。例如，承载体14可以接驳在隔板170顶部，隔板170循序接驳在变径板180顶部，变径板180循序接驳在歧管102的顶部。将垂直延伸部件154、164插入承载体14中的孔20和歧管102中的管道108，应当使保留的种子部分32从承载体14中得到释放。然而，取决于尺寸，保留的种子部分32可卡在管道108的壁与垂直延伸部件164、174之间。因此，当从承载体14中的孔20和歧管102中的管道108中移除时，可用垂直延伸部件164、174将保留的种子部分32抽出承载体14。为了确保保留的种子部分32被向下释放到管道108中，具有直径比承载体14中的孔20大的管道的板，例如隔板170，可以与在直径上从较大管道的直径过渡到歧管102中管道108的直径的板，如变径板180，联合使用。在优选的形式中，隔板170中的管道172具有比垂直延伸部件156、164更大的直径，以便一旦移动到隔间层170中直径较大的管道172中后，保留的种子部分32从垂直延伸部件156、164释放。在将保留的种子部分32释放之后，它们穿过管道172和变径板180，向下过渡到歧管102中的管道108中。锥形侧壁186允许穿过隔间层170中的管道172掉落的保留的种子部分32，平稳地从直径较大的管道172过渡到歧管102中直径较小的管道108，从而避免种子在下降至收集器104的过程中被悬吊(hung-up)。除了人工操作工具152、160的可能性外，本发明还考虑了半自动操作和全自动操作。本领域的技术人员应当理解以下内容是容易实现的：工具152、160中的任何一个可以构造为，自动地移进和移出承载体14中的孔20，以将保留的种子部分32从承载体14中释放，以满足本发明的高生产率的目的。因此，到此为止，在关于种子移除的上下文中已讨论了工具152、160，但对于每组和下一组种子和种子样品部分而言，工具152、160还用于帮助在承载体14中的孔20、歧管102中的管道108、隔板170中的管道172、变径板180中的孔182、歧管12中的管道38以及歧管210中的管道212中清理和保持没有污染的环境，以满足本发明的另一目的，即防止污染。除了如前所述提供了转移保留的种子部分32的方法外，本发明考虑，使用强迫通风(forced air)将保留的种子部分32从孔20中的承载位置22，穿过管道108，推动至收集器104的隔间128中。在收集器104的多个隔间128中，收集穿过多条管道108和歧管102的种子部分110。通过行130、列132或其他定位在收集器104的顶面134上的标记，每个种子部分110是唯一可识别的和/或位置上可寻址的。因此位于和定位在行1、列1的深孔142中的种子部分110可以与收集在隔间层18中隔间48的行1、列1的可存活的种子部分42关联并追溯到所述种子部分。收集器104可以从歧管102的底面124移除，所述歧管102具有容纳在收集器104的每个深孔100中的来自原始种子34的种子部分110。歧管102可以重新装载另一承载体14和用于收集种子部分110的新的收集器104，所述承载体14具有保留的种子部分32。

在本发明的又一方面中，如图12所示，具有种子34的承载体14可以接驳在具有插入槽孔226中的架板202的歧管210的顶面228上。随后可以将(不带有装配件16和隔间层18)歧管210定位在切除装置36中，例如图1所示的激光雕刻机，或定位于任何适于以高效和高生产率的方式切除承载体14中的种子34的切除或取样装置中。例如，切除装置36可以使用空气、水、瓦斯、粒子或其他物质的高能量流切除承载体中的种子34。本发明的范围不限于使用高能量光(例如激光)制作种子的种子部分。一旦歧管210定位在切除装置36中，可以实施前述的切除种子的过程。如图15所最佳示出的，来自激光器88的能量束46切除承载体中的种子34，穿过通过分隔部件214(见图13B)与第二分区218隔开的第一分区216，从歧管210出来，从底面238穿出，并在冲击切除装置36的基座230后散射。一旦切除种子34，种子部分42掉落至第二分区218，停留在架板202上。本发明理解，假如不能注意确保用于切除种子34的高能量物质在切除之后以某种方式散射，以防止其反射、偏离或弹回而接触到其他未切除的种子34(例如，正在切除的种子和承载体14的另一孔20中其他未切除的种子)、保留的种子部分32或可存活的种子部分42，高生产率的切除技术虽然高效，但可能对种子、保留的种子部分32和可存活的种子部分42造成危险。歧管210确保在切除过程中保护种子34、保留的种子部分32以及可存活的种子部分42。上述保护可通过图13A所示的歧管210中的分隔部件214和架板202(见图14)实现。如图15所最佳示出的，将分隔部件214的倾斜的边缘224紧密相邻种子34定位于承载体14的承载位置22中。能量束46穿过种子中部，并且在离开种子中部之后，在分隔部件214的后方直接穿过，进入管道212的第一分区216。当与保留的种子部分32分开时，可存活的种子部分42掉落到第二分区218中并停留在架板202上。因此，通过分隔部件214和架板202防止任何分散的、反射的、偏离的、或弹回的能量束46的一部分重新接触和损害可存活的种子32。类似地，因为第一分区216相对较小且反射或偏离的能量穿过第一分区216返回并接触保留的种子32的机会很小或为零，所以防止了对保留的种子32的由能量束46的二次曝光带来的损害。在承载体14中切除种子34后，保留的种子部分仍然位于承载体14的孔20中的各承载位置22上，并且可存活的种子部分42停留在歧管210第二分区218中的架板202上。根据前述的细节，可以移除承载体离开歧管210，并且移除、收集以及标引保留的种子部分。通过将带有隔间层18的装配件16插入槽孔222，简单地从歧管210收集可存活的种子部分42。一旦将带有隔间层18的装配件16插入槽孔222，且歧管210中的每个管道212与隔间层18中的隔间48连通，则将架板202从歧管210的槽孔226中取出，如图16A-B中所示出。此时允许停留在架板202上的可存活的种子部分42继续降落，穿过第二分区218进入隔间层18，用于相对于收集器104中其保留的种子部分32对应物(counterpart)以标引方式储存可存活的种子部分42。通过在歧管210顶部放置带有种子34的另一承载体14、切除种子34、收集可存活的种子部分42以及保留的种子部分32，并在各自的容器18、104中标引种子部分42、32，可以重复这些相同的步骤。

一旦在隔间层18和收集器14中适当地标引了可存活的种子部分42和保留的种子部分32，可以将隔间层18和收集器104拿到某个位置用于进一步处理。在一个实例中，单独分析收集器104中的每个保留的种子部分32，以获得感兴趣的生物化学、基因或表型信息。在一个实例中，这个过程可以用作植物改良试验的一部分，在该改良实验中，鉴定感兴趣的基因或表型性状，以决定相应的可存活的种子部分42是否具有商业上有价值的或期望的基因或表型性状。对应于保留的种子部分32的可存活的种子部分42可以通过其在隔间层18中的相应标引位置轻易和快速地识别，并可运送至实验性成长地点，在那儿，其可被种植。如前所述，本发明的设备、方法以及系统经设计，具有可存活的种子部分42将会在成长地点发芽的实质性高概率。

一种类型的生物化学分析可以包括蛋白质测定，该测定需要从保留的种子部分32提取的蛋白。蛋白提取的一个实例是P-PER

植物蛋白提取试剂盒(Pierce Biotechnology)。其他实例包括常规研磨辅助设备，例如研钵和研棒，Biomasher(Cartagen)，或聚丙烯研棒(Kontes)和适合的提取缓冲液。其他类型的生物化学分析可以包括油或淀粉分析。还有其他类型的生物化学分析是可能并在在本领域内是公知的。

一种类型的用于保留的种子部分32的基因分析是DNA提取。DNA提取的一个实例是标准的Extract N Amp(Sigma-Aldrich)方案(其他实例包括，例如，标准的CTAB方案和HotShot方法)。其他种类的基因分析，例如，但不限于，RNA分析也是可能的，并且在本领域内是公知的。某些分析会包括基于表型的数据，其中分析具体的种子形态。可以在各种光波长下以光谱方式完成基于表型的分析。可选地，这种分析可以通过观察人工完成。在这种情况中，使用磁性定向的种子允许研究者参照感兴趣的具体形态一致地持有个体种子。在这种情况中，可以对种子取样或维持不取样，因此可以进行光谱或人工观察。具体观察可以包括但不限于，种子颜色、不透明性、淀粉含量、油含量和种子形状。如本领域公知的，各种其他观察是可能的。

可以使用条形码并为每个隔间层18和收集器104制作条形码，以便可以通过扫描条形码记录、存储并轻易恢复关于每个隔间层18和收集器104的内容的信息。商业上可利用的设备可以用于这些功能并且可以编程序来满足应用的需要。

系统

使用用于定位和定向种子以制作、分割、分选、处理、收集以及标引种子和可存活的种子部分或来自植物种子的类似物的一个或多个先前描述的设备或方法，图1公开了本发明系统的一示例性方面。由图1中的设备和方法所示的系统最广义地教导了，在一方面，具有用于在预定的方向对种子进行定位和定向的承载体或类似结构的系统。在另一方面，系统还可以包括用于以高效、非致死、非污染和高生产率的方式从承载体中的每个种子移除种子部分的切除装置。在又一方面，系统还可以包括用于在切除后处理被取样的种子和种子部分的一个或多个歧管。在还一方面中，系统还可以包括隔间层和另一收集器用于以高效、非致死、非污染和高生产率的方式收集两者中的种子和种子部分，并彼此进行标引。

在附图和说明书中，以方法和设备的形式，陈述了本发明的示例性实施方式，虽然使用了具体的术语，但是这些术语仅用于一般的描述性意义，并非用于限制的目的。当环境可能暗示或者提供方便时，考虑部件的形成比例的变化以及等同物的替换，而不背离下述权利要求所限定的本发明的精神和范围。

说明书中的任何参考文献在此通过引用全文并入。

Claims (18)

1.用于制作、处理以及收集种子部分的设备，包括：

承载体，具有多个孔，所述孔提供一个或多个适于相对于所述承载体对种子进行定位的承载位置；

所述承载位置具有适于相对于所述承载位置对所述种子进行定向的种子定向器，用于制作所述种子的种子部分；

其中所述种子定向器包括定位在由一对所述承载位置共享的侧壁中的磁铁，从而在所述磁铁处，相对于所述侧壁，对涂覆有磁响应材料的所述种子的冠部进行定向。

2.根据权利要求1所述的设备，还包括种子歧管，所述种子歧管具有多条与所述承载位置连通的管道，并适于将保留的种子部分和／或可存活的种子部分从所述承载位置传送以收集。

3.根据权利要求1所述的设备，适于接驳激光器，从而所述激光器切除所述种子以制作所述种子部分。

4.根据权利要求2所述的设备，其中种子歧管还包括：

a.第一表面，适于在其上接驳所述承载体，所述承载体适于在与所述种子歧管中的多条管道连通的所述承载体中的孔中对种子进行定位和定向；以及

b.第二表面，适于在其上接驳收集器，所述收集器具有与所述种子歧管中的所述多条管道连通的隔间。

5.根据权利要求4所述的设备，其中所述种子歧管还包括适于将每条管道的至少一部分分隔成第一分区和第二分区的分隔部件。

6.根据权利要求5所述的设备，其中所述种子歧管还包括适于容纳板的槽孔，其中：

a.所述板可以滑进和滑出所述种子歧管，以隔离所述第二分区；

b.所述板具有多个孔，所述孔经构造与每个第一分区对准，以提供穿过所述种子歧管和所述板的通道；

c.所述第一分区适于使来自种子切除装置的能量穿过所述种子歧管，以使其被所述种子切除装置散射或吸收，从而防止反射的能量损害所述种子和种子部分；以及

d.由所述板隔离的所述第二分区的一部分适于捕获所述种子部分，以防止与来自所述切除装置的能量偶然接触。

7.根据权利要求6所述的设备，其中所述分隔部件具有大体竖直的边缘，所述大体竖直的边缘与所述承载体中种子的下面紧密相邻，从而离开所述种子的来自所述切除装置的能量直接进入由所述分隔部件形成的所述第一分区，以防止所述种子或种子部分与反射能量偶然接触。

8.根据权利要求7所述的设备，还包括其他的槽孔，所述其他的槽孔构造在所述种子歧管底面且适于接收具有与所述种子歧管中所述多条管道的所述第二分区连通的多个隔间的隔间层，其中通过从所述种子歧管中移除所述板，将所述第二分区中的种子部分传送至所述隔间层中的所述多个隔间中。

9.制作、处理以及收集种子部分的方法，包括：

取具有一个或多个承载位置的承载体；

用磁活性材料涂覆种子的冠部，用于利用磁铁相对于所述承载体中的所述承载位置对所述种子进行定位和定向；

用种子切除装置切除所述种子；以及

将保留的种子部分和可存活的种子部分穿过种子歧管传送至收集器中。

10.根据权利要求9所述的方法还包括以下步骤：将所述承载体接驳在所述种子歧管的顶部，以及在所述种子歧管中定位所述收集器。

11.根据权利要求9所述的方法，还包括以下步骤：

a.从所述种子歧管移除具有可存活的种子部分的收集器；

b.在所述承载位置保留种子部分作为保留的种子部分；

c.从所述种子歧管移除具有保留的种子部分的所述承载体；以及

d.使所述承载体与第二歧管接驳，所述第二歧管适于通过从所述承载体中的所述承载位置释放保留的种子部分，将位于所述承载位置的保留的种子部分传送至收集器中。

12.根据权利要求9所述的方法，其中种子歧管包括：穿过所述种子歧管的多条管道；分隔部件，其将每个管道的一部分分成第一分区和第二分区；以及用于容纳板的槽孔。

13.根据权利要求12所述的方法还包括：

a.将承载体接驳在所述种子歧管的顶部，所述承载体具有在所述承载体的孔中预定位和预定向的种子；

b.用种子切除装置切除所述种子以制作所述种子部分；

c.使离开所述种子的能量，穿过所述第一分区，从所述种子歧管的底部穿出；以及

d.在所述第二分区捕获所述种子部分，以防止偶然暴露于来自所述种子切除装置的直接或反射能量。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括以下步骤：使所述板中的多个孔与所述种子歧管中的所述第二分区对准，用于产生供来自所述切除装置的能量穿过的通道。

15.根据权利要求14所述的方法，还包括以下步骤：在所述种子歧管下面插入隔间层，以使所述层中的多个隔间与所述种子歧管中的所述多条管道对准。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括以下步骤：

a.使所述板滑入所述种子歧管中的所述槽孔，以隔离所述第二分区的一部分，来捕获从所述种子切除的所述种子部分，并防止与来自所述切除装置的能量偶然接触；以及

b.使所述板滑出所述种子歧管中的所述槽孔，以将所述第二分区中的种子部分释放入所述多个隔间，以在所述隔间层中收集所述种子部分。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括以下步骤：从所述种子歧管移除具有保留的种子部分的所述承载体，用于接驳到具有多条管道的另一歧管，以将从所述承载体移除的种子部分传送至收集器中。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括以下步骤：对所述可存活的种子部分的位置及所述隔间层和收集器中各种子部分的位置进行标引。

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