CN102131378B - 用于从单独种子产生、收集并索引种子部分的装置、方法和系统 - Google Patents

Abstract

描述了用于对许多种子进行涂覆、辨识抽离、对准、切除和索引以进行测试的方法、装置和系统。该装置具有载体，载体被设计为将种子保持成预定对准以便从种子部分切除种子样本，种子部分被索引至种子样本。然后，载体位于将种子样本从载体递送至收集器以进行实验室测试的装置上。

Description

用于从单独种子产生、收集并索引种子部分的装置、方法和系统

技术领域

本发明总体上涉及用以高效的方式从单独种子产生、收集并索引种子部分的装置、方法和系统。

背景技术

在植物育种或植物发展实验中从已知亲本的种子生长植物是常规做法。种子被种植在实验苗圃、生长室、温室、或其它生长条件中，种子在其中与已知亲本的其它植物进行异花授粉或进行自花授粉。结果得到的种子是两个父本植物或自花授粉植物的后代，并且被收获、处理并种植以继续植物育种循环。可以对植物、植物组织、种子或种子组织执行特定的实验室或基于现场的测试，以便帮助育种或发展选择过程。

种植并随后测试基于已知异花或自花授粉的各代植物以看看这些族系或种类是否正在朝着在市场中期望的特性进展。期望的遗传特性的示例包括但不限于增加的产率、增加的纯质性、改良或重新赋予的对特定除草剂和/或害虫及病原体的抵抗力和/或容忍力、增加的含油量、改变的淀粉含量、营养组成、耐旱性以及基于特定形态的遗传特性增强。

如可以认识到的和本领域中已知的，这些实验在规模上是巨大的。它们包括从科学家到现场工作人员设计、种植、维护和执行实验的巨大劳动力，这可能涉及数以千计或数以万计的单独的植物。它们还要求相当可观的土地资源。苗圃或温室可能占用数千英亩的土地。这不仅在植物萌芽、生长、并产生种子时占用大量的土地达数月之久，在此期间可以对其进行采样以用于实验室或现场测试，而且然后必须单独地对巨大数量的种子进行标记、收获和处理。

进一步的复杂性在于许多实验毫无结果。在文献中已经报告一些种子公司在实验中丢弃了任何早代植物中的80%-90%。因此，为生长、收获和收获后处理所耗费的大多数土地、人力和物力资源最终对于大多数种子而言属于浪费。

时机压力也是一个因素。植物育种方面的显著进步已对种子公司施加了更多压力来更快速地发展植物的族系或种类以获得更多且更好的遗传特性和特征。植物育种者和相关工人因此处于日益增加的压力下，以更高效且有效地处理这些代并更多和更早地选择应被继续至下一代育种中的植物。

因此，已经出现了朝着通过基于实验室的种子测试进行感兴趣的遗传特性的提早识别的动向。对种子进行无损测试以导出遗传信息。如果识别到感兴趣的遗传特性，则使用来自特定植物的所选种子以用于进一步的实验和发展，或者用于产生商用的量。测试种子防止了使种子生长至随后被测试的不成熟植物的需要。这节省时间、空间和工作量。种子中的期望遗传特性的有效的早期识别能够导致大大地减少实验测试所需的土地的量、必须测试的种子的量、和得出推进实验所需信息所需的时间量。例如，作为几千英亩的种植和所有那些植物的后续操纵和处理的替代，一小部分的耕地和植物可能是足够的。然而，由于时机仍是重要的，所以仍存在相当可观的任务，因为即使此类减少仍涉及例如每天处理数千个种子。

尝试非致死的种子采样的常规方法如下。用镊子将感兴趣的单个种子保持在表面上展开的一张纸上。使用小钻头来钻入种子上的小位置中。在那张纸上收集由钻头从种子去除的碎屑。提起那张纸并将碎屑转移到试管或其它容器中。因此收集碎屑并准备好用于实验室分析。将种子存储在另一容器中。出于跟踪的目的索引容纳种子和样本的两个容器或使其相关。这种方法意图对种子而言是非致死的。然而，该过程是缓慢的。它的成功和有效性在很大程度上取决于工人的注意力和准确性。必须手动地拾取每一个种子并用镊子保持。钻孔也是手动的。必须小心地执行钻孔和碎屑的操纵，以及确保全部量的样本被转移至容器中并将获取样本的种子转移至另一容器中。然后必须对这两个容器（例如单独的试管）进行操纵和标记或者以其他方式跟踪和识别。另外，在每个种子的采样之间必须清洁镊子和钻头。可能存在由于样本之间的遗留物和手动处理而引起的污染风险。并且，常常期望的是从种子的一定生理组织获得种子材料。例如，用玉米种子，可能期望的是从胚乳获取样本。在这种情况下，以允许胚乳被定向为使其暴露以进行钻孔的方式来手动地抓握小玉米种子不是不重要的，但却是相当耗费时间且有些困难的。必须避免从诸如种子胚芽的其它种子结构进行采样，因为从种子的此类区域采样负面地影响发芽率。有时，难以用这种方法来获得有用量的样本。总而言之，从种子进行采样在很大程度上依赖于工人的技术，并且与吞吐量和准确性有关，包括该程序是否为种子提供良好的萌芽机会。这些问题在工人每天负责处理很多种子时将更为严重。

如这些示例所证明的，诸如在遗传分析中使用的本常规种子分析方法要求去除并处理种子的至少一部分。在去除种子的一部分时，可能需要达到各种目的。这些可以包括以下目的中的一个或多个：

（a）如果需要，保持采样后种子的成活力；

（b）在不影响成活力的情况下，获得至少最低要求的样本量；

（c）从种子上的特定位置获得样本，常常要求能够高效地将种子定位和定向于用于采样的特定位置和取向；

（d）出于效率目的保持特定的吞吐量水平；

（e）减少或实际上消除样本之间的污染；

（f）保持高效且受控的采样后操纵情势和环境以在采样之后移动并收集种子部分和种子；以及

（g）允许跟踪分离的样本及其与组中的其它样本的相关性。

（a）成活力

关于保持种子成活力，在一些情况下可能关键的是种子采样方法和装置不以降低种子成活力的方式损坏种子。常常期望的是此类分析对于种子而言是非致死的，或者至少导致经采样的种子将会萌芽的显著概率（例如没有萌芽可能性方面没有显著下降），从而其能够生长成成熟的植物。对于一些分析而言，不需要保持种子成活力，在这种情况下常常可以获取较大的样本。对种子成活力的需要将取决于采样后种子的预定用途。因此，需要通过提供本发明的种子采样和操纵装置、方法和系统来保持种子的成活力。

（b）样本量

期望的是获得有用量的样本。为了有用，在一些应用中，其必须高于必要的一定最低量以便执行给定测试并获得有意义的结果。不同的测试或试验要求不同的样本量。避免获取过多的组织以用于样本可能同样重要，因为过大的样本可能降低种子的萌芽可能性，这可能是不期望的。因此，期望的是采样装置、方法和系统允许从任何给定种子获取的样本量的变化。

（c）样本位置

有用的样本量还可能涉及样本位置准确性。例如，在一些应用中，样本必须仅来自一定位置或来自一定的组织。此外，难以操纵小的种子。还难以准确地对种子进行定位和定向。例如在玉米种子上，对胚乳组织进行采样并将玉米种子定向为用于对该特定组织进行采样可能是重要的。因此，期望的是采样装置、方法和系统适合于允许种子的高吞吐量种子定位和定向以便位置特定采样，其可以包括具有适合于以预定取向对种子进行定位和定向的几何结构、架构和步骤的种子定向装置、方法和系统。

（d）吞吐量

采样装置和方法必须考虑支持以时间高效的方式获取所需数目样本的吞吐量水平。例如，一些情况涉及每年对数千个、数十万个乃至数百万个种子进行采样的潜在需要。以每年一百万个种子和5日工作周为假设示例，这对于一年的每个工作日而言将平均每天接近四千个样本。用较低吞吐量的采样方法难以满足此类需求。因此，期望更高的吞吐量、自动甚至半自动的装置、方法和系统。

（e）避免污染

期望的是采样方法、系统和装置不易于受到交叉污染，以便保持样本纯度以用于后续分析测试程序。这可能不仅涉及样本位置准确性，使得来自给定位置的样本不被来自不同位置的组织污染，而且涉及每个单独样本的采样和操纵方法，确保样本之间无污染。

（f）操纵（采样后）

以更高的吞吐量为目的，重要的是考虑保持高效且受控的采样后操纵情势和环境以在采样之后移动并收集种子部分和种子。此类采样后操作应确保每个操作没有污染。根据用来去除种子的一部分的工具，诸如激光器，还需要考虑如何操纵和收集种子和种子部分以保证保持成活力，如何限制污染，并如何保持种子和种子部分的准确、高吞吐量的分离。

（g）索引（跟踪）样本和经采样的种子

种子和从种子去除的样本的高效处理提出多种问题和挑战，尤其是当跟踪每个种子、每个样本及其相互之间或与其它样本的相关性很重要时。因此，期望的是采样装置、方法和系统允许容易地进行种子及其样本的跟踪和相关。

常规种子采样技术未充分地解决这些要求，导致资本和劳动力资源的压力，并因此解释说明了需要对现有技术的改进。当前装置、方法和系统是相对低吞吐量的，具有交叉污染的相当大的风险，并且趋向于不一致，因为依赖于对样本和种子的大量手动操纵、定向、去除、后操纵、跟踪和相关。这可能影响从种子获取的样本类型和种子将萌芽的可能性。需要消除当前方法为了样本之间的清洁所需的资源。需要减少或最小化由于遗留或其它原因而引起的样本之间的交叉污染，或来自任何样本的任何源的任何污染。还需要更高的可靠性和准确性。还需要提供用于种子和种子部分的高吞吐量操纵装置。因此，需要提供实现以下目的中的一个或多个的种子采样的方法和系统及其相应的装置：

（a）如果需要，保持采样后种子的成活力；

（b）在不影响成活力的情况下，获得至少最低要求的样本量；

（c）从种子上的特定位置获得样本，常常要求能够高效地将种子定位和定向于用于采样的特定位置和取向；

（d）出于效率目的保持特定的吞吐量水平；

（e）减少或实际上消除样本之间的污染；

（f）保持高效、高吞吐量和受控的采样后操纵情势和环境以在采样之后移动并收集种子部分和种子；以及

（g）允许跟踪分离的种子部分及其与组中的其它样本的相关性。

对种子进行采样时期望的这些目的中的一些可能冲突并甚至对抗的。例如，高吞吐量方法可能要求相对快速但具有相对高的准确性和低污染风险的操作，使得其必须进行得比在技术上可能的更慢。因此，在现有技术中存在这些目的，不过尚未被当前可用的装置、方法和系统令人满意地解决或平衡。在本领域中需要克服上述类型的问题，使得在任何给定实施例中实现最大数量的目的。

发明内容

公开了用于对来自植物种子的的种子部分（包括有成活力的种子部分）进行定位、定向、产生、操纵、收集和索引的装置、方法和系统。在所述装置的一个一般示例中，所述装置包括载体，该载体具有用于对种子、种子部分等进行定位和定向的特征。可以在载体中从种子获取种子部分。一个或多个歧管帮助以高效且高吞吐量的方式对种子和种子部分进行分离、收集和索引。

还公开了用于对来自植物种子的的种子部分（包括有成活力的种子部分）进行定位、定向、产生、操纵、收集和索引的方法的一般示例。所述方法可以包括相对于载体内的承载位置对种子进行定位和定向，用种子切除设备来切除种子，使用歧管、收集器和间隔层对种子和种子部分进行分离、收集和索引。

还公开了用于对来自植物种子的的种子部分（包括有成活力的种子部分）进行定位、定向、产生、操纵、收集和索引的系统的一般示例。该系统可以包括载体，该载体适合于以高吞吐量的方式将种子保持在期望的位置和取向并从该期望位置和取向释放种子或种子部分。该系统还可以包括种子切除设备，适合于将种子和种子部分（采样后）操纵、收集和索引到一个或多个容器中的歧管。

还公开了用于种子样本的自动化定位、定向、操纵、收集和索引的装置。所述装置包括在最少人工干预的情况下以索引方式来操纵、分离和收集种子及种子部分的自动化方法和系统，从而在减少污染机会的同时增加种子及其种子部分的操纵和分离效率以及吞吐量。

附图说明

图1A是示出根据本发明示例性实施例的装置的透视图。

图1B是示出用来对种子进行涂覆、去除、分离成冠部和主体并最终索引的系统的各种阶段的图。

图1C是图1A所示装置的分解透视图。

图2是图1A所示种子载体的透视图。

图3是图2所示种子载体的顶视图。

图4A是沿着图1A中的线4A-4A截取的装置的剖视图。

图4B是沿着图1A中的线4B-4B截取的装置的另一剖视图。

图5是图2所示种子载体的透视图。

图6是图5所示种子载体的第一板的顶视图。

图7是图5所示种子载体的第二板的透视图。

图8是图7所示种子载体的分隔条的示例性实施例的透视图。

图9A是图1C所示第一歧管的透视图。

图9B是沿着图9A中的线9B-9B截取的第一歧管的剖视图。

图10A是图1C所示第二歧管的透视图。

图10B是沿着图10A中的线10B-10B截取的第二歧管的剖视图。

图11A是图1C所示收集器的透视图。

图11B是沿着图11A中的线11B-11B截取的收集器的剖视图。

具体实施方式

概述

为了更好地理解本发明，现在将详细地描述多个示例性实施例。应理解的是，这些实施例是且仅是本发明所可采取的多个形式而且不限制本发明。将间或对附图进行参考。使用附图标记来指示图中的一定部分和位置。除非另外指明，遍及各图，相同的附图标记将指示相同的部分和位置。

这些特定示例的上下文将是关于玉米粒。然而应理解的是本示例仅仅意图示出本发明的一个应用。可以将本发明用于其它种子及其它物体。尺寸的范围以及物体的性质可以改变。如本领域技术人员将理解的那样，本发明的实施例将与待采样的、具有合适尺寸的种子一起使用。一些种子极其细小，有点像尘土颗粒或盐粒，而其它种子可能特别大且硬，诸如来自Lodoicea maldivica棕榈的种子，其重量为20至24磅。本领域技术人员认识到意图与本发明的实施例一起使用的种子必须具有允许用实施例的装置进行方便采样的尺寸和重量。此类种子包括但不限于许多在农业方面重要的种子，诸如来自玉蜀黍（玉米）、大豆、芸苔种、加拿大油菜、谷类（诸如小麦、燕麦或其它谷物）的种子，以及各种类型的蔬菜种子和观赏植物种子。从本示例，类似应用将是明显的，并将包括对于本领域技术人员来说明显的变体。

将对从种子获取作为种子冠部的样本进行参考。还可以使用不同的术语来指代已经获取的种子冠部，诸如例如种子部分、种子样本、种子组织样本、种子基片、种子切片、种子细片、种子剪片或剪取物、和有成活力的种子部分。根据优选实施例，术语冠部的使用是特别参照玉米粒的，但是应认识到根据本发明，可以采用玉米粒或其它种子源的其它部分。

方法

本文所述的装置供在图1B中概括性示出的方法一起使用。在第一步骤中，用磁性活性涂料82来涂覆诸如玉米穗的样本种子源78。在第二步骤中将单独的种子80定位在种子载体20内的许多孔30中并对准。然后，在第三步骤中，将种子载体20放置在激光切割器92上，在那里，将种子80的冠部84与种子80的主体86分离。一旦与冠部84分离，种子主体86落入索引的种子封装90中。然后在第四步骤中将仍与种子冠部84附接的种子载体20移动至收集装置10中。一旦被放置在装置上，空的收集器70被插入装置10中。收集器70可以是用于存储有成活力种子样本的实验室托盘或其它已知装置。如图4A和图4B所示，然后致动活塞12，促使所有存储的种子80冠部立刻从种子载体20下落通过歧管50、60并落入收集器70的单独的室72中，作为第五和最后一个步骤。以这种方式，在与由激光切割器92去除并被存储在种子收集器90中的索引的种子主体86相对应的单独室72中索引种子冠部84。因此，可以在保留种子主体86以用于种植和进一步测试或开发的同时在破坏性测试方法下测试种子冠部84。

上述方法是本发明的优选实施例，但可以使用附加步骤或替换手段来实现本发明的目的。例如，可以由压力差、干涉配合、真空、粘合剂、托盘、电磁体或其它此类手段将种子冠部84保持在孔30中。并且，虽然优选地通过致动气动气缸来使可滑动壁40移位，但可以使用其它替换方案。可以用马达、气动或液压活塞或者手动操作来推动或拉动突出物（tab）46。将种子冠部84保持在孔30内的替换装置允许有替换的去除装置。可以用截止阀、压力开关、手工操作或自动计时器来释放压力差或真空保持。可以用手动或机械操作来释放干涉配合保持。可以通过与种子冠部或粘合剂的化学、手动或机械相互作用来释放粘合剂保持。可以通过根据机械、气动、液压、手动或自动装置来推动或拉动托盘而使托盘移位。作为永磁体的替代，临时电磁体可被用作为保持装置，并且可以通过与电路的手动或自动相互作用以中断磁荷来释放。可替换地，如在优选实施例中一样，可以使电磁体移位。优选实施例的上述替换仅仅是示例，并且可以使用未讨论的其它手段来实现本发明的目的。

在该方法中还可以存在附加步骤，该附加步骤不是对种子进行辨识抽离（singulating）、切除和索引的过程的一部分。可以在每次使用之后清洁装置的各种部分以防止种子采样之间的遗传物质的交叉污染。诸如标记、标签、RFID、袋子或其它此类标记的标识符可以与载体20相关联，并在种子冠部84被沉积在收集器70中之后附接于收集器70。如果种子冠部84变得停留在第二歧管60内，则可以从装置10去除第二歧管60，使得可以移出种子冠部84。一旦种子冠部84被沉积在收集器70内，则收集器70将被移动至实验室装置，在那里将根据优选手段对种子冠部进行测试。例如在2009年4月7日提交的美国申请No. 12/419,690中示出并描述了用磁性活性涂层来涂覆种子的装置、方法和系统，该申请被转让给本申请的所有者并通过引用整体地结合到本文中。

装置

现在将对如图1A和图1C所示的装置10进行特定参考。装置10包括种子载体20、第一歧管50、第二歧管60、收集器70、以及活塞12和臂14。如图4A-B所示，种子载体20中的孔30的数目与通过第一歧管50的导管56的数目持平。如图4A-B进一步所示，第一歧管50从大体上与种子载体20的尺寸相对应的顶端52向窄的底端54逐渐变细。如图5所示，此窄底端54对应于第二歧管60的尺寸和形状。第二歧管60具有从中通过的许多通道62，通道62随着其通过第二歧管60而逐渐变细。诸如图11A-B所示的收集器70在其中具有许多室72，优选地被布置成与种子载体20中的孔30的行32和列34相对应的行和列。如可以认识到的以及如图4A-B所示，每个单独孔30的尺寸大于收集器70中的每个室72的尺寸。此类布置允许种子冠部84在收集器70中的更容易且更经济的存储，同时必须针对整个种子80来确定孔30的尺寸。收集器70优选地是可商购的微量滴定板托盘，其是标准化的基于科学的格式化托盘，其允许与标准科学实践相结合地使用收集装置10，诸如在机器人液体操纵及其它应用中。

如图5所示，种子载体20由第一板22和第二板24构成。如图6所示的许多孔30被布置成许多行32和列34。如图7所示，许多可滑动壁40在这些行32之间的凹槽中行进并被设置在第一板22与第二板24之间。如图8所示，每个可滑动壁40由底座部分42和设置在其上面的许多磁体44组成。每个可滑动壁40还具有延伸超过第一板22和第二板24的周界的突出物46。在种子载体20内，弹簧48被定位为与突出物46相对以便在活塞12被去激活时使可滑动壁40返回至指定位置。

如图7所示，可滑动壁40将相邻行32中的孔30相互分离。磁体44在可滑动壁40处于松弛或中性位置时与这些孔30对准，并且磁体44在活塞12被致动时从孔30移位。如图7进一步所示，根据优选实施例，行32被配对，一个可滑动壁40将每组行32分开，使得可滑动壁40的数目小于行32的数目。

现在转到图9A-B，示出了第一歧管50。第一歧管50由从顶端52行进到底端54的许多导管56组成。优选地，将顶端52处的导管56编号并布置为从而对应于种子载体20中的孔30。由于第一歧管50向底端54逐渐变细，导管56相互会聚。此会聚在图9B中是明显的。在装置10的操作期间，一旦种子冠部84被从种子载体20释放，它们在顶端52处进入第一歧管50，在底端54离开歧管。

导管56以一定的角度从顶端52向底端逐渐变细。导管56会聚的角度由载体30和收集器70的相对尺寸以及歧管50的高度确定。必须将此会聚角度控制为在种子冠部84与导管56的侧壁之间没有显著接触的情况下允许种子冠部84通过歧管50落下。更陡的会聚角度允许种子冠部84过快地下落，增加种子冠部84变得停留在第一歧管50或第二歧管60中的可能性。相反地，较浅的会聚角度增加种子冠部84与导管56的侧壁之间的接触。此增加的接触可能导致种子冠部84的磨损，增加相继种子采样之间的交叉污染的可能性。另外，该磨损降低种子冠部84通过第一歧管50落下的速度，从而增加该方法的循环时间，并潜在地导致种子冠部84变得停留在第一歧管50中。这两种情况中的任一种都是不期望的，已经选择会聚角以便使种子冠部84变得卡在歧管50内的风险最小化。第一歧管50也可不需要具有会聚角，并且种子冠部84可以通过第一歧管50顺利地向第二歧管60下落。如将针对第二歧管60讨论的，第一歧管的导管56可以沿着歧管的长度在直径方面减小。另外，导管56的数目和布置不需要对应于收集器20中的孔30的数目和布置。

如图1C所述，第二歧管60位于第一歧管50下面。第二歧管60以从中通过的许多通道62为特征，通道62在数目和布置方面与第一歧管50的底端54上的导管56的开口相对应。在图10A-B中示出了第二歧管60。通道62如图所示地通过第二歧管60，在尺寸方面逐渐变细以与收集器70中的室72的尺寸相对应。如图10A所示，根据一个优选实施例，第二歧管60还包括位于第二歧管60的底部上的一对凸缘64。这些凸缘64适合于与收集器70相互作用从而确保通道62与室72之间的对准。

虽然第二歧管60的通道62被示为在尺寸上逐渐变细，但还可以构想非逐渐变细的通道。在一定情况下，例如如果收集较大的种子样本，可能优选的是不减小通道的尺寸。通道62还可以相互会聚，如针对第一歧管50所描述的。第二歧管60还可以具有不对应于第一歧管50中的导管56的数目和布置的许多通道62。并且，虽然第二歧管60被描述为在尺寸上与第一歧管50的底端54相称。但这不是要求的，并且第二歧管60可以具有足以执行本发明目的的任何尺寸和形状，或者可以将第二歧管60结合到第一歧管50中。

此外，根据优选实施例，第二歧管60可以从装置10被去除，同时仍通过凸缘64附接于收集器70，允许容易地将可能卡在第二歧管60中的种子冠部84从第二歧管60去除至适当的室72。凸缘64还提供收集器70用来适当地与第二歧管60的通道62对准的装置。

本发明预期了将第二歧管60暂时连接到收集器70的其它手段。将收集器70和第二歧管60紧固并对准的多个示例包括突出物、缝槽、支柱（stud）、提高的表面、干涉配合、永磁体或电磁体、电接口、手动对准、或本领域中公知的任何其它手段。另外，可能优选的是使第二歧管60和收集器70未被附接，例如在高吞吐量操作中或者在采用其中几乎不存在种子样本被卡在第二歧管60的通道62内的风险的其它种子采样技术时。

在图11A-B中示出收集器70。许多室72设置在其中，在数目和布置上与第二歧管60中的通道12相对应。优选地，室62的数目和布置与在种子载体20上的相对应，然而这不是要求的。如图11A所示，收集器70还包括经倒角的角部74。该经倒角的角部74用于双重功能：首先，其确保载体被适当地插入第二歧管60上的凸缘64中；其次，经倒角的角部74提供参考点，用于索引种子冠部84至在该过程的较早步骤期间去除的种子主体86。收集器70内的室72足够深，使得随着每个种子冠部84落入室72中，防止种子冠部84弹出室72之外。室72底部也是逐渐变细的，进一步限制此风险。

如图4A和图4B所示，种子冠部84被存储在磁体44上。活塞12处于未致动位置上，臂14与可滑动壁40的突出物46接触。当活塞12被致动时，可滑动壁40使磁体44远离孔30移位，促使种子冠部84立刻下落。此布置相对于现有技术设计有所进步，现有技术设计要求人工操作以便从种子载体20去除种子冠部84。

上述的本发明的每个元件可以由本领域技术人员已知的任何材料制成。优选地，种子载体20上的第一板22和第二板24由铝制成，而底座42由塑料制成。磁体44优选地是装置中的唯一磁性传导材料。第一和第二歧管50、60可以由铝、塑料或其它非磁性反应材料。此外，装置10由框架94来支撑，框架94也由非磁性反应材料形成。装置10的元件具有非磁性反应部件的目的是确保种子冠部84顺利地通过第一歧管50和第二歧管60从种子载体20下落至收集器70。如本领域中一般已知的，诸如在种子80上使用的涂料82的磁性反应材料能够获取持久的磁荷，并且如果装置10的部件由磁性反应材料组成，则种子冠部84可能被卡在装置10内。

如先前已讨论的，使用磁体来将种子冠部84保持在孔30内是优选的，但不是要求的。诸如真空或干涉配合的替换手段将不要求本发明的部件由非磁性传导材料形成。已经对磁体的使用进行特定参考，以便将收集器70附接并对准至第二歧管60。在此类布置中，收集器70的至少一部分或第二歧管60的至少一部分将由磁性传导材料形成。另外，如果第一歧管50中的导管56的会聚角足够陡，则可以克服种子样本被卡在歧管中的问题。因此，虽然优选的是利用重量轻且非磁性反应材料以便实现本发明的目的，但不要求此类使用以实施要求保护的发明。

虽然载体20中的孔30和收集器70中的室74被示为布置成行和列，在载体20和收集器70之间，行和列的数目在数目上是相等的，但这不是要求的。可能期望根据替换手段来布置孔30，诸如通过角度和距离索引，或者根据六边形或其它密排布置，或者本领域中已知的任何其它手段。此外，孔30的数目或布置与室74的数目或布置匹配是不必要的。例如，可能期望收集器70具有足够的室74以收集多批种子冠部84，或者现有过程可能要求孔30和室74的不同布置。

系统

本文所述的系统使用在图1B-11B中概括性示出的装置中的一个或多个。如上文所阐述的，用磁性活性涂料82来涂覆诸如玉米穗的样本种子源78。使用可商购的方法将种子从植物分离。种子80被辨识抽离到种子载体20内的多个孔30中。种子载体20由第一板22和第二板24构成。如图6所示，许多孔30被布置成许多行32和列34。可以以任何构造来布置孔，使得诸如可滑动壁40的间隔物可以将相邻孔分离。如图7所示，可滑动壁40设置在形成于相邻行32或相邻孔之间的沟槽中。可滑动壁40被设置在第一板22与第二板24之间。如图8所示，每个可滑动壁40由底座部分42和设置在其上或其中的许多磁体44组成。每个可滑动壁40还具有延伸超过第一板22和第二板24的周界的突出物46。在种子载体20内，弹簧48被定位为与突出物46相对以便在活塞12被去激活时使可滑动壁40返回至指定位置或原位置。在一方面，种子载体20被设置在激光切割器92中，在那里，将种子80的冠部84从种子80的主体86分离。一旦与冠部84分离，种子主体86落入索引的种子封装90中。然后，将与种子冠部84附接的种子载体20移动至收集装置10。收集装置10包括第一歧管50，第一歧管50具有从顶端52行进到底端54的多个导管56。优选地，将顶端52处的导管56编号并布置为从而对应于种子载体20中的孔30。由于第一歧管50向底端54逐渐变细，导管56相互会聚。此会聚在图9B中是明显的。在装置10的操作期间，一旦种子冠部84被从种子载体20释放，它们在顶端52处进入第一歧管50，在底端54处离开歧管。收集装置10还包括位于第一歧管50下面的第二歧管60。第二歧管60以从中通过的许多通道62为特征；通道62在数目和布置方面与第一歧管50的底端54上的导管56的开口相对应。在图10A-B中示出了第二歧管60。通道62如图所示地通过第二歧管60，在尺寸方面逐渐变细以与收集器70中的室72的尺寸相对应。如图10A所示，根据一个优选实施例，第二歧管60还包括位于第二歧管60的底部上的一对凸缘64。这些凸缘64适合于与收集器70相互作用从而确保通道62与室72之间的对准。根据系统的一方面，载体20位于收集装置10上且空的收集器70被插在第二歧管60的底部处。收集器70可以是用于存储有成活力种子样本的实验室托盘或其它已知装置。如图4A和图4B所示，然后致动活塞12，促使所有存储的种子80冠部立刻通过歧管50、60从种子载体20下落并落入收集器70的单独室72中。以这种方式，在与由激光切割器92去除并被存储在种子收集器90中的索引的种子主体86相对应的单独室72中索引种子冠部84。因此，可以在保留种子主体86以用于种植和进一步测试或开发的同时对种子冠部84进行测试。

上述系统是本发明的优选实施例，但可以使用另外的或替换系统来实现本发明的目的中的一个或多个。例如，可以将所述系统配置为使得通过压力差、干涉配合、真空、粘合剂、托盘、电磁体或其它此类手段将种子冠部84保持在孔30中。并且，虽然优选地通过致动气动气缸来使可滑动壁40移位，但可以使用其它替换方案。在系统的其它方面，可以用马达、气动或液压活塞或者手动操作来推动或拉动壁40。将种子冠部84保持在孔30内的替换手段允许替换的去除装置。可以用截止阀、压力开关、手工操作或自动计时器来释放压力差或真空保持。可以用手动或机械操作来释放干涉配合保持。可以通过与种子冠部或粘合剂的化学、手动或机械相互作用来释放粘合剂保持。在另一系统中，可以通过根据机械、气动、液压、手动或自动装置来推动或拉动托盘而使托盘移位。作为永磁体的替代，临时电磁体可被用作为保持装置，并且可以通过与电路的手动或自动相互作用以中断磁荷来释放。可替换地，如在优选实施例中一样，可以使电磁体移位。上述替换系统仅仅是示例，并且可以使用未讨论的其它手段或系统来实现本发明的目的。

在该系统中还可以存在附加步骤，该附加步骤不是对种子进行辨识抽离、切除和索引的过程的一部分。可以在每次使用之后清洁（一个或多个）系统的各种部分以防止种子采样之间的遗传物质的交叉污染。诸如标记、标签、RFID、袋子或其它此类标记的标识符可以与载体20相关联，并在种子冠部84被沉积在收集器70中之后附接于收集器70。如果种子冠部84变得停留在第二歧管60内，则可以从收集装置10去除第二歧管60，使得可以移出种子冠部84。一旦种子冠部84被沉积在收集器70内，则收集器70将被移动至实验室装置，在那里将根据优选手段对种子冠部进行测试。例如在2009年4月7日提交的美国申请No. 12/419,690中示出并描述了用磁性活性涂层来涂覆种子的装置、方法和系统，该申请被转让给本申请的所有者并通过引用整体地结合到本文中。

上述用于将种子冠部从种子主体分离以便保留适合于种植的种子样本的装置和系统仅仅是代表性的，并不意图限制本发明的范围。本发明的限制应出现在权利要求中。

Claims (25)

1.一种用于对具有磁性响应涂层的许多种子或种子部分进行处理和分类的装置，所述装置包括：

载体，其具有多个孔；

用于将所述种子或种子部分保持在所述孔内的磁体；

将相邻孔分离的可滑动壁，所述可滑动壁包括底座部分且所述磁体被设置在所述底座部分上面或者被设置在所述底座部分中，所述可滑动壁包括由所述磁体所保持的且为相邻孔所共用的种子位置；

歧管，其具有与所述载体中的所述孔相对应的多个导管；

收集器，其具有与所述歧管中的所述导管相对应的多个室；以及

作用于所述可滑动壁以使所述种子位置从所述孔移动以将所述种子部分释放到所述收集器中的机构。

2.如权利要求1所述的装置，其中，所述可滑动壁能在第一位置和第二位置之间移动：

a. 所述种子位置在所述第一位置上与相邻孔一致；以及

b. 所述种子位置在所述第二位置上不与相邻孔连通。

3.如权利要求1所述的装置，其中，所述歧管包括第一歧管和第二歧管，所述第一歧管与所述载体联接，所述第二歧管与所述第一歧管和所述收集器两者联接。

4.如权利要求1所述的装置，其中，所述种子位置包括磁体，所述磁体设置在所述可滑动壁中以便吸引所述磁性活性涂层以将所述种子或种子部分保持在所述可滑动壁上的所述种子位置处。

5.如权利要求1所述的装置，其中，所述机构包括用于选择性地使所述可滑动壁上的所述种子位置从相邻孔之间移出的致动器。

6.一种用于分类并且非破坏性地制备种子以便测试特定期望特性的高吞吐量方法，所述特定期望特性包括增加的产率、增加的纯质性、改良或重新赋予的对特定除草剂和/或害虫及病原体的抵抗力和/或容忍力、增加的含油量、改变的淀粉含量、营养组成、耐旱性以及基于特定形态的遗传特性增强，所述方法包括步骤：

用磁性活性涂层来涂覆所述种子的一部分；

将所述种子磁性地保持在种子位置处；

从所述种子去除组织样本；

收集被去除的组织样本；以及

移动所述种子位置以释放经采样的种子以进行收集。

7.如权利要求6所述的方法，其中，所述种子位置被包含在种子载体中的可滑动壁中。

8.如权利要求7所述的方法，还包括步骤：将所述种子载体与装置附接，以便将经采样的种子索引至收集器中。

9.如权利要求6所述的方法，还包括步骤：用从经采样的种子去除的组织样本索引经采样的种子。

10.一种供在辨识抽离和对准种子时使用以便切除所述种子的一部分的种子载体，包括：

底板，其包括多个孔，和将相邻孔分离的沟槽；

所述沟槽中的可滑动壁，所述可滑动壁包括细长主体，所述主体具有为所述主体的相对表面所共用并与所述底板中的相邻孔相对应的磁体；以及

顶板，其具有与所述底板中的所述孔相对应的多个孔，所述顶板被附接于所述底板，由此，所述可滑动壁被封闭在所述板之间。

11.如权利要求10所述的载体，其中，所述顶板、所述底板和所述可滑动壁包括非磁性材料。

12.如权利要求10所述的载体，其中，所述可滑动壁包括相对的第一端部和第二端部，所述第一端部具有腔体和设置在所述腔体内的弹簧，所述弹簧接合所述沟槽的端部以将所述可滑动壁弹性偏压至原位置，其中，所述磁体与所述载体中的相邻孔一致。

13.如权利要求12所述的载体，还包括致动器，所述致动器接合所述可滑动壁的所述第二端部以使所述可滑动壁在所述沟槽中移动以选择性地使所述磁体从与相邻孔的对准移位。

14.一种用于特定种子组织或结构的资源高效的收集以使得能够进行种子特定分析的方法，包括：

将种子辨识抽离至种子载体中的多个孔中；

将种子保持在所述孔的壁上的种子位置处；

从所述种子去除种子组织；

收集所述种子组织；以及

将所述孔的所述壁的一部分移到所述孔之外以便释放经采样的种子以进行收集。

15.如权利要求14所述的方法，还包括步骤：使所述孔中的所述种子与设置在所述壁的所述部分内的磁体对准。

16.如权利要求14所述的方法，还包括步骤：使所述种子载体对接在收集歧管上以便将所述种子组织收集在收集器中。

17.如权利要求16所述的方法，还包括步骤：用所述收集器中的所述种子组织索引所述经采样的种子部分。

18.如权利要求14所述的方法，还包括步骤：致动与所述壁接合的机构，以便将经采样的种子从所述壁的所述部分分离以释放经采样的种子以进行从所述种子组织分离的收集。

19.一种用于高吞吐量的种子分级和种子部分释放的装置，包括：

种子载体，其具有多个孔；

被滑动壁分离的一对相邻孔；

所述壁上的种子位置；以及

所述壁能在所述一对相邻孔之间远离地移动以使所述种子部分或种子从所述种子位置移出。

20.如权利要求19所述的装置，还包括自动定位器，所述自动定位器具有接合所述滑动壁以便移动所述壁的致动器。

21.如权利要求19所述的装置，其中，所述种子位置还包括为所述一对相邻孔所共用的磁体。

22.如权利要求21所述的装置，其中，所述种子在其冠部上具有磁性活性涂层，由此，所述种子被所述磁体保持在所述种子位置处。

23.一种用于辨识抽离、分离和索引种子的种子部分的系统，所述系统包括：

载体，其具有多孔，其中，相邻孔共享种子位置；

用于将所述种子或种子部分保持在所述孔内的磁体；

将相邻孔分离的可滑动壁，所述可滑动壁包括底座部分且所述磁体被设置在所述底座部分上面或者被设置在所述底座部分中；

歧管，其具有多个导管，所述载体与所述歧管对接，由此，所述载体中的所述孔与所述歧管中的所述导管对准；

收集器，其包括多个室，所述收集器对接在所述歧管内，由此所述歧管中的所述导管与所述收集器中的所述室对准；以及

机构，其包括致动器，所述致动器接合承载所述种子位置的壁，用于使种子或种子组织移出所述种子位置，以便通过所述歧管，以便收集在所述收集器中，

其中在所述可滑动壁处于松弛或中性位置时，所述种子或种子部分被所述磁体保持在所述种子位置处；并且在所述致动器被致动时，所述种子部分被释放。

24.如权利要求23所述的系统，其中，所述种子位置包括：

a） 永磁体；

b） 电磁体；

c） 真空端口；

d） 粘合剂；

e） 干涉配合；

f） 托盘；或

g） 用于保持所述经采样的种子的装置。

25.如权利要求23所述的系统，其中，所述机构包括：

a） 活塞；

b） 手动致动的构件；

c） 电路；

d） 压力阀；或

e） 用于使所述壁移位的装置。

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