CN106455531B - 用于使用光源控制卵生胚胎性别的方法 - Google Patents

Abstract

通过施加具有所选择波长的光来影响或控制蛋中的胚胎的性别，以便促进具有所选择的性别的胚胎的发育。提供了一种孵化设备，该孵化设备具有一个可以从外部密封的内部腔体，并且在该内部腔体中具有多个照明元件。将蛋设置在该内部腔体中，并且将预先确定的环境条件施加到该内部腔体以促进这些蛋的孵化。与施加这些环境条件同时，根据预先确定的照明条件照射这些蛋。这些照明条件包括施加具有基本上集中在所选择范围内的波长的光，诸如在440‑460nm或其他窄范围内的光波长。

Description

用于使用光源控制卵生胚胎性别的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求来自于2014年4月25日提交的美国临时专利申请号61/984,108的优先权，并且是于2013年12月11日提交的美国申请号14/103,798的部分继续申请，该美国申请号14/103,798要求来自于2012年12月11日提交的美国临时专利申请号61/735,786；于2012年12月27日提交的美国临时专利申请号61/746,475；于2013年2月1日提交的美国临时专利申请号61/759,536；于2013年3月18日提交的美国临时专利申请号61/802,826；于2013年4月19日提交的美国临时专利申请号61/813,905；以及于2013年7月12日提交的美国临时专利申请号61/845,466的优先权，这些申请的披露内容以其整体并入本文。

技术领域

本披露涉及在胚胎期控制禽类、鱼类、或其他卵生动物的性别。更确切地说，本披露针对将所选择波长的光和/或电磁辐射施加到蛋以便影响这些蛋内的胚胎的性别。

背景技术

虽然高等脊椎动物的性别(或性别(gender))是在受精时被决定的，但鸡的性别决定基因在胚胎发生过程中的后期阶段变得有活性，以诱导睾丸或卵巢的形成。这已经导致长期以来认为，大多数潜在的遗传途径贯穿胚胎发生的后期阶段是保守的。然而，对于鸡胚胎中的性别决定的比较研究已显示出途径中的保守元件和发散元件。例如，鸡胚胎的生殖腺在第3.5-4.5天时在形态上是不能区分性别的，并且因此是“中性”或“双性潜能的”。

在家禽和其他动物生产市场(包括但不限于鸡、火鸡等)中，控制或影响动物性别的能力将极大地提高生产和生产效率。例如，在产蛋操作中，仅希望母鸡或雌性。因此，当一群禽类出生时，仅保留雌性禽类并且通常将雄性禽类安乐死或以其他方式处置掉。由于雄性和雌性以大约50/50的性别比率出生，因此在此类操作中出生的所有禽类的大约一半因此而损失并且是没有收益的或提供减少的生产。

因此存在一种对于在孵化之前控制、促进或以其他方式影响禽类性别的需求，以便选择性地产生更多雄性或雌性禽类，并且由此增加生产并且减少浪费和成本。还存在一种对于可以实现此类结果的具有强大成本效益的照明灯具的需求。

概述

通过经施加具有所选择波长的光来使蛋中胚胎的性别被影响或控制，传授内容在此用已建立的孵化方法减轻了一个或多个上述问题。

根据本披露的一个方面，提供一种用于促进产生一种水生动物的所选择性别的幼体的方法。在一定体积的水中提供一种水生动物的多个幼体，并且用具有基本上集中在一个预先确定波长范围内的光谱的光来照射该多个幼体，以促进在蛋中产生所选择性别。

波长的预先确定范围可以是440-460nm。

可促进雄性幼体的产生。

根据本披露的另一个方面，提供一种包括一个箱体和一个照明设备的水族箱系统。箱体具有形成一个用于容纳一定体积水的内部腔体的邻接的壁。照明设备被定位成以预先确定的照明强度并且根据预先确定的时间表来发射基本上集中在内部腔体中的具有预先确定的光谱的光，以使用具有该预先确定光谱的光照射在该体积水中的幼体，从而促进在幼体中产生所选择性别。

照明设备可具有接合邻接的壁的大小和形状，以使照明元件保持与主体内的水间隔开的关系。

照明设备可具有一个透明盖以防止照明元件接触水。

另外的优点和新颖特征将在下面的描述中部分地阐述，并且在本领域技术人员检查以下和附图之后将部分地变得明显，或可通过实例的生产或操作来学习。本传授内容的优点可通过实践或使用下面讨论的详细实例中阐述的方法、手段和组合的不同方面来实现和获得。

附图简述

附图仅通过举例而不是限制的方式描绘根据本传授内容的一种或多种实现方式。在附图中，相同参考数字是指相同或类似的元件。

图1A、1B、1C和1D是根据在此披露的发明概念的孵化设备的示意图。

图2是示出一种用于使用光源控制卵生胚胎性别的方法的步骤的流程图。

图3是一种用于控制或确定水生生物性别的水族箱系统。

图4是一种为用于控制或确定水生生物性别的水族箱系统所用的照明设备。

详细说明

在以下详细描述中，通过举例阐述了许多具体细节以提供对相关传授内容的充分理解。然而，本领域技术人员应清楚，可在没有此类细节的情况下实施本传授内容。在其他情况下，已经以相对高级别而并非详细地描述了熟知的方法、过程、组件和/或电路，以便避免不必要地模糊本传授内容的方面。

在此披露的不同系统和方法涉及控制或影响蛋中胚胎的性别，以便促进具有所选择性别的胚胎的发育。

这些系统和方法依赖于将具有所选择波长的光照施加到孵化的蛋，以便影响这些蛋中正在发育的胚胎的性别比率。系统包括一个孵化设备，该孵化设备具有其中安装有发射具有所选择波长的光的照明元件的一个内部腔体。照明元件被安装在设计来保持蛋的托盘上，这样使得由照明元件发射的光照射蛋。照明元件在早期孵化期间照射蛋，并且由此促进产生具有所选择性别的蛋。

已对禽类中的性别决定进行了不同研究。在一项研究中，在第4-9天在鸡胚胎生殖腺中研究P450(17-α)和P450芳香酶(P450arom)mRNA表达的定位。P450(17-α)mRNA的首次检出是在遗传性雄性和雌性生殖腺的孵化的第5-6天，并且P450arom的首次检出是在雌性生殖腺中的第6.5天而在雄性生殖腺中没有。因此鸡的性别决定似乎直到孵化后几天才发生。

另外，雌激素合成在禽类性别决定中起关键作用。雌激素合成所必需的两种末端酶，P-450芳香酶和17βHSD在形态分化开始(第6-6.5天)时仅在ZW(雌性)生殖腺中表达。因此芳香酶和17βHSD是关键的性别二态组件。

酶合成对于环境刺激非常敏感。一种已知的环境刺激是温度，如在温度依赖性别决定(TSD)中观察到的。TSD是一种类型的环境性别决定，其中胚胎发育过程中经历的温度决定了后代的性别。它在分类于爬行动物类下的脊椎动物中是最普遍和常见的。对于这一点，研究已表明，非常特定的H和H阶段(如由汉布格尔V(Hamburger V)、汉密尔顿HL(Hamilton HL)发展动力学(Dev.Dyn.)1992年12月，195(4):23 1-272提供的鸡胚胎发育中的一系列正常阶段)中的孵化温度升高改变了家禽的性别；然而，这种温度的增加导致孵化率降低至这种性别变化在经济上不利的程度。

已知光的特定波长会引起光异构化，这样使得可以通过光的波长有效地控制酶活性。具体地说，一项最近的研究显示，限制性内切核酸酶可以用作分子剪来切断磷酸二酯键从而产生双链断裂。以这种方式，提供了传统限制性内切核酸酶PvuII通过光的催化活性。

此外，研究已表明，通过使用RNA干扰以减少DMRT1(双性基因-mab-3相关的转录因子1)蛋白表达导致胚胎生殖腺的雌性化在遗传性雄性胚胎中引起部分性别反转。DMRT1具有一个可吸收近UV光(例如，具有大约430nm波长的光，诸如具有在410nm-430nm范围内波长的光)的锌指核，并且可由此类似地降低DMRT1蛋白表达。因此，所得较低水平的DMRT1导致较少的雄性后代和较多的雌性后代。

现在详细参考在附图中示出并且在下面讨论的实例。

图1A示出具有一个主体12的孵化设备10。在图1A的说明性实施例中，主体12具有一种大致矩形的长方体形状，具有彼此平行的第一侧壁14和第二侧壁16。第一侧壁14和第二侧壁16连接到并且正交于本身彼此平行的顶壁18和底壁20。后壁22限定主体12的一个中空内部腔体24。前壁或门26铰接地连接到侧壁14和16中的一个以允许进入主体12的内部腔体24，同时还使得内部腔体24在门26关闭时与外部环境隔离。在一些实例中，门26由一种透明材料制成，并且/或者包括一个窗口以允许用户在门26关闭时观察内部腔体24。在其他实例中，门26完全包围内部腔体24。门26还可由单向窗口形成，这样使得用户可以从外部观察内部腔体24，而来自腔体24外部的光不通过窗口进入腔体24。主体12通常保护孵化设备10的内部和位于孵化设备10中的蛋免受存在于孵化设备10外部的辐射，包括光。

多个保持构件或托盘28被设置在内部腔体24内。托盘28被构造成接收并稳定地保持多个蛋30。如图所示，每个托盘28可以包括各自被配置成稳定地保持一个蛋的多个槽、孔35或其他杯。托盘28被安装到主体12的内部。在一些实例中，托盘28被安装在使托盘28能够相对于主体12移动的一个或多个致动器上。在一个实例中，每个托盘28被安装在一个安装到旋转致动器39(参见图1B)并由其控制的可旋转轴37上。致动器39本身被安装到主体12，并且可操作用于相对于主体12移动托盘28。致动器可连续地或周期性地移动其上设置有蛋30的托盘28。在一个实例中，致动器39可操作用于在水平位置(如图所示)与在顺时针和逆时针方向上的成角度位置之间旋转托盘。成角度位置可对应于从水平测量的角度，并且可在0度与最大角度(例如，15°或30度)之间的范围内。通常选择最大角度，这样使得即使当托盘旋转到最大角度时，设置在托盘28上的任何蛋30也不会从它们的槽、孔35或杯中脱离。

蛋30可以是任何禽类物种，包括但不限于鸡蛋，火鸡蛋等。也可使用爬虫类和其他物种的蛋。托盘28响应于致动器39旋转或倾斜至不同角度，以模拟蛋在自然界中将遇到的运动，例如当蛋被母鸡放置或经受其他环境条件时。

图1C提供了托盘28的详细顶视图，而图1D提供了穿过多个托盘28的横截面图。注意，在一些实施例中，托盘28的顶视图和底视图基本上相同，并且在此类实施例中，托盘28的底视图因此可与图1C中所示的视图基本上相同。

如图1C和1D所示，多个照明元件32被设置在每个托盘28的一个或两个表面上。在一个实例中，照明元件32仅被设置在每个托盘28的下侧上。在另一个实例中，照明元件32仅被设置在每个托盘28的上表面(对应于其上设置有蛋30的表面)上。在其他实例中，照明元件32被设置在每个托盘28的下侧和上表面上，如图1D所示。照明元件32可以另外地或可替代地被设置在主体12的表面(例如，内部腔体24的表面)或者由照明元件32发射的光和/或辐射从其到达蛋30的其他位置上。

一般来说，照明元件32被设置成使得它们可以向设置在孵化设备10中的每个蛋30提供高的照明强度。如图1C和1D所示，照明元件32可因此被设置成紧邻保持蛋30的槽、孔35或杯。另外，照明元件32被设置成使得由元件32发射的光可以到达每个蛋30的所有或基本上所有表面。因此，如图1D所示，蛋30可以从所有侧接收由元件32发射的光。托盘28以及用于保持蛋30的槽、孔35或杯也可以被设计成使得每个蛋30的基本上所有表面均能够接收光。

照明元件32彼此电连接并且与电源33电连接(如图1B所示)。在一个优选实施例中，多个照明元件32是在它们的终端处接收AC电压和/或AC电流波形以用于激活的发光二极管(LED)元件。具体地说，由照明元件32和电源33形成的组件可以结合来自以下专利申请中的任一个的AC驱动LED技术：格拉伊察尔(Grajcar)的美国专利公布号2011/0101 883；格拉伊察尔的美国专利公布号2011/0109244；格拉伊察尔的美国专利公布号2011/0210678；格拉伊察尔的美国专利公布号2011/0228515；格拉伊察尔的美国专利公布号2011/0241559；格拉伊察尔的美国专利公布号2011/0273098；格拉伊察尔的美国专利申请号13/452332；和/或格拉伊察尔的美国专利临时申请号61/570,552，这些专利通过引用以其全文结合于此。

孵化设备10可以包括用于控制设备10的内部腔体24内的条件的不同系统。图1B是可操作用于控制内部腔体24内的环境和其他条件的一些系统的框图。如图1B所示，孵化设备10可以因此包括一个用于控制内部腔体24内的温度的加热器38和/或冷却器，和/或一个用于控制内部腔体24内的水分水平的加湿器36和/或除湿器。一个任选的磁场源40可以进一步用于响应于施加到源40的激励电流而在内部腔体24内施加恒定的和/或时变的磁场或通量。在包括一个磁场源40的实施例中，主体12的壁和/或腔体24的内壁可提供磁屏蔽并且提供用于施加到腔体24的磁场或通量的返回路径。托盘致动器39还可被安装到托盘28，以便可操作用于连续地或周期性地移动、旋转或摇动托盘28。如前所述，孵化设备进一步包括照明元件32，这些照明元件被配置成发射用于施加到设置在内部腔体24中的蛋30的光和/或其他辐射。每个系统从电源33接收用于操作的电力。

控制器31可操作用于操作这些系统，这些系统可操作用于控制内部腔体24内的环境和其他条件。控制器31可以激活和停用每个系统，并且可以进一步调节系统的操作以达到预先确定的温度、湿度、磁场或通量等。控制器31可包括或电偶联到位于内部腔体24中的传感器(未示出)，并且向控制器31提供关于当前环境条件(包括温度、湿度等)的信息。在一些实施例中，控制器31包括一个时钟并且可操作用于根据预先确定的时间表来控制系统。因此控制器31可在周期性基础(例如，通过每天重复激活模式)或在另一种时变基础(例如，通过在孵化的每天根据不同的模式激活系统)上来操作系统。

照明控制器34可操作用于控制照明元件32的操作。照明控制器34可以与控制器31分离(如图所示)，或者照明控制器34可以集成在控制器31内。照明控制器34可操作用于控制由每个照明元件32发射的光的强度和波长。照明控制器34还可以在连续的或时变基础(例如，周期性或非周期性基础)上激活和/或调暗照明元件32，如下文进一步详细描述。

照明控制器34可以一致地操作照明元件32，这样使得所有照明元件被同步激活和去激活，并且/或者使得所有照明元件以相同照明强度或调光被激活。可替代地，照明控制器34可以不同地操作不同组的照明元件32，例如以使得第一组照明元件32被激活持续一段特定的时间(和/或以特定的强度水平)，并且使得第二组照明元件32被激活持续一段不同的时间(和/或不同的强度水平)。

在一些实施例中，照明控制器34可操作用于控制由照明元件32发射的光的波长。具体地说，多个照明元件32可包括多组照明元件32，照明元件各自可操作用于产生具有不同波长的光。例如，多个照明元件32可以包括第一组照明元件和第二组照明元件，第一组照明元件可操作用于产生具有在波长的第一范围(例如，410-450nm、450-495nm或其他窄波长范围)内的波长的光，并且第二组照明元件可操作用于产生具有与第一范围不同并且不重叠的第二波长范围(例如，410-450nm、450-495nm或其他窄波长范围)内的波长的光。注意，当超过90％或超过95％的由光源发射的照明能量在指定的窄波长范围内时，光源可操作用于产生具有基本上集中在波长的指定范围(例如，410-450nm，450-495nm或其他窄波长范围)内的光谱的光。在一些实例中，因此光源也可发射在指定范围之外的少量光(例如，小于照明能量的10％，或小于5％)。多个照明元件32可以进一步包括另外组的照明元件，可操作用于产生具有其他波长的光。照明控制器34可操作用于分别控制每组照明元件23，并且由此可以通过选择性地激活在相应照明强度下的不同组照明元件23来调整由多个照明元件23发射的光的波长范围。

一般来说，设置在孵化设备10内的蛋被保护免受存在于孵化设备10外部的光和其他辐射。由于这种保护(包括由孵化设备10提供的保护)，因此蛋30可仅暴露(或基本上仅暴露)于由孵化设备10中的在孵化期间被激活的照明元件23发射的光的波长范围。此外，照明控制器34可操作用于确保在孵化期或在其中指定范围的波长被施加到蛋的期间，未激活产生具有基本上集中在指定范围之外的波长的光的照明元件23。

例如，在图1C所示的托盘28的区域“r”中，提供了两组不同的照明元件32：第一组照明元件32a可操作用于发射在一个波长范围内的光，而第二组照明元件32b可操作用于发射在另一个波长范围内的光。照明控制器34可操作用于分别地控制照明元件32a和32b的组，这样使得每组可以在不同的时间下并且以与其他组的照明元件不同的强度被激活。不同组的照明元件可以类似地被设置在区域“r”外部的托盘28的其余部分上，包括在托盘28的另一个表面上。

在一个实施例中，多个照明元件32包括发射蓝色波长(450-495nm)光、紫外光或电磁辐射的照明元件32。照明元件32由照明控制器34控制，该照明控制器可操作用于调暗光的强度，以便将强度降低至小于3流明。因此，在整个内部腔体24中发射恒定的低强度波长光。光可以是窄频率或单色的，以引导希望的光的精确波长。此外，尽管被描述为低强度，但是如果控制器34需要，可以提供更高强度的光波长。另外，在由于LED照明元件的特性而将LED元件用作照明元件32的实施例中，灯可以持续长时间处于打开状态。

在同一个或另一个实施例中，多个照明元件32包括发射具有从410-450nm范围的波长的光的照明元件32。照明元件32进一步由照明控制器34控制，该照明控制器可操作用于调暗光的强度，以便将强度降低至小于3流明。因此，在整个内部腔体24中发射恒定的低强度波长光。此外，尽管被描述为低强度，但是如果控制器34需要，可以提供更高强度的光波长。

虽然光的强度可以被减小至小于3流明，但光的强度类似地可以被增加至800流明、1000流明或更多的输出。类似地，虽然光持续时间可以是诸如天、周或月的长时间段，但光与暗期之间的持续时间也可以由照明控制器34控制到小时、分钟、秒，以及甚至毫秒的精度。

在其他实施例中，多个照明元件32在同一托盘28上包括发射电磁辐射和在紫外/蓝色波长范围内的光的照明元件，以及发射在红色波长范围内的光的照明元件。

加湿器36也与内部腔体24相联，并且优选地附接到顶壁18。加湿器36具有一个管状元件，当门26关闭时，该管状元件可以增加内部腔体24内的湿度水平。加湿器36可以包括一个用于接收水的水输入端口。以这种方式，可以控制内部腔体24内的湿度，以提供从0％湿度至100％湿度的任何相对湿度，这样使得内部腔体24的湿度被预先确定。优选地，该湿度保持在50％-80％湿度的范围内。在一些实例中，除湿器也可以用于将湿度保持在预先确定的范围内。

加热器38也电连接到电源33，并且被设置在内部腔体24内以在内部腔体内提供预先确定量的热量。优选地，孵化设备10的内部腔体24在孵化期间保持在90华氏度与110华氏度之间的温度。

在一个实施例中，磁场源40与孵化设备10相联，并且被安装在内部腔体24内以形成通过或影响设置在腔体24中的蛋30的预先确定的磁通量。

图2是示出一种用于使用光源控制卵生胚胎性别的方法200的步骤的流程图。该方法可以使用诸如孵化设备10的孵化设备或使用任何其他适当的设备来进行。

方法200开始于步骤201，其中照明元件(例如，照明元件23，诸如LED)沿着蛋支撑托盘被设置。在其中使用孵化设备10的实施例中，蛋支撑托盘是托盘28。照明元件可以被安装在蛋支撑托盘上，如图1C和1D所示，包括在蛋支撑托盘的上表面和/或下表面上。可替代地或另外地，照明元件可以被安装在内部腔体24的侧表面上，以便沿着蛋支撑托盘被设置并且照射蛋支撑托盘的上表面和/或下表面。照明元件可发射在一个预先确定波长范围内的光，并且以不同波长范围发射光的不同组的照明元件可沿着支撑托盘被设置。

在步骤203中，蛋被设置在蛋支撑托盘上，在该蛋支撑托盘旁边已设置有照明元件。在其中使用孵化设备10的实施例中，蛋30被设置在位于托盘28上或托盘28中的槽、孔35或杯内，并且被构造成将蛋30保持在适当位置。这些蛋被设置成是间隔开的并且均匀地分布在蛋支撑托盘上，以确保由照明元件发射的光能够基本上到达每个蛋30的整个外表面。

一旦蛋处于支撑托盘上的适当位置，则在步骤205中将预先确定的环境条件施加到这些蛋。环境条件可以包括预先确定的湿度和温度水平。环境条件可以进一步包括施加一个磁场。环境条件可以另外地包括例如由托盘致动器39提供的运动或致动，该托盘致动器可操作用于在旋转轴37上旋转托盘28。一般来说，根据一个预先确定的多天时间表来施加环境条件，这样使得不同的环境条件可以在不同的天和/或每天的不同时间被施加。通常选择环境条件以促进多个蛋的孵化。

在施加环境条件的过程中，除环境条件之外，在步骤207中将预先确定的照明条件施加到蛋。选择照明条件以促进在蛋中产生具有所选择性别的胚胎。照明条件可以包括由照明元件提供给蛋30的预先确定波长的光，以及针对每个波长提供的预先确定的照明强度。通常根据一个多天时间表来施加照明条件，这样使得可以根据在多天时间表上施加的环境条件，在不同的天和/或每天的不同时间施加不同的照明条件。照明条件可以包括用具有基本上集中在波长的指定范围(例如，410-450nm、450-495nm或其他窄波长范围)内的光谱的光来照射蛋30，这样使得超过90％或超过95％的照射蛋的照明能量在指定的窄波长范围内。注意，蛋也可接收在指定范围之外的少量光(例如，小于照明能量的10％，或小于5％)。

当确定对于环境条件和/或照明条件的调节并且施加到蛋30时，可重复进行步骤205和207。当被设置在支撑托盘上的蛋的孵化期已期满时，在步骤209中将蛋30和/或来自蛋30的幼体从环境中移除。

在操作中，可以选择在步骤207中施加到蛋的预先确定照明条件来控制包含在蛋30中的胚胎的性别。例如，当希望来自多个蛋30或胚胎的雌性禽类后代(诸如火鸡)的百分比增加时，通过预先确定的电磁辐射、UV或蓝光来照射这些蛋或胚胎。另外，还在孵化设备10中提供预先确定的湿度和磁场。其结果是，蛋中的酶活性以一种可逆的方式被控制。

确切地说，P450芳香酶的“P450”来源于它的光谱吸收特性(光子450nm)。如果这种分子吸收光，则它必须将其转化成另一种形式的能量。吸收的能量不用于驱动化学反应，也不转化成辐射。因此，热，或者可能是电子低到高的自旋跃迁必须是副产物。这导致将潜在的雄性禽类转化成雌性禽类的酶的增强或控制。

在另一个实施例中，DMRT1蛋白表达减少以引起性别反转。确切地说，在孵化的第一天(例如，在孵化的第0-6天期间)用近UV光或蓝光(例如，具有大约430nm的波长的光，诸如具有基本上集中在410nm-450nm范围内的波长的光)来照射蛋30，从而减少DMRT1蛋白表达。因此，由于蛋30暴露于近UV光或蓝光而引起的蛋30中的较低水平DMRT1导致较少的雄性后代和较多的雌性后代在蛋中发育。

以这种方式，光的波长可以用于控制P-450芳香酶的合成或降低DMRT1蛋白表达，并且因此在受精期间控制或转向禽类的性别，这样使得与未使用电磁辐射、UV或蓝光照射的多个蛋的对照组相比，由孵化产生更大百分比的雌性动物或更大百分比的雄性动物。在一个实施例中，相对于在其中未施加在指定波长范围内的照射的对照组中所发现的比率，获得雌性与雄性比率的至少5％的增加。在另一个实施例中，相对于在对照组蛋中所观察到的比率，照射的蛋中雌性与雄性的比率增加至少10％。

具体地说，使用受精的火鸡蛋和受精的鸡蛋来进行实验测试。将蛋放置在一个诸如孵化设备10的孵化设备中，该孵化设备具有被设置在孵化期间围绕蛋的托盘28上的照明元件32。确切地说，将产生大约450nm的单色蓝光的LED照明元件安装在托盘上，并且用于在孵化期间照射蛋持续孵化的大约第一个84小时(3.5天)。将孵化设备10放置在这样的环境中：使得仅来自托盘28的照明元件32的光到达蛋，并且蛋被放置成紧邻该孵化设备内的照明元件32。在放置到孵化设备10中之前，将火鸡蛋在大约40-50华氏度的温度下存储数小时，并且然后在放置到孵化设备10中之前达到室温。

在实验测试中，首先在孵化的第一天将火鸡蛋装入孵化设备10，并且在孵化的第二天加入鸡蛋。在孵化的每一天记录设备10中的湿度、孵化温度以及设备10外部的环境室温。将湿度保持在大约56％，并且孵化温度在98华氏度-100华氏度之间。室温典型地在67华氏度与73华氏度之间变化，尽管房间有几次达到了在80华氏度-90华氏度范围内的温度。在孵化大约三周后，从孵化设备中取出蛋，并且确定蛋中胚胎的性别。

在初始测试过程中，确定雌性火鸡胚胎与雄性火鸡胚胎的比率为大约2:1。此外，在初始测试过程中，发现了许多雌雄同体的火鸡胚胎。在进一步分析后，确定雌雄同体的火鸡为雌性，并且获得雌性火鸡胚胎与雄性火鸡胚胎的比率为3:1。这个比率与根据典型孵化方法(其中不施加在此描述的预先确定的照明条件)所获得的孵化的火鸡蛋的雌性与雄性大约1:1的比率形成鲜明对比。此外，与使用典型孵化方法的工业中的约85％的孵化率水平相比，实验中的火鸡蛋具有100％的孵化率，因此表明施加蓝色波长光改善了诸如火鸡的禽类的孵化率。

对于鸡蛋，多个有性别的蛋被确定为雌雄同体。如通过在火鸡胚胎中观察到的3:1的性别比率和通过雌雄同体鸡胚胎所证明的，光可以用于控制或影响蛋中的胚胎的性别，特别是在禽类物种中。尽管实验测试仅使用蓝光，但其他波长的光，包括但不限于紫外线、绿色、黄色、橙色、红色以及红外光的施加也可以用于在不同程度上控制蛋中的胚胎的性别。

根据优选的方案，在孵化的第一个六个半(6.5)天期间，在步骤207中用具有所选择波长范围(例如，390-419nm、410-450nm，420-450nm、450-495nm或另一个适当范围)的光来照射蛋或胚胎，每天至少持续一小时的时间。在一个实施例中，在孵化期的第一个三个半(3.5)或四个半(4.5)天期间，使用具有所选择波长的光来照射胚胎，每天持续至少一小时。可替代地，在孵化的第零(0)天至第六个半(6.5)天，使用具有所选择波长范围的光来照射胚胎，每天持续二十四(24)小时。可替代地，考虑在孵化的第一个六个半天(6.5)期间每天(或在另一个适当的周期性基础上)施加的其他照射时段。

尽管不同波长的光可以用于增加雄性与雌性的比率或者增加雌性与雄性禽类胚胎的比率(与对照组比率相比)，类似地，施加到蛋的光或流明输出的强度可以具有效果。因此，取决于禽类物种，无论是火鸡、鸡、鸭等，与在类似的控制情形(其中未施加具有所选择波长和强度的光)中提供的百分比相比，可以确定精确的波长和强度(例如，流明的量或数量)以优化在使用照明时从多个蛋出生的雄性或雌性的百分比的增加。

类似地，在此描述的系统和方法可以施加到其他卵生物种的蛋，包括鱼、两栖动物、爬行动物、哺乳动物等。在一个实施例中，照明元件32是多个水下照明装置，类似于在格拉伊察尔等人的美国专利申请号13/715,904中披露的那些，该专利全部并入本文。照明元件32向位于它们附近的鱼卵提供不同波长的光。光被水下生命(诸如鲑鱼)的卵接收，并且用于控制鲑鱼或其他物种的性别。在一个实施例中，具有大约450nm的蓝色波长的光被施加到卵，并且与未施加这种波长的光的对照组相比，引起雌性与雄性的比率的增加。类似地，在另一个实施例中，与未施加这种波长的光的对照组相比，具有在可见光吸收的索雷谱带(从约390nm-419nm)中的波长的光引起雄性与雌性的比率的增加。可类似地利用和发射其他波长的光以优化效果并且考虑穿过水行进的光的效果。

在图3和4所示的其中水生生物的性别将被控制或确定的一个说明性实施例中，提供了一种具有一个箱体515和邻接的壁520的水族箱系统510，这些邻接的壁形成一个具有开口顶部525的内部腔体522，以便容纳一定体积的水和水生生物530，包括本领域已知的幼体和卵。还提供一种具有一个主体540的照明设备535，该主体具有用于接合邻接的侧壁520的顶表面的尺寸和形状。在一个实施例中，主体540具有一个接合邻接的侧壁520的周边凸缘545，这样使得主体540被设置在箱体515内。

类似于先前的实施例，控制器550电连接到照明设备535以致动照明设备535上的多个照明元件32a和32b。照明元件32a和32b发射在390nm至460nm范围内的光，引起化学反应以促进或抑制DMRT1产生，并且因此控制或确定水生生物530的性别。可替代地，大约390nm-395nm、425nm-430nm和/或450nm波长光分别是由第一照明元件32a和第二照明元件32b提供的。在其他实施例中，使用440-460nm波长的预先确定的限制范围。如前所述，光在一个实施例中是恒定的，但在其他实施例中是间歇的，这提供了光和暗的交替时段，其中光的周期或时段小于1秒并且甚至小于3ms，在此之后暗的周期或时段类似地可以小于1秒或甚至小于3ms。一个透明盖555在照明元件32a和32b上延伸，并且在一个实施例中是由丙烯酸材料制成的。盖555防止水接触邻近箱体内水的照明设备535表面上的照明元件32a和32b和/或驱动电路(未示出)。

在操作中，箱体515充满水并且在其中具有诸如幼体的水生生物。然后将照明设备535放置在箱体515中的开口上。任选地，箱体的壁520是由不透明材料制成的，因此没有除了由照明设备535提供的光之外的光被送达到箱体515的内部。然后，控制器550用于提供来自照明元件的光的希望的预先确定波长、强度和调制，以在孵化期间照射蛋。

在代表申请人进行的实验中，将罗非鱼幼体放置在箱体515中，并且照明设备的照明元件32a和32b以450nm波长发射光(例如，具有集中在440-460nm范围内的波长的光)。使一个组进行450nm处理五(5)天，并且另一个组进行450nm处理四十五(45)天。然后对两组进行性别确定，看看是否将显示大约50％-50％的自然界已知的雄性与雌性比率。在暴露于450nm光45天的组中，在七(7)个取样中，发现五(5)个雄性，一(1)个雌性和一(1)个雌雄间体(存在两种器官)。对于在450nm下处理五(5)天的组，取五(5)个样本，其中四(4)个雄性和仅一(1)个雌性。总之，对于接受450nm处理的十二(12)个罗非鱼样品，九(9)个是雄性，两(2)个是雌性，并且一(1)个是不寻常的雌雄间体。因此，经历450nm处理的罗非鱼具有比雌性显著更多的雄性，因为它们的性别基于照明设备被控制或确定为雄性。因此，通过集中具有预先确定波长的光，可以控制或确定水生生物530的性别。

在此实施例中，虽然所提供体积的水是在水族箱系统510中的，但在不脱离本披露的范围的情况下，也考虑任何地方的一定体积的水，包括但不限于河流、湖泊、海洋等。此外，本披露还考虑了除罗非鱼之外的其他水生生物，并且仅呈现在所进行的实验的一个实例中。

因此，提供了一种用于控制包括禽类和鱼类(或其他水生)胚胎的胚胎性别的方法和完成该方法的装置。具体地说，通过使用优选地为AC驱动LED照明组件的照明组件，向多个禽类胚胎或鱼类(或其他水生)胚胎提供不同波长和强度光。其他影响因素可以包括将蛋暴露于预先确定的湿度和磁特性。其结果是，与未接收这种波长和强度的光的胚胎相比，来自多个胚胎的雄性或雌性的百分比增加至少5％。因此，对于产蛋操作，可以增加从多个蛋获得的雌性动物的比率，从而使从多个蛋获得的蛋层的量最大化。这由此减少了必须安乐死或丢弃的禽类的数量，提高效率并且最大化利润。

除非另外说明，否则在本说明书中阐述的包括在随后权利要求书中的所有的测量、值、等级、位置、幅值、大小及其他规范均为近似的，而不是准确的。它们意在具有与它们有关的功能一致以及与它们所属领域中的习惯一致的合理的范围。

保护范围仅由下面的权利要求限定。该范围旨在并且应被解释为根据本说明书和随后的审查历史解释时与权利要求中使用的语言的普通含义一致的那样宽泛并且涵盖所有结构和功能等价物。尽管如此，没有一项权利要求旨在包括不能满足专利法第101、102或103节的要求的主题，也不应以这种方式对它们进行解释。因此，对此类主题的任何非预期的吸纳都被放弃。

除了以上刚刚所述的，无论权利要求中是否有叙述，已论述或说明的任何内容都不解释成专指那些已公布的任何部件、步骤、特性、目标、益处、优点或等价物。

应理解，除非在此另外阐述了特定意义，否则在此使用的术语和表达具有普通意义，这些普通意义与关于所对应的各自的调查和研究领域的这些术语和表达相一致。关系性术语诸如第一和第二等仅仅可用来将一个实体或动作与另一个实体或动作区分开而没有必要要求或暗示这类实体或动作之间的任何真实的这种关系或顺序。术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”或其任何其他变体意图涵盖非排它性的包括，这样使得包括一系列要素的过程、方法、物品、或装置不仅包括那些要素，并且可包括没有明确列出或这种过程、方法、物品、或装置所固有的其他要素。在没有进一步限制的情况下，以“一个(a)”或“一个(an)”开始的元件不排除在包括该元件的过程、方法、物品、或装置中存在另外的相同元件。

提供本披露的摘要以允许读者快速确定技术性披露的本质。应理解摘要的提交不是用来解释或限制权利要求书的范围或含义。此外，在上文详细描述中，可以看出，为达合理化本披露的目的，不同特征被共同组合在不同实施例中。本披露的这种方法不应解释为反映以下意图：所要求的实施例要求比每项权利要求中明确叙述的特征更多的特征。相反，如以下权利要求反映，本发明主题存在于所披露的单个实施例的少于全部特征中。因此，以下权利要求均在此并入详述中，其中每项权利要求自身可作为分别要求的主题。

尽管前面已描述了被认为是最佳的模式和/或其他实例，但应理解，可在其中进行不同修改，并且在此披露的主题可以不同形式和实例来实现，并且传授内容可应用于许多应用，在此仅描述了其中的一些应用。所附权利要求旨在要求保护落入本传授内容的真实范围内的任何和所有应用、修改和变化。

Claims (6)

1.一种促进产生一种水生动物的所选择性别的幼体的方法，该方法包括：

在一定体积的水中提供一种水生动物的多个幼体或蛋；

利用在所述一定体积的水上方的照明设备(535)用具有基本上集中在一个预先确定波长范围内的光谱的光来照射该多个幼体或蛋，以控制或确定所述水生动物的所述所选择性别，从而促进在蛋或幼体中产生所述所选择性别。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述预先确定波长范围是440-460nm。

3.如权利要求2所述的方法，其中雄性幼体的产生被促进。

4.一种用于根据预先确定的时间表照射水生动物的幼体或蛋以促进在蛋或幼体中产生所选择性别的水族箱系统(510)，所述系统包括：

一个箱体(515)，该箱体具有形成一个用于容纳一定体积水中的水生动物的多个幼体或蛋的内部腔体(522)的邻接的壁(520)；

位于所述箱体(515)上方的一个照明设备(535)，该照明设备被定位成以预先确定的照明强度来发射基本上集中在该内部腔体(522)中的具有预先确定的光谱的光以控制或确定所述水生动物的所述所选择性别。

5.如权利要求4所述的水族箱系统(510)，其中该照明设备(535)具有接合这些邻接的壁(520)的大小和形状，以便使该照明设备的多个照明元件(32)保持与主体内的水间隔开的关系。

6.如权利要求5所述的水族箱系统(510)，其中该照明设备(535)具有一个透明盖，以防止该多个照明元件(32)接触水。

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