CN109566469A

CN109566469A - 使用光控制卵生胚胎的性别

Info

Publication number: CN109566469A
Application number: CN201910044255.0A
Authority: CN
Inventors: 兹登科·格拉伊察尔
Original assignee: Once Innovations Inc
Current assignee: Xin Nuofei North America
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2013-12-11
Publication date: 2019-04-05
Anticipated expiration: 2033-12-11
Also published as: MX2015007302A; AU2013359383A1; AU2018203247A1; CN109566469B; BR112015013305A2; EP3556204A1; JP2016507219A; CN104918482A; CN104918482B; MX370536B; BR112015013305B1; AU2018203247B2; CA2894363C; US20160021854A1; CA2894363A1; AU2013359383B2; JP2019054818A; HK1216700A1; KR20150093789A; US20140158050A1

Abstract

本申请涉及使用光控制卵生胚胎的性别。通过施加具有选定波长的光来影响或控制蛋中的胚胎的性别以便促进发育具有一种选定性别的胚胎。提供了一种孵育装置，该孵育装置具有可以与外部密封隔离的一个内部空腔，并且具有被设置在多个托盘中的每一个上的多个照明元件，该多个托盘被设置在该内部空腔中。将蛋设置在这些托盘上，并且将预先确定的环境条件施加到该内部空腔上以促进这些蛋孵化。在施加这些环境条件的同时，根据预先确定的照明条件对这些蛋进行照射。这些照明条件包括施加具有基本上集中在选定范围中的波长的光，如在390‑419nm、410‑450nm、420‑450nm、450‑495nm或其他窄范围内的光波长。

Description

使用光控制卵生胚胎的性别

本申请是申请日为2013年12月11日，申请号为201380064430.3，发明名称为“使用光控制卵生胚胎的性别”的申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求于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，这些临时专利申请全属于戈瑞吉卡(Grajcar)，它们的披露内容以其全部内容结合在此。

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，本披露涉及将选定波长的光和/或电磁辐射施加到蛋上以便影响这些蛋内的胚胎的性别。

背景

虽然高等脊椎动物的性别(sex或gender)是在受精时决定，但鸡的性别决定基因在胚胎形成过程中的后期变得活跃以诱导睾丸或卵巢形成。这导致长期认为贯穿胚胎形成后期，潜在遗传途径很大程度是保守的。然而，关于鸡胚胎中的性别决定的比较研究已经透露了该途径中的保守和分化元件。例如，在第3.5-4.5天时鸡胚胎的性腺在这些性别之间是形态学上不可区分的，并且因此是“未分化的”或“双潜能的”。

在家禽和其他动物生产市场(包括但不限于鸡、火鸡等)中，能够控制或影响这些动物的性别将大大提高生产的产量和效率。例如，在产蛋操作中仅希望是母鸡或雌性动物。因此，当一群禽类出生时，仅保留雌性禽类并且常常使雄性禽类安乐死或以另外的方式处理掉。因为雄性动物和雌性动物以大约50/50性别比出生，因此在此类操作中出生的所有禽类中的大约一半会损失和没有收益的或提供减少的产量。

因此，存在对孵化之前控制、促进或以另外的方式影响这些禽类的性别以便选择性生产更多雄性或雌性禽类并且从而增加产量并减少浪费和降低成本的需要。还存在对可以实现此类结果的耐用的有成本效益的照明器具的需要。

概述

在此的传授内容由通过施加具有选定波长的光而实现影响或控制蛋中的胚胎的性别来缓解使用公认孵育方法所带来的一个或多个上述问题。

根据本披露的一个方面，提供了一种促进在蛋中产生具有一种选定性别的胚胎的方法。该方法包括孵育多个受精的蛋以促进这些蛋孵化，并且用具有基本上集中在一个窄波长范围内的光谱的光对该多个受精的蛋进行照射同时孵育该多个受精的蛋。

该窄波长范围可以是410-450nm波长范围和450-495nm波长范围中的一种。

该方法可以进一步包括基于在这些蛋中被促进的胚胎的选定性别来选择照射这些蛋的光的光谱的窄波长范围。在一个实例中，当促进产生雌性胚胎时，该窄波长范围可以被选择为410-450nm波长范围。在另一个实例中，当促进产生雄性胚胎时，该窄波长范围可以被选择为450-495nm波长范围。

在孵育的前6天过程中可以用具有基本上集中在该窄波长范围内的光谱的光对该多个受精的蛋进行照射。

可以仅用具有基本上集中在该窄波长范围内的光谱的光对该多个受精的蛋进行照射同时孵育该多个受精的蛋。任选地，该方法可以因此包括使该多个受精的蛋屏蔽具有基本上集中在该窄波长范围外的光谱的光同时孵育该多个受精的蛋。

对这些蛋进行的照射可以包括用具有3流明或更小的强度的光对该多个受精的蛋进行照射同时孵育该多个受精的蛋。

根据本披露的另一个方面，提供了一种孵育装置，该孵育装置包括：一个主体，该主体具有可以与该主体的外部密封隔离的一个内部空腔；多个托盘，该多个托盘被设置在该内部空腔中并且配置成接收蛋用于孵育；多个照明元件，该多个照明元件被设置在该多个托盘中的每个托盘上并且配置成发射具有基本上集中在一个预先确定的窄波长范围内的光谱的光用于对这些蛋进行照射；以及一个照明控制器，该照明控制器被电连接到该多个照明元件上并且配置成在一种预先确定的照明强度下并且根据一个预先确定的时间表激活这些照明元件，以根据该预先确定的时间表用具有基本上集中在该预先确定的波长范围内的光谱并且具有该预先确定的照明强度的光对这些蛋进行照射。

该多个照明元件可以包括：第一多个照明元件，该第一多个照明元件被设置在该多个托盘中的每个托盘上并且配置成发射具有基本上集中在一个第一预先确定的波长范围内的光谱的光；以及第二多个照明元件，该第二多个照明元件被设置在该多个托盘中的每个托盘上并且配置成发射具有基本上集中在一个第二预先确定的波长范围内的光谱的光，该第二预先确定的波长范围不同于该第一预先确定的波长范围。该照明控制器可以被电连接到该第一多个照明元件和第二多个照明元件上并且配置成以各自的照明强度并且根据各自的时间表分别激活该第一多个照明元件和第二多个照明元件的照明元件用于对这些蛋进行照射。

该多个托盘中的每个托盘可以具有如下配置的一个上表面和与该上表面相对的一个下表面，这些蛋被设置在该上表面上，并且该多个照明元件可以包括被设置在至少一个托盘的下表面上的照明元件。该多个照明元件可以进一步包括被设置在至少一个托盘的上表面和下表面上的照明元件。

这些照明元件可以被配置成发射具有基本上集中在窄波长带内的波长的光，这些窄波长带包括但不限于410-450nm和/或450-495nm的范围。

这些照明元件可以是发光二极管(LED)。

该孵育装置可以包括至少一个托盘致动器，该至少一个托盘致动器被机械联接到该多个托盘中的每一个上并且可操作以使具有这些蛋的托盘移动用于孵育。该多个托盘中的每个托盘可以是可在一个轴线周围旋转的，并且该至少一个托盘致动器可以被配置成响应于由该致动器接收的一个控制信号而使这些托盘旋转以引起这些托盘倾斜。该装置可以进一步包括一个控制器，该控制器被电连接到该至少一个托盘致动器上并且包括该照明控制器，并且该控制器可以被配置成根据该预先确定的时间表控制该至少一个托盘致动器和该多个照明元件的运行。

该孵育装置可以进一步包括一个磁场源，该磁场源被设置在该内部空腔中并且配置成在该内部空腔中产生一个磁通量用于施加到这些蛋上。

根据本披露的另一个方面，一种方法包括在具有可以与外部密封隔离的一个内部空腔的一个孵育装置中将多个照明元件设置在多个托盘中的每一个上，该多个托盘中的每一个被设置在该内部空腔中并且配置成接收蛋用于孵育，其中该多个照明元件中的每个照明元件被配置成发射具有基本上集中在一个预先确定的窄波长范围内的光谱的光。将多个蛋设置在上面设置了照明元件的多个托盘中的每一个上，并且将预先确定的环境条件施加到该孵育装置的内部空腔上，其中这些环境条件被选择成促进该多个蛋孵化。将包括具有基本上集中在该预先确定的窄波长范围内的光谱的光的预先确定的照明条件进一步施加到该孵育装置的内部空腔上，其中在施加这些环境条件的过程中施加这些照明条件，这些环境条件被选择成促进该多个蛋孵化。

这些预先确定的照明条件可以被选择成在这些蛋中促进产生具有一种选定性别的胚胎，并且基于该选定性别来选择该窄波长范围。

可以根据一个预先确定的时间表施加这些环境条件，并且可以根据相同的预先确定的时间表施加这些照明条件。

这些照明元件可以被配置成发射具有基本上集中在范围410-450nm和/或450-495nm内的波长的光。

将该多个照明元件设置在该多个托盘中的每一个上可以包括：将第一多个照明元件设置在该多个托盘中的每个托盘上，该第一多个照明元件被配置成发射具有基本上集中在一个第一预先确定的波长范围内的波长的光；并且将第二多个照明元件设置在该多个托盘中的每个托盘上，该第二多个照明元件被配置成发射具有基本上集中在一个第二预先确定的波长范围内的波长的光，该第二预先确定的波长范围不同于该第一预先确定的波长范围。将预先确定的照明条件施加到该孵育装置的内部空腔上可以包括以各自的照明强度并且根据各自的时间表分别激活该第一多个照明元件和第二多个照明元件的照明元件用于对这些蛋进行照射。

每个托盘可以具有如下配置的一个上表面和与该上表面相对的一个下表面，这些蛋被设置在该上表面上，并且将该多个照明元件设置在这些托盘中的每一个上可以包括将照明元件设置在至少一个托盘的下表面上。

将预先确定的照明条件施加到该孵育装置的内部空腔上可以包括引起这些照明元件发射具有3流明或更小的强度的光。

在以下说明中将部分地对另外的优点和新颖特征进行阐述，并且对于本领域技术人员而言，当审阅以下内容和所附附图时一部分将变得显而易见，或可以通过实例的生产或操作来获得示教。可以通过实践或使用在以下讨论的详细实例中所阐述的方法、工具和组合的不同方面来实现并获得本传授内容的优点。

附图简要说明

附图仅以实例方式并非以限制方式描绘了根据本传授内容的一个或多个实现方式。在这些附图中，相同参考号是指相同或相似的元件。

图1A、图1B、图1C和图1D是根据在此描述的发明概念的一种孵育装置的示意图。

图2是示出用于使用光源控制卵生胚胎的性别的一种方法的步骤的流程图。

详细说明

在以下详细说明中，以实例方式阐述了众多具体细节以便提供对相关传授内容的彻底理解。然而，本领域技术人员应该显而易见的是，本传授内容可以在没有此类细节的情况下实践。在其他情况下，以相对高的水平而不是详细地描述众所周知的方法、程序、部件和/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的胚胎的性别以便促进发育具有一种选定性别的胚胎。

这些系统和方法依赖于将具有选定波长的光施加到孵育的蛋上以便影响在这些蛋内发育的胚胎的性别比。这些系统包括一种孵育装置，该孵育装置具有一个内部空腔，在该内部空腔中安装了发射具有这些选定波长的光的照明元件。将这些照明元件安装在被设计成容纳这些蛋的托盘上，以使得由这些照明元件发射的光对这些蛋进行照射。这些照明元件在早期孵育周期过程中对这些蛋进行照射，并且因此促进产生具有一种选定性别的蛋。

已经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天时在鸡胚胎的性腺中研究了P450(17-α)和P450芳香酶(P450arom)mRNA表达的定位。在孵育的第5-6天时在遗传的雄性和雌性性腺中首先检测到P450(17-α)mRNA，并且在第6.5天时在雌性性腺中首先检测到P450arom，其中在雄性性腺中未检测到任何物质。因此，鸡中的性别决定似乎直到孵育之后的数天才发生。

此外，雌激素合成在禽类性别决定中起关键作用。对于雌激素合成所必要的两种末端酶P-450芳香酶和17βHSD在形态分化开始时(第6-6.5天)仅在ZW(雌性)性腺中表达。因此芳香酶和17βHSD是关键的两性异形组分。

酶合成对环境刺激是非常敏感的。一种已知的环境刺激是温度，如在温度依赖型性别决定(TSD)中所观察。TSD是其中在胚胎发育过程中所经历的温度决定了后代性别的一种环境性别决定类型。在分为爬行动物类的羊膜动物脊椎动物之中最普遍和常见。为此，研究已经显示在非常具体的H&H阶段(如由汉布格尔V(Hamburger V)、哈密尔顿HL(HamiltonHL)发育动力学(Dev.Dyn.)1992年12月，195(4):231-272所提供的在发育鸡胚胎中的一系列正常阶段)中孵育温度增加会改变家禽的性别；然而，此种温度增加会引起孵化率降低到其中这样一种性别变化不是经济学上有益的程度。

已知具体波长的光会引起光异构化以使得酶促活性可以通过光波长来有效控制。具体地说，最近的一项研究显示限制性内切酶可以被用作切割磷酸二酯键以产生双链断裂的一种分子剪刀。以此方式，提供了由光引起的传统限制性内切酶PvuII的催化活性。

另外，研究已经显示通过使用RNA干扰来减少DMRT1(双性-mab-3-相关转录因子1)蛋白表达会导致遗传上雄性的胚胎中的胚胎性腺雌性化，从而引起部分性别反转。DMRT1具有一个锌指核心，该锌指核心可以吸收近UV光(例如，具有大约430nm波长的光，如具有在410nm-430nm范围内的波长的光)，并且可以因而类似地减少DMRT1蛋白表达。因此，所得到的更低水平的DMRT1导致雄性后代更少并且雌性后代更多。

现在详细地参考附图中所图示并且以下所讨论的实例。

图1A示出一种孵育装置10，该孵育装置具有一个主体12。在图1A的说明性实施例中，主体12具有一种总体上矩形长方体的形状，该主体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被连接到本身彼此平行的顶壁18和底壁20上并且垂直于该顶壁和底壁。一个后壁22限定了主体12的一个中空内部空腔24。一个前壁或门26被铰接连接到侧壁14和16中的一个上以允许进入主体12的内部空腔24，同时当门26关闭时还能使内部空腔24与外部环境隔离。在一些实例中，门26是由一种透明材料制成和/或包括一个窗口以允许用户在门26关闭时查看内部空腔24。在其他实例中，门26完全封闭了内部空腔24。门26可以进一步由单向窗口形成以使得用户可以从外面查看内部空腔24，而来自空腔24外部的光不能穿过该窗口进入空腔24。主体12总体上使孵育装置10的内部和位于孵育装置10中的蛋屏蔽存在于孵育装置10外部的辐射，该辐射包括光。

多个容纳构件或托盘28被设置在内部空腔24内。托盘28被配置成接收并且稳固地容纳多个蛋30。如所示，每个托盘28可以包括各自被配置成稳固地容纳一个蛋的多个狭缝、孔洞35或其他杯状体。托盘28被安装到主体12的内部上。在一些实例中，托盘28被安装在能使托盘28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被安装在一个可旋转轴杆37上，该可旋转轴杆被安装到一个旋转致动器39上并且由该旋转致动器控制(参见图1B)。致动器39本身被安装到主体12上，并且是可操作以使托盘28相对于主体12移动。该致动器可以连续地或周期性地使在上面设置了蛋30的托盘28移动。在一个实例中，致动器39是可操作以使该托盘以顺时针方向和逆时针方向在水平位置(如所示)与成角度的位置之间旋转。这些成角度的位置可对应于从水平面测量的角度，并且可以在0°与一个最大角度(例如，15°或30°)之间范围内。该最大角度通常被选择以使得甚至当该托盘被旋转到该最大角度时，设置在托盘28上的任何蛋30不会从其狭缝、孔洞35或杯状体中脱离。

蛋30可以是具有任何禽类物种，包括但不限于鸡蛋、火鸡蛋等。还可以使用爬行动物和其他物种的蛋。托盘28响应于致动器39而旋转或倾斜到不同角度以模拟例如在该蛋被母鸡产下或受到其他环境条件时该蛋在自然界中将遇到的运动。

图1C提供了一个托盘28的详细顶视图，而图1D提供了穿过多个托盘28的横截面视图。应该指出在一些实施例中，一个托盘28的顶视图和底视图是基本上相同的，并且在此类实施例中，一个托盘28的一个底视图可以因此是与图1C中示出的视图基本上相同的。

如图1C和图1D中所示，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的一个下侧上。在另一个实例中，照明元件32仅被设置在每个托盘28的一个上表面上(相应于在上面设置了蛋30的一个表面)。在其他实例中，照明元件32被设置在每个托盘28的下侧和该上表面两者上，如图1D中所示。照明元件32可以另外地或替代地被设置在主体12的表面(例如，内部空腔24的表面)上，或从其中由照明元件32发射的光和/或辐射可到达蛋30的其他位置上。

通常，照明元件32被设置以使得它们可以为设置在孵育装置10中的每个蛋30提供一种高照明强度。照明元件32可以因此被设置在容纳蛋30的狭缝、孔洞35或杯状体附近，如图1C和图1D中所示。此外，照明元件32被设置以使得由元件32发射的光可以到达每个蛋30的所有或基本上所有的表面。因此，如图1D中所示，一个蛋30可以从所有侧面接收由元件32发射的光。用于容纳蛋30的托盘28和/或狭缝、孔洞35或杯状体还可以被设计以便能使每个蛋30的基本上所有的表面接收光。

照明元件32被彼此电连接并且被电连接到一个电动力源33(在图1B中示出)上。在一个优选实施例中，多个照明元件32是在其终端接收一种AC电压和/或AC电流波形用于激活的发光二极管(LED)元件。具体地说，由照明元件32和动力源33形成的组件可以结合来自以下专利申请中的任何一个的AC驱动的LED技术：戈瑞吉卡所写的美国专利公开号2011/0101883；戈瑞吉卡所写的美国专利公开号2011/0109244；戈瑞吉卡所写的美国专利公开号2011/0210678；戈瑞吉卡所写的美国专利公开号2011/0228515；戈瑞吉卡所写的美国专利公开号2011/0241559；戈瑞吉卡所写的美国专利公开号2011/0273098；戈瑞吉卡所写的美国专利申请号13/452332和/或戈瑞吉卡所写的美国专利临时申请号61/570,552，所有这些专利均以其全部内容结合在此。

孵育装置10可以包括用于控制装置10的内部空腔24内的条件的不同系统。图1B是可操作以控制内部空腔24内的环境条件和其他条件的一些系统的方框图。如图1B中所示，孵育装置10可以因此包括用于控制内部空腔24中的温度的一个加热器38和/或冷却器，和/或用于控制内部空腔24中的湿气水平的一个加湿器36和/或减湿器。一个任选的磁场源40可以被进一步用来响应于施加到源40上的激发电流而在内部空腔24内施加一种恒定的和/或随时间变化的磁场或磁通量。在包括一个磁场源40的实施例中，主体12的壁和/或空腔24的内壁可以提供磁屏蔽并且为施加到空腔24上的磁场或磁通量提供一个返回路径。托盘致动器39可以被进一步安装到托盘28上以便可操作以连续地或周期性地使托盘28移动、旋转或振荡。如先前所指出，该孵育装置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空腔24中的蛋30上的光和/或其他辐射。这些系统中的每一个从动力源33中接收动力用于运行。

一个控制器31是可操作以运行这些系统，这些系统是可操作以控制内部空腔24内的环境条件和其他条件。控制器31可以使每个系统激活和去激活，并且可以进一步调节这些系统的运行以达到一种预先确定的温度、湿度、磁场或磁通量等。控制器31可以包括传感器(未示出)或被电联接到传感器上，这些传感器位于内部空腔24中并且为控制器31提供关于目前环境条件的信息，这些环境条件包括温度、湿度等。在一些实施例中，控制器31包括一个时钟并且是可操作以根据一个预先确定的时间表控制这些系统。控制器31可以因此在一种周期性基础上(例如，通过每天重复一种激活模式)或在另一种随时间变化的基础上(例如，通过在孵育的每天根据不同模式激活这些系统)运行这些系统。

一个照明控制器34是可操作以控制这些照明元件32的运行。照明控制器34可以与控制器31分开(如所示)，或照明控制器34可以被整合在控制器31内。照明控制器34是可操作以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可以进一步在一种连续或在一种随时间变化的基础(例如，一种周期性或一种非周期性基础)上使照明元件32激活和/或变暗，如下所进一步详细描述。

照明控制器34可以使照明元件32一致运行，以使得所有照明元件均被同步激活和去激活，和/或以使得所有照明元件用相同照明强度激活或变暗。可替代地，照明控制器34可以不同地运行不同组照明元件32，例如以引起一个第一组照明元件32激活持续一个具体时间周期(和/或在一个具体强度水平下)并且引起一个第二组照明元件32激活持续一个不同的时间周期(和/或一个不同的强度水平)。

在一些实施例中，照明控制器34是可操作以控制由照明元件32发射的光的波长。具体地说，多个照明元件32可以包括多个组照明元件32，每个照明元件是可操作以产生具有不同波长的光。例如，多个照明元件32可以包括：一个第一组照明元件，该第一组照明元件是可操作以产生具有在一个第一波长范围(例如，410-450nm、450-495nm或其他窄波长范围)内的波长的光；和一个第二组照明元件，该第二组照明元件是可操作以产生具有在不同于该第一范围并且与该第一范围不重叠的一个第二波长范围(例如，410-450nm、450-495nm或其他窄波长范围)内的波长的光。应该指出，当由一个光源发射的照明能量的超过90％或超过95％是在指定窄波长范围内时，该光源是可操作以产生具有基本上集中在指定波长范围(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，该光源可以因此还发射少量在指定范围外的光(例如，小于10％或小于5％的照明能量)。多个照明元件32可以进一步包括可操作以产生具有其他波长的光的另外组照明元件。照明控制器34是可操作以分别控制每个组照明元件32，并且可以因而通过在各自的照明强度下选择性激活不同组照明元件32来调节由多个照明元件32发射的光的波长范围。

通常，使设置在孵育装置10内部的这些蛋屏蔽存在于孵育装置10外部的光和其他辐射。由于该屏蔽，包括由孵育装置10提供的屏蔽，蛋30可以因此仅暴露于(或基本上仅暴露于)由孵育装置10中的照明元件32发射的光的波长范围，这些照明元件在孵育周期过程中被激活。此外，照明控制器34可以是可操作以确保在孵育周期过程中或在其中指定波长范围被施加到这些蛋上的周期过程中不激活产生具有基本上集中在指定范围外的波长的光的照明元件32。

例如，在图1C中示出的托盘28的区域‘r’中，提供了两个不同组照明元件32：一个第一组照明元件32a是可操作以发射在一个波长范围内的光，而一个第二组照明元件32b是可操作以发射在另一个波长范围内的光。照明控制器34是可操作以分别控制这些组照明元件32a和32b以使得每个组可以在不同时间下并且用与其他组照明元件不同的强度激活。不同组照明元件可以类似地被提供在区域‘r’外的托盘28的其余部分上，包括提供在托盘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，该照明控制器是可操作以使光的强度变暗以便使该强度减小到小于3流明。因此，在整个内部空腔24中发射一种恒定的低强度波长光。该光可以是具有窄频率或单色的以引导所希望的精确光波长。另外，虽然描述为低强度，但如果需要可以通过控制器34提供更高强度光波长。此外，在其中由于LED照明元件的特性利用LED元件作为照明元件32的实施例中，这些光可以保持打开持续长的持续时间。

在相同或另一个实施例中，多个照明元件32包括发射具有在410-450nm范围内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，该照明控制器是可操作以使光的强度变暗以便使该强度减小到小于3流明。因此，一种恒定的低强度波长光被发射穿过内部空腔24。另外，虽然描述为低强度，但如果需要可以通过控制器34提供更高强度光波长。

虽然光的强度可以减小到小于3流明，但光的强度可以类似地增加到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持续长时间周期如数天、数周或数月，但光与暗周期之间的持续时间也可以由照明控制器34控制成数小时、数分钟、数秒并且甚至数毫秒的精确度。

在其他实施例中，多个照明元件32包括在相同托盘28上的发射紫外/蓝色波长范围中的电磁辐射和光的照明元件以及发射红色波长范围中的光的照明元件。

加湿器36还与内部空腔24相关联并且被优选地附接到顶壁18上。加湿器36具有一个管道元件，该管道元件可以在门26关闭时增加内部空腔24内的湿度水平。加湿器36可以包括用于接收水的一个水输入端口。以此方式，内部空腔24内的湿度可以被控制成提供从0％湿度到100％湿度的任何相对湿度，以使得内部空腔24内的湿度被预先确定的。优选地，将湿度维持在50％-80％湿度范围内。在一些实例中，还可以使用一个减湿器来维持湿度在该预先确定的范围内。

加热器38还被电连接到动力源33上，并且被设置在内部空腔24内以在该内部空腔内提供预先确定的量的热量。优选地，在孵育过程中将孵育装置10的内部空腔24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与孵育装置10相关联，并且被安装在内部空腔24内以形成穿过或影响设置在空腔24中的蛋30的预先确定的磁通量。

图2是示出用于使用光源控制卵生胚胎的性别的一种方法200的步骤的流程图。可以使用一个孵育装置如孵育装置10、或使用任何其他适当的装置来进行该方法。

方法200开始于步骤201，其中照明元件(例如，照明元件23，如LED)沿着蛋支撑托盘而设置。在其中使用孵育装置10的实施例中，这些蛋支撑托盘是托盘28。照明元件可以被安装在如图1C和图1D所示的蛋支撑托盘上，包括被安装在这些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空腔24的侧表面上以便沿着这些蛋支撑托盘而设置并且以便对这些蛋支撑托盘的上表面和/或下表面进行照射。照明元件可以发射预先确定的波长范围内的光，并且发射不同波长范围中的光的不同组照明元件可以沿着这些支撑托盘而设置。

在步骤203中，蛋被设置在这些蛋支撑托盘上，在这些蛋支撑托盘旁边已经设置了这些照明元件。在其中使用孵育装置10的实施例中，蛋30被设置在狭缝、孔洞35或杯状体内，该狭缝、孔洞或杯状体位于托盘28之上或之中并且配置成将蛋30容纳在适当位置上。这些蛋被设置以便在这些蛋支撑托盘上间隔开并且均匀分布以确保由这些照明元件发射的光可以到达每个蛋30的基本上整个外表面上。

一旦这些蛋处于这些支撑托盘上的适当位置上，在步骤205中将预先确定的环境条件施加到这些蛋上。这些环境条件可以包括预先确定的水平的湿度和温度。这些环境条件可以进一步包括施加一个磁场。这些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，这些托盘致动器是可操作以在旋转轴杆37上使托盘28旋转。通常，根据一个预先确定的多日时间表施加这些环境条件，以使得可以在不同天数上和/或在每天过程中的不同时间上施加不同环境条件。这些环境条件通常被选择成促进该多个蛋孵化。

除了环境条件以外，在施加这些环境条件的过程中在步骤207中将预先确定的照明条件施加到这些蛋上。这些照明条件被选择成促进在这些蛋中产生具有一种选定性别的胚胎。这些照明条件可以包括由这些照明元件提供到蛋30上的预先确定的光波长和为每种波长所提供的预先确定的照明强度。通常根据一个多日时间表施加这些照明条件，以使得可以在不同天数上和/或在每天过程中的不同时间上根据在该多日时间表内施加的环境条件而施加不同照明条件。这些照明条件可以包括用具有基本上集中在一个指定波长范围(例如，410-450nm、450-495nm或其他窄波长范围)内的光谱的光对蛋30进行照射，以使得超过90％或超过95％的照射这些蛋的照明能量是在该指定窄波长范围内。应该指出，这些蛋还可以接收少量在该指定范围外的光(例如，小于10％或小于5％的照明能量)。

当对这些环境条件和/或照明条件的调节被确定并且施加到蛋30上时，可以重复进行步骤205和207。当设置在这些支撑托盘上的这些蛋的孵育周期期满时，在步骤209中从环境中移去蛋30和/或来自蛋30的幼雏。

在运行中，在步骤207中施加到这些蛋上的预先确定的照明条件可以被选择成控制包含在蛋30中的胚胎的性别。例如，当希望从多个蛋30或胚胎中增加雌性禽类后代如火鸡的百分比时，通过预先确定的电磁辐射、UV或蓝色光对这些蛋或胚胎进行照射。此外，还在孵育装置10内提供了一种预先确定的湿度和磁场。因此，以一种可逆方式控制这些蛋中的酶促活性。

确切地说，P450芳香酶的“P450”是来源于它的光谱吸收特征(光子450nm)。如果这个分子吸收了光，必须使该分子转化成另一种能量形式。被吸收的能量并没有用来为化学反应供能，也没有转化成辐射。因此，热量或可能的电子自低到高自旋跃迁必然是副产物。这引起对使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，减少DMRT1蛋白表达以引起性别反转。确切地说，在孵育的前几天过程中(例如，在孵育的第0-6天过程中)用近UV光或蓝色光(例如，具有大约430nm波长的光，如具有基本上集中在410nm-450nm范围中的波长的光)对蛋30进行照射以因而减少DMRT1蛋白表达。因此，由蛋30暴露于该近UV光或该蓝色光而引起的蛋30中的DMRT1水平更低导致在这些蛋中发育的雄性后代更少并且雌性后代更多。

以此方式，可以使用光波长来控制P-450芳香酶的合成或减少DMRT1蛋白表达并且因此在受精周期过程中控制禽类性别或使禽类性别转向，这样使得与没有用该电磁辐射、UV或蓝色光进行照射的多个蛋的对照组相比由孵育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，相对于存在于其中没有施加指定波长范围中的照射的对照组中的比率，获得雌性动物与雄性动物的比率增加至少5％。在另一个实施例中，相对于在对照组蛋中观察到的比率，在这些照射的蛋之中雌性动物与雄性动物的比率增加至少10％。

具体地说，使用受精的火鸡蛋和受精的鸡蛋两者来进行一个实验测试。将这些蛋放置在一个孵育装置如孵育装置10中，该孵育装置在孵育周期过程中具有包围这些蛋设置在托盘28上的照明元件32。确切地说，在大约450nm处产生单色蓝光的LED照明元件被安装在这些托盘上并且用来在孵育周期过程中对这些蛋进行照射持续大约孵育的前84小时(3.5天)。孵育装置10被放置在一种环境中以使得仅来自托盘28的照明元件32的光到达这些蛋，并且这些蛋被放置在该孵育装置内的照明元件32附近。在放置于孵育装置10内之前，在大约40°F-50°F的温度下储存这些火鸡蛋持续数小时并且然后在放置到孵育装置10中之前使其恢复到室温。

在该实验测试中，首先在孵育的第一天将这些火鸡蛋装载到孵育装置10中并且在孵育的第二天添加这些鸡蛋。在孵育的每天过程中记录装置10中的湿度、孵育温度以及装置10外部的环境室温。将湿度保持在大约56％，并且将孵育温度保持在98°F-100°F之间。室温典型地在67°F与73°F之间变化，虽然在少数情况下房间确实达到80°F-90°F范围中的温度。在大约孵育三周之后，将这些蛋从该孵育装置中移去，并且确定这些蛋中的胚胎的性别。

在初始测试中，雌性火鸡胚胎与雄性火鸡胚胎的比率被确定为大约2:1。另外，在该初始测试过程中，发现了众多雌雄同体的火鸡胚胎。当进一步分析时，这些雌雄同体的火鸡被确定为雌性的，并且获得3:1的雌性火鸡胚胎与雄性火鸡胚胎的比率。这个比率是与根据典型孵育方法针对孵育的火鸡蛋所获得的雌性动物与雄性动物的大约1:1比率形成鲜明对比的，在这些典型孵育方法中没有施加在此描述的预先确定的照明条件。另外，与使用典型孵育方法的工业中的大约85％的孵化率水平相比，该实验中的火鸡蛋具有100％孵化率，因此表明施加蓝色波长光会提高禽类如火鸡的孵化率。

对于这些鸡蛋，被性别鉴定的许多这些蛋被确定为雌雄同体的。如通过在这些火鸡胚胎之中所观察到的3:1性别比并且通过这些雌雄同体的鸡胚胎所证明，光可以被用来控制或影响蛋中显著地禽类物种中的胚胎的性别。虽然该实验测试仅使用蓝色光，但还可以使用包括但不限于紫外、绿色、黄色、橙色、红色以及红外光的其他光波长来使蛋中的胚胎的性别控制到不同程度。

根据优选方案，在孵育的前六点五(6.5)天过程中，在步骤207中用具有一个选定波长范围(例如，390-419nm、410-450nm、420-450nm、450-495nm或另一个适当的范围)的光对这些蛋或胚胎进行照射至少持续每天一小时的周期。在一个实施例中，在孵育周期的前三点五(3.5)天或四点五(4.5)天过程中，使用具有这些选定波长的光对这些胚胎进行照射持续每天至少一小时。可替代地，在孵育的第零(0)到六点五(6.5)天时用具有该选定波长范围的光对这些胚胎进行照射持续每天二十四(24)小时。可替代地，涵盖在孵育的前六点五天周期(6.5)过程中每天(或在另一个适当的周期性基础上)施加的照射的其他周期。

虽然可以使用不同波长的光来增加雄性与雌性禽类胚胎的比率或增加雌性与雄性禽类胚胎的比率(与对照组比率相比)，但类似地施加到蛋上的光强度或流明输出也可以具有影响。因此，取决于这些禽类，无论火鸡、鸡、鸭等，可以确定精确的波长和强度(例如，流明量或流明数)来优化与一种类似的对照情况(其中没有施加选定波长和强度的光)中所提供的百分比相比当使用照明时从多个蛋中出生的雄性动物或雌性动物的百分比增加。

类似地，在此描述的这些系统和方法可以被应用到其他卵生物种的蛋上，这些其他卵生物种包括鱼类、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是类似于戈瑞吉卡等人在美国专利申请号13/715,904中披露的那些的多个水下照明设备。照明元件32为位于这些照明元件附近的鱼卵提供不同波长的光。该光被水下生物如鲑鱼的卵接收，并且被用来控制该鲑鱼或其他物种的性别。在一个实施例中，将具有大约450nm的蓝色波长的光施加到这些蛋上并且与没有将此类波长的光施加到其上的一个对照组相比引起雌性动物与雄性动物的比率增加。类似地，在另一个实施例中，与没有将此类波长的光施加到其上的一个对照组相比，具有可见吸收的索雷(Soret)带(从约390nm-419nm)中的波长的光引起雄性动物与雌性动物的比率增加。可以类似地利用并发射其他波长的光以优化效果并且考虑该光行进穿过水的影响。

因此，提供了一种用于控制胚胎包括禽类胚胎的性别的方法和完成所述方法的设备。具体地说，通过使用优选地是AC驱动的LED照明组件的照明组件，为多个禽类胚胎提供不同波长和强度光。其他影响因素可以包括使这些蛋暴露于预先确定的湿度和磁特性中。因此，与没有接收此种波长和强度的光的胚胎相比，来自该多个胚胎的雄性动物或雌性动物的百分比增加至少5％。因此，对于产蛋操作，可以使从多个蛋中获得的雌性动物的比率增加，从而使从该多个蛋中获得的产蛋者的量最大化。这因而减少了必须被安乐死或损失的禽类的数量，从而增加效率并使利益最大化。

除非另外说明，否则在本说明书中包括在权利要求书中阐述的所有测量值、数值、等级、位置、幅度、大小以及其他规格是近似的、不精确的。它们意图具有与它们相关的功能并且与它们所属领域中的常规内容一致的合理范围。

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除了如上所述之外，已陈述或说明的任何内容都不意图或应该解释成将任何部件、步骤、特征、目标、益处、优点或等价物专用于公众，不管其是否在权利要求书中有所叙述。

将理解的是，除非在此已经另外阐述了特殊意义，否则在此使用的术语和表述具有一般意义，其同关于相应的各自调查和研究领域的此类术语和表述相一致。关系术语如第一和第二等可以仅用来将一个实体或动作与另一个实体或动作区分开，而不必要求或暗指在此类实体或动作之间的任何实际的这种关系或顺序。术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”或其任何其他变体意图涵盖非排他性的包括，以使得包括一系列元件的过程、方法、物品或装置不仅包括这些元件，而且可以包括没有明确列举或此类过程、方法、物品或装置固有的其他元件。在没有进一步约束的情况下，之前加“一个(a)”或“一种(an)”的元件并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。

提供本披露摘要以允许读者快速确定技术披露的本质。摘要在达成它将不会用于解释或限制权利要求的范围或含义的理解的情况下递交。另外，在前面的详细说明中，可以看到出于简化本披露的目的将不同特征一起集合在不同实施例中。本披露的这种方法不应当被解释为反映这样的意图，即，所要求的实施例要求比在每个权利要求中明确叙述的更多的特征。相反，如权利要求反映，本发明主题在于比所披露的单个实施例的所有特征少。因此，权利要求因此被结合到详细说明中，其中每个权利要求独自作为一个独立要求保护的主题。

虽然前面内容已经对被认为是最佳模式和/或其他实例的各项进行了描述，但应该理解的是，也可以在其中做出不同修改并且在此披露的主题可以不同形式和实例实施，并且本传授内容可以应用于众多应用中，这些应用中仅有一些已经被在此描述。权利要求意图要求处于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

1.一种孵育装置，包括：

一个主体，该主体具有能够与该主体的外部密封隔离的一个内部腔；

多个托盘，该多个托盘被设置在该内部腔中并且配置成接收蛋用于孵育；

多个照明元件，该多个照明元件被设置在该多个托盘中的每个托盘上并且配置成发射具有基本上集中在一个预先确定的窄波长范围内的光谱的光用于对这些蛋进行照射；以及

一个照明控制器，该照明控制器被电连接到该多个照明元件上并且配置成在一种预先确定的照明强度下并且根据一个预先确定的时间表激活这些照明元件，以根据该预先确定的时间表用具有基本上集中在该预先确定的波长范围内的光谱并且具有该预先确定的照明强度的光对这些蛋进行照射；

其中由该照明元件发射的光到达蛋的基本上整个外表面。

2.如权利要求1所述的装置，其中：

该多个照明元件包括：

第一多个照明元件，该第一多个照明元件被设置在该多个托盘中的每个托盘上并且配置成发射具有基本上集中在一个第一预先确定的波长范围内的光谱的光；以及

第二多个照明元件，该第二多个照明元件被设置在该多个托盘中的每个托盘上并且配置成发射具有基本上集中在一个第二预先确定的波长范围内的光谱的光，该第二预先确定的波长范围不同于该第一预先确定的波长范围；并且

该照明控制器被电连接到该第一多个照明元件和第二多个照明元件上并且被配置成以各自的照明强度并且根据各自的时间表分别激活该第一多个照明元件和第二多个照明元件的照明元件用于对这些蛋进行照射。

3.如权利要求1所述的装置，其中该多个托盘中的每个托盘具有一个上表面和与该上表面相对的一个下表面，该上表面被配置为使这些蛋被设置在该上表面上，并且该多个照明元件包括被设置在至少一个托盘的下表面上的照明元件。

4.如权利要求3所述的装置，其中该多个照明元件包括被设置在至少一个托盘的上表面和下表面上的照明元件。

5.如权利要求1所述的装置，其中这些照明元件被配置成发射具有基本上集中在410-450nm的范围内的波长的光。

6.如权利要求1所述的装置，其中这些照明元件被配置成发射具有基本上集中在450-495nm的范围内的波长的光。

7.如权利要求1所述的装置，其中这些照明元件是发光二极管(LED)。

8.如权利要求1所述的装置，进一步包括：

至少一个托盘致动器，该至少一个托盘致动器被机械联接到该多个托盘中的每一个上并且可操作以使具有这些蛋的托盘移动用于孵育；以及

一个控制器，该控制器被电连接到该至少一个托盘致动器上并且包括该照明控制器，

其中该多个托盘中的每个托盘是绕轴线可旋转的，并且该至少一个托盘致动器被配置成响应于由该致动器接收的一个控制信号而使这些托盘旋转以引起这些托盘倾斜，并且

其中该控制器被配置成根据该预先确定的时间表控制该至少一个托盘致动器和该多个照明元件的运行。

9.如权利要求1所述的装置，进一步包括：

一个磁场源，该磁场源被设置在该内部腔中并且配置成在该内部腔中产生一个磁通量用于施加到这些蛋上。