JP2020501553A - 播種向けの種子を選択する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、播種向きの種子を選択する方法に関する。当該方法は、種子を発芽条件に供すること、および播種向きの種子として発芽した種子を選択することを含む。その結果、商業的に興味深い植物に成長する可能性が高い種子だけを播種し、かつ植物に成長させる必要がある。

Description

本発明は、植物の産生効率を改善する方法に関し、特に播種向けの種子の選択方法に関する。

種子が播種されると、すべての種子が最終的に発芽するわけではなく、植物の顕著な喪失をもたらす。これは、多くの作物にとって大きな問題であり、そして例えばサラトリオ（Ｓａｌａｔｒｉｏ）などの作物のある種の適用にとっても大きな問題である。サラトリオは１つのポットに３つの異なるレタス品種の種子が播種されるという構想（ｃｏｎｃｅｐｔ）である。１以上のこれらの種子が発芽せず、ポット全体が廃棄されることがしばしば起こる。また、ポットが１または２つの発芽した種子を含有しているとしても、サラトリオとして販売できないためポットは廃棄される。サラトリオのポットの最大１２％の損失につながる可能性がある。

植物の損失を補うために、植物栽培者は通常、より多くの種を播種する。これは、温室または畑で多くのスペースを取り、余分な種子を播種するだけでなく、適切に発芽していない種子から発芽した種子を選別するのにも多くの余分な労力を必要とする。適切に発芽しなかったものは廃棄される必要があり、それによって例えば鉢植え土や基質の形態で大量の不要な廃棄物が生じる。

したがって、本発明の目的は、植物を生産するためのより効率的でより安価な方法を提供することである。これは、商業的に興味深い植物に成長する可能性が高い種子が非常に早い段階で選択され、商業的に興味深い植物に成長しない可能性が高い種子がその段階で廃棄される方法を提供することによって達成される。種子はそれらの発芽能力に基づいて互いに区別される。したがって、植物栽培者は、商業的に興味深い植物にならない可能性が高い種子を播種する必要がなくなる。

特定の時点で、すべての植物が同じサイズを有するか、または所望の数および／もしくはサイズの果実を含む場合、それはさらに有益であろう。例えば、種子が発芽することは可能であるが、種子が所望の大きさの植物に成長するのには時間がかかりすぎる可能性がある。これは、この植物を他の植物と同時に収穫することはできず、後の段階で収穫する必要があるか、または廃棄物として廃棄されることを意味する。

本発明はしたがって、播種向けの種子を選択する方法であって：
ａ）幼根が目に見えるようになるまで種子を発芽させる発芽条件に種子を供すること；および
ｂ）視認性および／または幼根の長さに基づいて播種向けの種子として発芽した種子を選択すること、
ここで、発芽していない種子は播種向けではない、
を含む、方法に関する。

本発明はまた、播種向けの種子を選択するためのシステムであって、以下：
ａ）種子を発芽させるための手段；および
ｂ）播種向けの発芽した種子を選択するための手段、を含むシステムに関する。

本発明の文脈では、“播種向けの種子”は通常の成長条件に曝されたときに商業的に興味深い植物をもたらす可能性が高い種子である。通常の生育条件にさらされたときに商業的に興味深い植物をもたらさない可能性が高い種子は選択されない。したがって、植物栽培者は、所望の植物をもたらさない可能性が高い種子を播種することなく、播種する種子を目的に応じて選択することができる。

種子が商業的に興味深い植物をもたらす可能性が高いかどうかは、種子の発芽に基づいて決定され得る。したがって、種子は、種子を発芽させるために発芽条件に供される。種子は幼根が見えるようになる段階まで発芽される。プライム処理に関して、幼根が既に種皮の外側に見えているならば望ましくないと考えられるため、これは種子のプライム処理とは著しく異なる。さらなる種子の配布中に非常にダメージを受けやすいため、種子の外側にそれらの脆弱な幼根を有する種子を有するプライム処理された種子バッチは通常廃棄される。一般的に、これは苗死の重要な原因である。しかしながら、本発明の方法においては、かかる種子は意図的に生産されそして選択される。それらは非常に穏やかにそして非常に正確に取り扱われ、植えられる。種子を発芽条件に供する前に種子がＸ線解析に基づいて予め選択されてもよい。

種子は例えば種子バッチの一部であってもよい。発芽条件に供される種子は、プライム処理された種子またはＸ線選択された種子であってもよい。種子をプライム処理する工程は当技術分野で公知であり、植物が成長する気候帯に依存する。種子は、休眠を打破するために水および所望により光で通常プライム処理される。

種子は、任意の適切な培地中または上で発芽してもよい。好ましくは、培地は種子から出てくる幼根の目視検査を可能にする。一実施形態では、種子は液体中で、カセット中で、メッシュ中で、タブレット上で、シート上で、マット上で、またはテープ上で、発芽される。種子発芽に必要とされる水、栄養および酸素は、液体、カセット、メッシュ、タブレット、シート、マットまたはテープに適切に適用される。テープが使用される場合、種子はその後巻き取られてもよいテープに適用される。種子は、この巻き上げ状態で発芽条件に供される。種子、または種子バッチの場合少なくとも種子の一部がいったん発芽すると、テープを巻き戻すことができ、発芽した種子または複数の種子の選択は種子または複数の種子がテープ上にまだ存在しているときに行われ得る。選択手段の種類に応じて、出現する幼根が見えることが必要とされてもよい。この場合、種子は透明テープ上で発芽してもよい。

一実施形態では、種子は、コントロールされた気候チャンバーにおける発芽条件に供される。コントロールされた気候チャンバーは温度、照明、ガス組成、湿度などの気候条件などがコントロールされ得る閉鎖空間である。したがって、種子を発芽させるための最適条件を作り出すことができる。好ましくは、コントロールされた気候チャンバーは冷蔵庫の大きさに匹敵する大きさを有するコンパクトなチャンバーである。かかるコンパクトなサイズの利点は、播種向けの種子を選択することから、選択された種子を播種することおよびそれらの植物を成長させることまでの全工程がこれらの施設で実施され得るように、チャンバーを植物栽培者の施設に容易に配置することができることである。

種子はコントロールされた気候チャンバーでプライム処理されてもよく、その場合発芽を開始する前に種子は乾燥される必要がない。

好ましくは、種子は、種子を発芽させるのに最適な理想的な発芽条件に供される。種子の発芽に最適な条件は植物栽培者によって容易に決定され得、かつ作物、品種、用途等に依存する。理想的または最適な発芽条件は最適な発芽を確実にし、したがって発芽した種子生じる植物の成長を均一にする。均一な成長は、特定の時点で同一のサイズを有し、かつ／または果実の所望の数および／またはサイズを含む、改善された数の植物に寄与する。種子のピリング（Ｐｉｌｌｉｎｇ）、コーティング（ｃｏａｔｉｎｇ）および／または消毒はもはや必要ない。コントロールされた気候チャンバーが種子を発芽させるのに最適な条件で使用される場合、種子バッチの発芽は１００％の発芽、すなわち種子バッチにおけるすべての種子が発芽する、を達成するように改善されてもよい。より効率的であることに加えて、これはまた、食品の安全性と環境問題に対処する。コントロールされた気候チャンバーは特定の作物の種子の発芽に最適な条件で予めプログラムされていてもよい。

種子、または種子バッチの場合には種子の少なくとも一部がいったん発芽すると、種子は選択工程に供される。幼根が種子から出始めると、種子は発芽したと考えられる。選択工程は、種子を観察すること、種子が発芽しているかどうかを検出すること、および種子が発芽している場合には種子を選択することを伴う。発芽していない種子は廃棄されてもよい。発芽していなかったために廃棄される種子は、再び発芽条件および後の選択工程に供されてもよい。選択工程は、したがって、単一の種子を観察すること、単一の種子が発芽するかを検出すること、およびそれが発芽する場合に単一の種子を選択することを含んでもよい。しかしながら、選択工程は、複数の種子を観察すること、発芽した種子および発芽していない種子を検出すること、および発芽した種子を選択することを含んでもよいことも想定される。

発芽した種子は幼根の視認性および／または長さに基づいて選択される。本発明の文脈では、幼根の長さは最小値によって制限されない。一方で、幼根の最大長がある。発芽した種子の幼根が長すぎる場合、かかる発芽した種子が播種のために（自動的に）移されるときに、脆すぎる。また、幼根が長すぎる場合に発芽した種子の苗へのさらなる発達は妨げられる可能性があり：幼根が移動後に播種培地に最適に配置されない可能性がある。幼根の最大長は発芽した種子が属する植物種に依存する。発芽が観察され得るとすぐに発芽種子もまた、選択され得る。これはまた、例えば、種皮組成物および／またはその構造における変化を通して観察され得る。所定の基準を満たす発芽した種子は、これらは商業的に興味深い植物をもたらす可能性が高いため、播種向けの種子である。

一実施形態では、発芽した種子の幼根の最大長は、優先度の昇順で３０ｍｍ、２５ｍｍ、２０ｍｍ、１５ｍｍ、１４ｍｍ、１３ｍｍ、１２ｍｍ、１１ｍｍ、１０ｍｍ、９ｍｍ、８ｍｍ、７ｍｍ、６ｍｍ、５ｍｍ、４ｍｍ、３ｍｍ、２ｍｍ、または１ｍｍである。

別の実施形態では、本発明の方法およびシステムの手段により選択された種子は、以下の属に属する植物種からの種子を含むが、これらに限定されない：Ｓｐｉｎａｃｉａ、Ｌａｃｔｕｃａ、Ｓｏｌａｎｕｍ、Ｄａｕｃｕｓ、Ｃｕｃｕｍｉｓ、Ｃｕｃｕｒｂｉｔａ、Ｅｒｕｃａ、Ｂｒａｓｓｉｃａ、Ｒａｐｈａｎｕｓ、Ａｐｉｕｍ、Ｃｉｃｈｏｒｉｕｍ、Ｐｈａｓｅｏｌｕｓ、Ｂｅｔａ、Ｖａｌｅｒｉａｎｅｌｌａ、Ｄｉｐｌｏｔａｘｉｓ、Ａｌｌｉｕｍ、Ａｓｐａｒａｇｕｓ、Ｆｏｅｎｉｃｕｌｕｍ、ＣｉｔｒｕｌｌｕｓおよびＦｒａｇｒａｒｉａ。これらの植物種のいずれかからの発芽した種子は、成長向けの種子として分類されるために前述の最大の幼根長のいずれかを有してもよい。

本発明は、種子の選択のための方法およびシステムを提供する。種子は、保護外被、種皮に囲まれた植物胚として定義され得る。発芽中、胚は水を吸収し、より短いまたはより長い休眠期間の後に再び成長し始める。発芽のこれらの初期段階の間に、胚組織はゆるみ、種皮は通常分裂してより多くの水分が胚に到達し浸透することを可能にする。再水和が完了すると、発芽のさらなる代謝過程が始まり得る。

発芽した種子の選択はイメージング手段を使用することにより適切に行われる。イメージング手段は、種子から出てくる幼根が検出され得る種子の１以上のイメージが形成されるように構成される。１以上のイメージからの情報はイメージング手段内で、および／またはイメージング手段に接続された他の手段により処理される。イメージ情報の処理は、視認性および／または幼根の長さなどの所定の基準との比較を含む。イメージ情報が所定の基準を満たす場合は、イメージが取得された種子が選択される。例えば、イメージは特定のサイズの幼根を有する種子から得られる。このサイズの幼根は、所定のサイズと比較される。幼根のサイズが所定のサイズを満たす場合は、イメージが取得された種子が播種向けの種子として選択される。所定のサイズよりも長い幼根サイズを有する種子は選択されないだろう。幼根の所定のサイズは、作物間および１つの作物の品種間で変化することがある。適したイメージング手段は当業者により選択され得、かつ、種子のタイプに依存することがある。１０^−１２から１０^−３メートルの波長範囲を有するイメージング手段が一般的に適切であると考えられる。好ましくは、イメージング手段は１以上のカメラまたはＸ線装置を含む。カメラはハイパースペクトルの、マルチスペクトルの、赤外の（ＩＲ）、サーマルのまたは、ＲＧＢイメージングを可能としてもよい。最も好ましくは、イメージング手段は、１以上の２Ｄ−カメラおよび／または３Ｄカメラまたはそれらの組み合わせを含む。

発芽した種子の選択は、所定の基準を満たす種子を選択することによりおよび／または所定の基準を満たさない種子を廃棄することにより実施されてもよい。種子は、種子を取り上げる手段、種子をある方向に押すまたは吹き付ける手段、および／または種子を吸い上げる手段などの、種子を取り扱うための手段を使用することにより選択されてもよい。種子がテープ上に存在する場合、種子は、種子をテープから打ち抜くことによって選択されてもよい。

選択工程は単一のイメージまたは複数のイメージの形成を含んでもよい。例えば、第一のイメージは、種子が発芽されるか否かを検出するために作成され得、かつ第二のイメージは、種子取り扱い手段が種子または正しい種子を取り上げたかどうかを決定するために作成されてもよい。この場合、第二のイメージがコントロール工程として機能する。

選択された種子は保存または直接播種され得る。当該方法は、したがって、選択された種子を播種することをさらに含んでもよい。選択された種子は、例えば、トレイ中、寒天上、プレスされたポットまたはロックウール中に直接播種され得る。有利には、選択された種子は、それが存在する培地中／上で選択された直後に播種される。好ましくは、播種は播種機またはロボットを使用して実施される。播種機は従来技術において知られている。

本発明の結果、商業的に興味深い植物となる可能性の高い種子のみを播種する必要がある。これは、成長している植物に関連するスペース、労力および廃棄物並びに植物の輸送を大幅に低減する。さらに、種子を発芽させるために最適な発芽条件を生成できるコントロールされた気候チャンバーを使用することは、いくつかのさらなる利点を提供する。例えば、より高い均一性に達し、かつ、種子を最終生成物に成長させる時間を低減することができるため、最終生成物を形成する植物のバッチの品質は改善される。特に、種子ピルまたはコーティングにおいて種子を提供する必要はもはやないからである。

特定の実施形態では、種子はコントロールされた気候チャンバーにおいて発芽条件に供され、かつ発芽した種子は、カメラならびにテープから種子を打ち抜くための手段、種子を取り上げるための手段、種子を押すための手段、種子を吹き付けるための手段および種子を吸い上げるための手段などの種子を取り扱うための手段を使用することにより選択される。

別の特定の実施形態では、透明なテープ上の種子または複数の種子はコントロールされた気候チャンバーにおいて発芽条件に供され、発芽した種子もしくは発芽していない種子、または複数の発芽した種子および発芽していない種子を含む透明なテープを得、発芽した種子もしくは発芽していない種子、または複数の発芽した種子および発芽していない種子を含む透明なテープを１以上のカメラにさらして、発芽した種子（複数可）および／または発芽しない種子（複数可）を観察し、かつ透明なテープから発芽した種子（複数可）を打ち抜くことにより発芽した種子（複数可）を選択する。好ましくは、種子または複数の種子が発芽条件に供されるときに、種子（複数可）を含む透明なテープは巻き上げられかつ、発芽した種子（複数可）および／または発芽しない種子（複数可）が１以上のカメラにさらされるときに、種子（複数可）を含む透明なテープは巻き戻される。

好ましくは、種子を発芽させるための手段は、上述のコントロールされた気候チャンバーを含む。コントロールされた気候チャンバーは液体中、カセット中、メッシュ中、タブレット上で、シート上で、マット上で、またはテープ上で、特に透明なテープ上で種子を収容するように配置される。例として、液体中の種子を含むチューブは、前記チューブを収容するように配置されたホルダ内に配置されてもよい。チューブホルダはコントロールされた気候チャンバーにおいて１以上の棚に配置されてもよい。種子または複数の種子を含むカセットまたはテープはまた、１以上の棚に配置されてもよい。代替的に、テープの役割は、コントロールされた気候チャンバーに取り付けられた締結手段において配置されてもよい。

コントロールされた気候チャンバーは種子の発芽に最適な条件を提供するようにさらに配置される。種子の発芽についての最適条件は、作物および／または、品種に依存して変化し、かつ当業者は容易に決定することができる。好ましくは、コントロールされた気候チャンバーは特定の作物、または品種の種子を発芽させるのに最適な条件で予めプログラムされている。この点で、コントロールされた気候チャンバーにおける種子の発芽に最適な条件の設定は、コントロールされた気候チャンバー上で手動で操作されてもよいし、コントロールされた気候チャンバーに接続されたコンピューターにより自動化されてもよい。コンピューターはローカルコンピューターであってもよいし、リモートコンピューターでもよい。

好ましくは、選択するための手段は、上述のイメージング手段を含む。システムは、播種手段をさらに含んでもよい。

システムは少なくとも部分的に自動化されている。好ましくは、選択手段は自動化されている。

本発明はさらに、播種向けの種子の選択のためのイメージング手段の使用に関する。好ましくは、イメージング手段は、上述の通り、１以上のカメラ、特に１以上の２Ｄおよび／または３Ｄ−カメラ、および／または１以上のＸ線装置を含む。カメラはハイパースペクトルの、マルチスペクトルの、赤外の（ＩＲ）、サーマルのまたは、ＲＧＢイメージングを可能としてもよい。

さらに本発明は、種子バッチから得られる植物の割合を増加させる方法であって：
ａ）幼根が目に見えるようになるまで種子を発芽させる発芽条件に種子バッチの種子を供すること；
ｂ）視認性および／または幼根の長さに基づいて発芽される種子を選択すること；
ｃ）選択された種子だけを播種すること；および
ｄ）播種した種子から植物を成長させること
を含む、方法に関する。

この方法では、上述の説明に従って種子は発芽条件に供され、かつ選択される。選択された種子は、当該分野における標準的な方法に従って、播種され、そして植物はそこから成長する。

図１は、本発明の方法の概略的な概要を示す。パネルＡにおいて、カセット上に巻き付けられた種子テープを含むコントロールされた気候チャンバーが示される。種子は種子テープ上に固定されている。パネルＢでは、種子テープはカセットからほどかれ、種子はカメラを通して一つずつ分析される。パネルＣは、巻かれていない種子テープの一部からの上からの図を示す。この図から、種子の幼根がまさに見えてきたかどうかが決定され得る。チェックマークが付いているのは、種子が播種および植物への成長に適していることを示す。十字形が付いているのは、種子が播種および植物への成長に適していないことを示す。

以下の実施例は本発明を説明するものであるが、決して本発明を限定することを意図するものではない。

キュウリの種子（品種Ｐｒｏｌｏｏｇ）は、種子テープに固定し、カセットに巻き付けられた。種子テープを含むカセットをその後コントロールされた気候チャンバーにおいてインキュベートした。このキュウリ品種の最適条件に設定を調整した。２日後、カセットをコントロールされた気候チャンバーから除去し、種子を１つずつ分析した。合計で１００種子を解析した。このうち７２の種子を植栽に適しているとみなした。合計で１５種子がさらなる処理のために長すぎる幼根を有することが見いだされた。残りの１３種子は、発芽を全く（まだ）示さず、この段階での植栽に選択されなかった、すなわち、幼根は解析の時点では見えなかった。植栽に適しているとみなされた種子をテープから除去し、適切な堆肥を有するポット内に置いた。長すぎる幼根を有するとわかった種子は廃棄した。発芽しなかった種子もまた廃棄した。

Claims (28)

1. 播種向きの種子を選択する方法であって、該方法が：
   ａ）幼根が目に見えるようになるまで種子を発芽させる発芽条件に種子を供すること；および
   ｂ）視認性および／または幼根の長さに基づいて播種向きの種子として発芽した種子を選択すること、
   ここで、発芽していない種子は播種向きではない、
   を含む、方法。
2. 種子バッチから得られる植物の割合を増加させる方法であって、該方法が：
   ａ）幼根が目に見えるようになるまで種子を発芽させる発芽条件に種子バッチの種子を供すること；
   ｂ）視認性および／または幼根の長さに基づいて播種する発芽した種子を選択すること；
   ｃ）選択された種子だけを播種すること；および
   ｄ）播種した種子から植物を成長させること
   を含む、方法。
3. 発芽条件に供される種子、または複数の種子が、プライム処理された種子またはプライム処理された複数の種子である、請求項１または２に記載の方法。
4. 選択された種子を播種することをさらに含む、請求項１または３に記載の方法。
5. 種子または複数の種子が液体中で、カセット中で、メッシュ中で、タブレット上で、シート上で、マット上で、またはテープ上で発芽する、請求項１−４のいずれか一項に記載の方法。
6. テープが透明なテープである、請求項５に記載の方法。
7. 種子または複数の種子を発芽条件に供する工程がコントロールされた気候チャンバーにおいて実施される、請求項１−６のいずれか一項に記載の方法。
8. 発芽した種子または複数の発芽した種子の選択が、種子または複数の種子を観察すること、種子または複数の種子が発芽するか、または発芽しないかどうかを検出すること、ならびに種子または複数の種子が発芽される場合に発芽した種子または複数の種子を選択することを含む、請求項１−７のいずれか一項に記載の方法。
9. 発芽しない種子、または複数の種子を廃棄することをさらに含む、請求項８に記載の方法。
10. 発芽した種子または複数の発芽した種子が、幼根がただ見えるだけの種子または複数の種子である、請求項１−９のいずれか一項に記載の方法。
11. 発芽した種子または複数の種子の選択がイメージング手段を使用することにより実施される、請求項１−１０のいずれか一項に記載の方法。
12. イメージング手段がカメラまたはＸ線装置を含む、請求項１１に記載の方法。
13. カメラが、２Ｄまたは３Ｄ−カメラである、請求項１２に記載の方法。
14. 種子または複数の種子がコントロールされた気候チャンバーにおいて発芽条件に供され、かつ発芽した種子または複数の発芽した種子がカメラおよび種子を取り扱うための手段を使用することにより選択される、請求項１−１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 取り扱い手段が、テープから種子を打ち抜くための手段、種子を取り上げるための手段、種子を押すための手段、種子を吹き付けるための手段および種子を吸い上げるための手段からなる群から選択される、請求項１４に記載の方法。
16. 播種向きの種子を選択するためのシステムであって：
    ａ）種子を発芽させるための手段；および
    ｂ）播種向きの発芽した種子を選択するための手段
    を含む、システム。
17. 種子を発芽させるための手段がコントロールされた気候チャンバーを含む、請求項１６に記載のシステム。
18. コントロールされた気候チャンバーが、液体中で、カセット中で、メッシュ中で、タブレット上で、シート上で、マット上で、またはテープ上で、種子を収容するために配置される、請求項１６または１７に記載のシステム。
19. 選択するための手段がイメージング手段を含む、請求項１６−１８のいずれか一項に記載のシステム。
20. イメージング手段がカメラおよび／またはＸ線装置を含む、請求項１９に記載のシステム。
21. カメラが２Ｄまたは３Ｄ−カメラである、請求項２０に記載のシステム。
22. 選択するための手段が、テープから種子を打ち抜くための手段、種子を取り上げるための手段、種子を押すための手段、種子を吹き付けるための手段および／または種子を吸い上げるための手段をさらに含む、請求項１６−２１のいずれか一項に記載のシステム。
23. 播種手段をさらに含む、請求項１６−２２のいずれか一項に記載のシステム。
24. システムが少なくとも部分的に自動化されている、請求項１６−２３のいずれか一項に記載のシステム。
25. 選択するための手段が自動化されている、請求項２４に記載のシステム。
26. 播種向きの種子の選択のためのイメージング手段の使用。
27. イメージング手段がカメラおよび／またはＸ線装置を含む、請求項２６に記載の使用。
28. カメラが２Ｄまたは３Ｄ−カメラである、請求項２７に記載の使用。

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