改善的植物育种方法技术

本发明专利技术一般地涉及改善的植物育种系统。更具体地，本发明专利技术涉及用于育种程序中自动化、高通量分析植物表型和植物基因型的方法。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2009年9月16日、专利技术名称为“改善的植物育种方法”的中国专利申请200980136161.0(国际申请号PCT/EP2009/061985)的分案申请。
本专利技术一般地涉及改善的植物育种系统。更具体地，本专利技术涉及用于育种程序中自动化、高通量分析植物表型和植物基因型的方法。专利技术背景植物育种程序要求分析巨大数目植物的表型。这些分析涉及测量类型众多的植物特征，包括植物形态、疾病和环境胁迫耐受性、种子品质和产量。除了评价表型外，育种程序还经常需要确定基因型，例如旨在鉴定与特定表型相关的DNA标记或旨在证实转基因植物中存在转基因。因此，提取植物基因组DNA也可能是必需的。传统上，育种程序中表型的分析通过目视评价和手工测量形态学特征实施。然而，因为必须进行评价的植物的数目巨大和早期评价植物时差异细微，该过程是极费时间的，因而限制了可以分析的植物的数目。已经做出初始尝试来通过开发模式植物拟南芥(Arabidopsisthaliana)的评价方法使这种过程自动化。例如，Granier等人描述了由支撑浅盘的钢框架和能够根据软件程序运动的机械臂组成的系统，所述的浅盘带有支撑盆钵的孔(Granier等人,2002,NewPhytologist169:623-635)。拟南芥植物在生长箱中培育并且位移传感器、天平、灌溉管和照相机装在该机械臂上以对每个盆钵称重、灌溉和拍摄数字图片。Boyes等人描述了基于拟南芥中一系列定义的生长阶段用于表型分析的高通量方法，所述的生长阶段充当发育标志和收集形态学数据的触发器。用测径器或尺子或通过视检进行测量(Boyes等人.,2001,PlantCell13:1499-1510)。Wang等人描述红外热显影术作为非侵入性高通量工具用于筛选拟南芥卫细胞信号传导突变体的用途(Wang等人.,2004,J.Exp.Bot.55:1187-1193)。虽然已经开发了用于拟南芥的高通量筛选方法，作物物种的更大尺寸和形态复杂度限制了这些方法对作物物种育种程序的适应性。已经开发了适应于作物物种的表型分型系统的部件。例如，美国专利号5,253,302公开用于植物的自动光学分类的方法，在所述方法中每株植物的图像由彩色摄影机捕获。美国公开的申请号2005/0180608公开了使用用于表型功能分析的图像采集系统的植物生长分析系统。该植物生长分析系统具有传送许多所观察对象的机制，其中所述的对象反复地通过照相机。美国公开的申请号2007/0186313公开了用于快速评价玉米植物中转基因功能的方法。该方法使用定量的、非破坏性成像技术来评价统计相关的受控温室环境中的目的农学性状。美国专利号7,278,236公开用于非破坏地获得植物根系统图像的装置和方法。所述装置包括用于支撑植物根系统的基质、用于容纳该基质的容器、X射线辐射源和X射线图像捕获系统。植物成像系统的一个关键方面是转动植物以从几个不同角度捕获图像的能力。存在使植物绕固定转盘转动同时被拍照的系统。一些系统提供几台照相机用于以不同角度对植物照相。虽然已经开发了用于成像期间转动植物的方法，但是仍需要其中可以精确转动植物或成像装置而同时仍以高速度移动植物的系统。育种程序中的挑战之一是开发用于辨识和追踪正在评价的巨大数目植物的系统。已经开发了可能用于高通量表型筛选的几个追踪系统。美国专利号6,483,434公开了容器追踪系统，其包含用于追踪多个容器或载具的计算机系统。出于轻易追踪任何单个容器或载具的目的，将应答器安置在容器或载具的本体上。美国专利号7,403,855公开了追踪从培育地点如田野、培育床、试验地或温室长出和/或取得的各株植物的装置和方法。与各株植物相关的机器可读数据同对应植物保持密切关联。美国公开的申请号2004/0200146提供了与其中一株或多株植物正在生长的容器联合使用的装置。该容器已经使自身与装置关联，该装置用于接收查询信号并通过发射唯一标识符信号自动应答。EP1157961公开了容器辨识装置，其具有带发送器和接收器单元的询问装置，使用脉冲信号以询问标识信息。该标识信息由连接于该容器的标签提供，其中所述的容器起到表面波传感器作用。在开发用于自动化分析植物表型的系统中的另一项挑战是需要移动巨大数目的植物。已经开发了用于移动植物以产生植物的系统。美国专利号5,394,646公开了用于自动栽培作物的系统，该系统由用于以第一预定途径运送籽苗以允许在第一组受控生长条件下处理籽苗的第一结构、用于以第二预定途径运送籽苗以允许在第二组受控生长条件下处理籽苗的第二结构和用于将籽苗从第一结构选择性转移到第二结构上的结构组成。GB1576010提供了用于支撑材料或容器的装置，其中可以在所述材料或容器中培育植物以沿温室移动。该装置包含了形成路径的至少两条被隔开的平行轨道、安装在每条轨道上的用于沿轨道运动的滑行装置和用于支撑所述材料或容器的一个或多个细长载具构件。一个或多个载具构件是所述轨道的横向延伸的槽形式并且是沿轨道随所述滑行装置可移动的。美国专利号3,824,736公开了用于通过在传送机上移动植物穿过回廊而连续产生植物的方法，在所述回廊中维持严密受控的温度和湿度条件。该回廊由一系列模块单元形成，所述模块单元包括照亮的部分和变暗的部分。每个模块单元排列为构成一个24小时生长时期。美国专利号4,035,949公开了用于培育植物的设施，其包含多个包括无穷循环性支撑装置的连续、独立培养箱，其中在所述支撑装置上移动植物穿过所述箱内受控环境条件下的区域。美国专利号4,481,893公开了用于大量培育温室中籽苗的装置，用于自动操作包含盆钵的籽苗单元。该装置检查每个盆钵是否具有可接受的籽苗并且任选地将替换籽苗自动插入需要替换籽苗的任何盆钵。在确定植物表型中，关键是使环境差异最小化以确保育种系之间所观察的任何差异归因于遗传变异并且不单纯地由环境影响引起。在常规育种程序中，将植物在田间于几个不同地点培育以使每种基因型暴露于一系列不同的环境条件。另一种方法是将植物培育于受控环境如温室和生长箱中以提供更均匀环境条件。然而，几个参数如温度和光强度的差异仍经常出现。虽然在随机完全区组中培育植物可以帮助减轻环境差异的影响，但是这种方法要求培育每种基因型的几个植株。作为使培育区范围内环境差异最小化的替代，通过移动植物穿过该培育区提供更均匀的培育条件也是可能的。例如，美国公开的申请号200本文档来自技高网...

【技术保护点】
脱壳种子的方法，该方法包括a)提供至少一种种子和b)用种子脱壳装置处理所述种子，所述种子脱壳装置包括各自具有高摩擦力平坦表面的接受器‑块体组合，种子置于所述表面上，其中接受器或块体在压力下如此移动以释放外壳并且最小化对种子的损伤。

【技术特征摘要】
2008.12.23 EP 08172858.6;2008.09.16 US 61/097,2221.脱壳种子的方法，该方法包括
a)提供至少一种种子和
b)用种子脱壳装置处理所述种子，所述种子脱壳装置包括各自具有高
摩擦力平坦表面的接受器-块体组合，种子置于所述表面上，其中接受器或
块体在压力下如此移动以释放外壳并且最小化对种子的损伤。
2.根据权利要求1的方法，其中自动地调节或控制接受器或块体运动
的速度和压力。
3.根据权利要求1或2任一项的方法，其中所述接受器或块体的移动
包括转动、滚动或磨擦。
4.根据权利要求1－3任一项的方法，其中将所述至少一种种子自动
运送至种子脱壳装置或从种子脱壳装置中运出。
5.根据权利要求1－4任一项的方法，其中将所述至少一种种子和外
壳从脱壳装置运送至系统从而以自动方式分离种子与外壳，优选地，所述
方法还包括种子的计数、成像和/或评价物理和/或生物化学参数，优选地，
种子的计数、成像和/或评价以自动方式进行。
6.根据权利要求1的方法，其中至少一种种子和外壳从种子脱壳装置
移出后，目视或用成像装置检查接受器和块体以确保没有种子留下以防止
种子批次之间的交叉污染。
7.一种用于加工来自植物的至少一种种子的种子脱壳装置，所述种子
脱壳装置包括各自具有高摩擦力平坦表面的接受器-块体组合，所述至少一
种种子置于所述表面上，其中接受器或块体在压力下如此移动以释放外壳
并且最小化对种子的损伤。
8.根据权利要求7的装置，其中以自动化方式调节或控制接受器或块
体运动的速度和压力，优选地，所述接受器或...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·勒热纳，F·莱恩斯，C·范达尔，W·范卡内冈，
申请(专利权)人：巴斯夫植物科学有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE