农产品微量筛选方法和装置制造方法及图纸

一种用于评价至少一种化合物对植物的生物学活性的方法，该方法包括 （ａ）将一种植物生长培养基、至少一种待评价的化合物，和至少一粒种子放入其沿水平方向的横截面积不大于１ｃｍ↑［２］的容器中，并使其相互接触，所述至少一粒种子是可以萌发成选自下列种属的植物的种子：藿香蓟属，拟芥南属、芥南属、蒿属、Ａｓｒｏｓｔｉｓ、Ｂｒｏｗａｌｌｉａ、荠菜属、鞘蕊花属、蒲苇属、狗牙根属、Ｃｙｐｅｒｕｓ、毛地黄属、马唐属、鲫鱼草属、旋覆花属、Ｉｐｏｍｏｐｓｉｓ、Ｌａｅｖｉｓ、浮萍属、烟草属、酢浆草属、黍属、矮牵牛属、桔梗属、Ｒｅｃｔａ、漆姑草属、神圣亚麻属、Ｔｈｙｍｏｐｈｙｌｌａ和百里香属； （ｂ）保持含有培养基、至少一种化合物和至少一粒种子的容器处于这种条件，即在缺少所述至少一种化合物时，该条件可使所述至少一粒种子萌芽，而且所得到的植株可以生长，和 （ｃ）评价所得到的萌芽率和植株生长。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
一般来说，通过筛选受试化合物对生长在土壤中的完整植物的生物学活性(“温室”试验)，或通过筛选受试化合物在体外对特定目标酶或其它酶的抑制作用(“体外”试验)来鉴定除草剂候选物。在温室试验中，将试验化合物喷洒在含有未萌芽种子的土壤上(芽前使用)或喷洒在植株自身上(芽后使用)。温室试验在预测某种化合物在用于大田时的除草活性方面有很高的成功率。另外，温室试验可同时检验出各化合物基本上影响所有除草作用的可能模式。换句话说，温室试验具有高信息含量。不过，温室试验费时且占用空间，每种试验化合物需要2周时间和占有2ft2的温室空间。而且，还要投入大量的劳力来准备、管理、喷洒和记录这些试验。另外，要用10-60mg的试验化合物，以评价其在正常使用比例下的可能除草活性。对大量试验化合物如此要求势必使待试验化合物的合成或获得造成了明显的局限。相反，在体外试验中，通常只要试验受试化合物对特定目标酶或蛋白的影响即可。所述目标酶通常是提取的蛋白，并在体外试验其对所述受试化合物的反应。另外，所述目标酶是在替代微生物中表达的，并通过其对该微生物生长或代谢的影响试验其反应。在每种情况下，这种试验均明显优于温室试验，其优势包括需要更少的空间、劳力、时间和化合物。不过，将上述试验的值用于预测在自然条件下的除草活性却会受到限制，这是因为完整植物的特有过程的复杂性，及对其了解甚少造成的，所述过程是体外或替代微生物所缺乏的。目前尚无法准确预测受试化合物的摄取、移位和代谢过程，必需通过评价对完整植株的影响凭经验进行确定。而且，体外筛选仅能筛选受试化合物对一种或少数几种目标的作用，因此，对每种新的目标都要进行独立试验。需要一种筛选化合物的除草剂活性的方法，该方法综合了温室筛选的高信息含量和良好预测质量与体外筛选的较少空间、费用和化合物投入量的优点，其中，将全植株反应作为试验对象可以高效率筛选受试化合物。Dornbos和Spencer在24孔组织培养板上检验了3种杂草(紫苜蓿、多花黑麦草和苘麻)的萌芽及早期幼苗生长情况(Dornbos，D.L.Jr.和Spencer，G.F.J.Chem.Ecol.(1990)，16，339-351)。上述板上的孔是筒形的，直径约为1.6cm，高度为1.7cm，总体积约为3.4cm3。每孔装有1ml用水配制的0.5％琼脂。将溶于1mL溶剂(99％己烷，1％三氯甲烷)中的不同量的受试化合物加至所述琼脂的表面，然后使溶剂蒸发。将种子放置在琼脂上，并于3日后检测种子萌芽及幼苗长度。该试验于种子种在琼脂上3日后结束，此时，幼苗生长仍在很大程度上取决于种子的保存。因此，短期生长很可能不能检测出某些类型除草剂的破坏性，因这些除草剂只影响早期幼苗生长并不需要的光合作用或其它过程。专利技术概述本专利技术涉及一种测试至少一种化合物对植物的生物学活性所用的方法和装置，该方法包括(a)将一种植物生长培养基、至少一种待测试的化合物和至少一粒种子放入一个沿水平方向的横截面积不超过1cm2的容器中，并使它们彼此接触，所述至少一粒种子是可萌发成一个植株的种子，所述植株种属选自藿香蓟属，拟芥南属、芥南属、蒿属、Asrostis、Browallia、荠菜属、鞘蕊花属、蒲苇属、狗牙根属、Cyperus、毛地黄属、马唐属、鲫鱼草属、旋覆花属、Ipomopsis、Laevis、浮萍属、烟草属、酢浆草属、黍属、矮牵牛属、桔梗属、Recta、漆姑草属、神圣亚麻属、Thymophylla和Thymus，(b)使所述装有培养基、至少一种化合物和至少一粒种子的容器保持条件是在没有所述至少一种化合物的条件下，所述至少一粒种子可以萌芽，而且所产生的植株可以生长，和(c)评价由此产生的萌芽情况及植株生长情况。在该方法中，优选所述至少一粒种子是可以萌芽成选自下列种属的植株拟芥南属、Asrostis、Browallia、鞘蕊花属、毛地黄属、马唐属、鲫鱼草属、旋覆花属、烟草属、酢浆草属、黍属和矮牵牛属。在该方法中最好使用可萌芽成选自下列一组植株的种子拟芥南、Browallia speciosa、鞘蕊花属blumei、马唐、烟草和碧冬茄。本专利技术方法还包括每次将一粒，而且仅仅是一粒种子机械化植入若干上述许多容器的每一个中，种子选自上述的组，这样使每粒种子与一种植物生长培养基和一种待测试化合物接触，使每个容器维持这样的条件在没有所述化合物时，所述种子可萌芽成单株，而且所得到的植株可以在容器中生长。该方法还包括每次将一粒，而且仅仅是一粒种子自动机械化植入上述容器的每一个中。本专利技术方法还包括通过由至少一个流化种子床提供种子，提供多个垂直的空心管的方式，实现上述自动化机械播种，上述每一个管的下端有一个开口，其最大尺寸小于种子的最小尺寸，每一个管中均有用于控制该管空心部分压力的装置，使其小于、等于或大于该管外面的空气压力，每个管中的空气压力可独立控制，相对所述至少一个流化种子床将所述多个管定位，使所述多管的下端，部分地没入所述至少一个流化种子床中，控制每个管中的空气压力，以便在每个管中产生足于将一粒种子截留并保持在每个管的下部开口处的真空，将所述多管相对所述容器的位置加以调整，使每个管的下端位于一个容器内，其位置大致处于每个容器的水平横截面中央，低于该容器的顶部高度，但高于该容器中所有内含物的高度，控制每个管中的空气压力，以消除真空，并在每个管中产生高于管外之压力、足于将种子释放并排入相应容器中。该方法还包括在种子被排入每个容器之前将一种物质放入其中，该物质在接触种子之后可抑制或阻止种子的进一步运动，还可抑制或阻止由所述管中过高空气压力所产生的空气流将种子排出容器的情况。本专利技术方法还包括检测是否每个容器中已植入了一粒，而且仅有一粒种子，并纠正被证实播种了并非含有一粒，而且非仅为一粒种子的任何容器。该方法还包括通过光学扫描技术自动完成上述检测过程。本专利技术还包括用于实现上述方法的装置，下面将对该装置作更详细地说明。附图的扼要说明附图说明图1A-F。CO2浓度对生长于微量滴定板上的7个不同品种的影响。在每幅图中标出了植物的种类。在标明的CO2浓度下将平板在有机玻璃室内维持12天，马唐属例外，仅将其维持7天。在经过上述培养期以后，测定植株中的叶绿素含量。将每个幼苗的叶绿素含量的平均值(-■-)和变异系数(-●-)作图。每个数据点使用32-48个单株的幼苗。上述实验表明，较高的CO2浓度对于大多数测试品种的种子萌芽(平均值)和植物生长均匀性(变异系数)来说具有正面影响。图2.生物量及叶绿素测定的相关性。对来自一个14日龄的微量筛选板的95个拟芥南属植株的生物量及叶绿素进行测定。每个数据点代表一个植株。图中直线是用线性模式通过最小二乘回归法计算出来的，其相关系数r2＝0.91。如图所示，植物生物量与叶绿素含量之间有很强相关性，确认叶绿素测定为植物生长的一项有效指标。图3A和3B。通过叶绿素和生物是测定测出的chlorsulfuron和达草灭对拟芥南属的影响。让植物在微量筛选中于标明的chlorsulfuron和达草灭浓度下生长14天。然后测定各单株的生物量。然后将植物放回孔中并测定其叶绿素含量。每个点代表8个重复样品的平均值，而误差带表示该平均值的标准误。从图中可以看出，由生物量测定得出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：A·K·布海德，M·K·科佩，T·卡斯帕，K·E·迪尔，C·L·布施，小T·W·弗伦泽，小L·G·罗萨尼奥，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：