植物育种制造技术

植物育种的方法，包括在盛有同样特征生长基的容器阵列中种植某一物种的植物，其环境条件为具有受控气候条件和受控的营养物与灌溉水供应，以及根据需要在该环境内部改变容器位置以确保将容器中的所有植物至少充分均一地暴露于该环境。也提供了在温室环境中对开放传粉植物进行育种的方法。

【技术实现步骤摘要】
植物育种本申请是申请日为2004年2月5日、申请号为200480003671. 8、专利技术名称为“培育植物，，的专利技术专利申请的分案申请。本专利技术涉及植物育种，特别是涉及育种过程中植物生长的条件。植物育种(breeding) —般以在给定物种的植物中形成基因型变异而开始。基因型变异的形成依赖于遗传改变的产生，所述遗传改变可通过包括通过经典杂交的重组、化学诱变、放射诱导的突变、体细胞杂交、种间杂交和基因工程的技术获得。基因型变异形成之后，进行对那些具有最合乎需要的农学表型的基因型的挑选。植物育种中，挑选那些具有最合乎需要的农学表型的基因型的过程，典型地是在如下的田地里进行该田地由几小块土地组成，每一小块典型的是由至少几平方米组成，或具有足以种植至少数十个植株的面积。以统计学上合理的方式对表型的评估需要每一基因型在几个不同的(典型的是不少于三)小块土地中种植，并评估其表型。甚至在田地实验开始前，植物育种者需要充足的种子以种植出所需数目的进行实验的植株。给定基因型的种子经常只能获得少量，因此实验开始前经常需要产生较多的种子。种子产生典型的是通过种植植物(有时是多代)以获得需要的种子数量而完成田间规模的实验。为了育种的成功，必须检测足够数目的遗传变异以确认庞大数目中的少部分是农学上适合的。挑选基因型的方法必须对探测不同基因型之间的表型差异有充分识别力，并需要一套足够详细而能充分描述所观察到的表型的参数作为基础。表型(基于例如生长习性、产量潜力和应激抗性结果)是基因型本身(基因型相关的表型)和环境(环境相关表型)导致的结果。环境相关的表型受由诸如温度、湿度、光照、营养和供应的变化而引起的生长环境的变化的影响。使表型引导的对所需基因型的挑选变得模糊的重要因素是环境相关表型成分的改变。当基于表型的育种在田间进行时，绝大多数环境变化来自植物生长的土壤的非统一性。土壤组成、土壤的物理性质、营养的可利用性、水和微生物性土壤习居菌的存在可以在天然土壤的短距离间发生改变。避免缘于土壤异质性的变化的一种方式是使植物生长在含有较好限定的基质例如盆载土壤(potting soil)、蛭石或矿棉(rock wool)的容器(罐、盘等)中。植物在指定基质上的生长通常在温室中完成，以便给予植物的水和营养物的量可以控制。在这些条件下种植植物显著减少了环境性的变化。然而，甚至当植物生长在装备有气候控制系统(制热、制冷、通风、湿度控制系统)和营养/水传送系统的温室中时，环境条件仍然根据温室内部的几何位置而有变化。这一环境变化可缘于植物与用于气候控制和营养/水传送的装置例如制热元件、制冷元件、窗户、门、喷雾装置、通风设备、水入口和水出口的位置远近的差异。生长在温室中的植物可以自动化操作，因为它们通常生长在易于被从自动装置上移来移去的罐中。当在温室环境中对开放传粉植物如玉米进行育种时，限制环境内部花粉的流动很重要。无法这样做，会并非所愿地引起环境内部出现的不同遗传特征的混合。玉米，一种开放传粉植物，在温室环境中生长的传统方式，涉及通过覆盖植株的雌性部分而限制花粉流动的必要性。在玉米的情形中，每一雌性器官(具有延伸性穗丝的穗)被(纸)包覆盖以防止花粉和这些部分的接触。通过去掉这些包以暴露雌性部分，然后摇动邻近雌性器官的穗 (玉米植株的雄性器官)，而以可控方式进行授粉。这一过程产生了授粉效率的相当大的可变性，不仅是因为所用的花粉的数量和质量的变化，而且是因为有关确定授粉时间的困难， 原因是雌性器官处于授粉最佳状态的可利用时间很短。因此，关于在温室环境中对开放传粉植物进行育种的传统方法存在很大问题。本专利技术的一个目标是提供植物育种的改进性方法。本专利技术的另一个目标是提供植物育种的改进性方法，其中植物育种可应用比传统育种方法更少的种子数量来进行。本专利技术的另一个目标是克服部分上述问题和提供用于在温室环境中对开放传粉植物进行育种的改进性方法。我们目前已发现通过改变生长植株在温室中的位置可显著减少环境相关的表型对表型分型(phenotyping)结果的影响。环境相关的表型对表型分型结果的影响，可通过使植物在具有受控气候条件和受控的营养和灌溉水供应的环境中生长于相同特征的生长培养基上而进一步减少。本专利技术因此在一个方面提供了植物育种的方法，包括在一定的环境中在盛有相同特征生长培养基的容器阵列中种植某一物种的植物，该环境为具有受控气候条件和受控的营养物与灌溉水供应，以及根据需要在该环境内部改变容器位置以确保将容器中的所有植物至少基本均一地暴露于该环境条件。根本本专利技术的方法优选包括鉴别植物在生长周期中每隔一段时间的表型特征如生长、产量和对非生物性应激的抗性的进一步的步骤。例如，植物可肉眼评估，或通过应用适当的设备而被评估。如果需要，可应用算法选择和评估信息并对结果进行统计学分析以鉴别性状优势(trait leads) 0也优选通过比较植物的表型特征而挑选植株，用于进一步的育种或商业应用。本文中所用“包含”包含“包括”的意思和“基本由......组成”的意思。根据本专利技术的方法中，容器的位置可连续或或每隔一段时间地改变。在优选方法中，它们一定程度地以由操作者根据对植株生长特征的观察而预设的时间间隔来改变。容器在环境内部的位置可以最高至两周的时间间隔而被改变，优选六小时到两周，更优选一天到一周的时间间隔。优选容器在环境内部的位置自动改变。一种优选的装置支撑了含植株的罐的形式的容器阵列。虽然植株能以一个大罐，或在盘中，或在由物理相连的罐组成的盘中数个个体的方式种植，但优选每一罐中种植一个植株。适合在根据本专利技术的方法中应用的设备优选包括传输装置，容器以水平放置的均一阵列而被支持于其上。传输装置优选地包含多个共同延伸的(co-extensive)储存传输机，其每一个都包含“U”型槽，槽底装有平放的带子，并包含转运传送装置。优选所述的带子在槽中通过发动机如电发动机移动。在本文下面所描述的一种优选设备中，提供了能在特定的槽前面自行定位的往复自动装置(Shuttle robot)，自动装置中的发动机可被开启以在槽中向前或向后拉动带子，从而进行容器进出槽的运送。槽末端与转运传送器连通通， 以便容器可进行槽到槽的前后运送以及到阵列中特定区域的前后运送。优选地，使发动机连续或每隔一段时间移动，时间间隔例如从六小时到两周，更优选从一天到一周。因此，储存传输机可通过发动机装置移动，以朝着第一转移位置(transfer station)移动该储存传输机上支撑的一排容器，在第一转移位置处，这一排容器最末端的一个被转移到转运传送装置，操纵转运传送装置以将其上支撑的容器移动到第二转移位置，而操纵另一个储存传输机的发动机装置来收集(colect)容器。在某一优选的安排中，转运传送装置被安排以便容器以直线路径从第一提到的储存传输机转运到第二储存传输机。在另一安排中，转运传送装置被安排以使容器以闭合路径从第一提到的储存传输机转运到第二储存传输机，例如可采用旋转桌，而如果这样，数个容器可被放于其上，并以随机顺序从那里被移去而被送到了第二储存传输机。在根据本专利技术的方法中，容器根据容器中植株所占体积而被尽可能紧密地放置在一起。根据本专利技术的方法具有多种优势。它使影响植株表型并因此干扰了对目的基因型相关表型的挑选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·迪伦，P·勒琼，W·布罗克特，F·莱恩斯，
申请(专利权)人：作物培植股份有限公司，
类型：发明
国别省市：