用于从种子去除组织样本的自动化系统以及相关方法

摘要

本发明提供了具有自动化种子加载组件的种子采样系统，自动化种子加载组件包括种子箱且可操作以从种子箱内的多个种子分拣种子。该系统还包括可操作以从经分拣的种子去除组织样本的自动化种子采样组件以及可操作以将经分拣的种子从种子加载组件传递至种子采样组件的自动化种子传送组件。种子传送组件包括多个保持构件。保持构件中的每一个能够相对于种子加载组件和种子采样组件移动。种子传送组件可操作以将多个保持构件中的一个定位成邻近于种子加载组件以便接合经分拣的种子中的一个，而将保持构件中的另一个定位成邻近于种子采样组件以便将经分拣的种子中的另一个呈现给种子采样组件。

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年7月20日提交的美国临时申请号61/365,826的优先权（及其权益），该申请的全部公开内容被通过引用结合到本文中。

技术领域

本公开一般地涉及用于从例如种子等生物材料去除组织样本的自动化系统和方法。

背景技术

本节提供与本公开有关的背景信息，其不一定是现有技术。

在植物开发和改良中，通过选择性育种或遗传操纵来对植物进行遗传改良，并且当实现了期望的改良时，通过在几代内种植和收获种子来发展或增加商业数量。然而，不是所有收获的种子都表现出期望的特性，因此，需要将这些种子从一大批中挑选出来。为了加速积累种子数量的过程，可获取统计样本并进行测试以从种子中挑选未充分表现出期望特性的种子（或与统计样本相关联的种子群组）。

发明内容

本节提供本公开的一般概要，并且不是其完整范围或其全部特征的全面公开。

根据本公开的一方面，一种种子采样系统包括可操作以从种子箱内的多个种子分拣（singulate）种子的自动化种子加载组件、可操作以从经分拣的种子去除组织样本的自动化种子采样组件以及可操作以将来自种子加载组件的经分拣的种子传递至种子采样组件的自动化种子传送组件。种子传送组件包括多个保持构件。保持构件中的每一个能够相对于种子加载组件和种子采样组件移动。种子传送组件可操作以将多个保持构件中的一个定位成邻近于种子加载组件以便接合经分拣的种子中的一个，而将保持构件中的另一个定位成邻近于种子采样组件以便将经分拣的种子中的另一个呈现给种子采样组件。

根据本公开的另一方面，一种种子采样系统包括：自动化种子加载组件，其包括种子箱且可操作以从种子箱内的多个种子分离单独种子；自动化种子传送组件，其包括传送转架和安装在传送转架上的多排保持构件；以及自动化种子采样组件，其包括邻近于传送转架直线地设置的多个自动化采样器。多个自动化采样器中的每一个可操作以从种子去除组织样本。传送转架被配置成绕着轴线旋转以在采样器与种子加载组件之间传送多排保持构件。传送转架的旋转轴线基本上平行于由采样器的安排布置所限定的直线轴线。

根据本公开的另一方面，公开了一种用于从种子去除组织样本的自动化方法。该方法包括从多个种子分拣种子，使经分拣的种子与自动化种子传送组件的保持构件接合，使种子传送组件绕着轴线旋转以使保持构件和经分拣的种子移动至邻近于自动化种子采样组件的采样器的位置，并且在采样器处从经分拣的种子去除组织样本。

根据在本文中提供的描述，其他适用领域将变得明显。本概要中的描述和特定示例仅仅意图用于举例说明的目的，并且并不意图限制本公开的范围。

附图说明

本文所述的附图仅仅用于所选实施例而不是所有可能实施方式的说明性目的，并且并不意图限制本公开的范围。

图1是种子采样系统的透视图，其包括本公开的一个或多个方面且被配置成分拣种子并从经分拣的种子去除组织样本；

图2是图1的系统的种子加载组件的一部分的透视图，示出种子加载组件的种子箱和一对分离轮；

图3是图1的系统的种子加载组件的一部分的透视图，示出种子加载组件的所述种子箱、所述一对分离轮、一对转向器以及一对多支管；

图4是示出图1的系统的种子加载组件的一部分、种子传送组件以及种子采样组件之间的操作关系的透视图；

图5A是图4的种子加载组件的示例性提升器单元的立视图，示出提升器单元的活塞，其处于中间位置以便从种子加载组件的多支管中的一个接收经分拣的种子；

图5B是图5A的立视图，提升器单元的活塞被示出处于提升位置以便将经分拣的种子传递至种子传送组件；

图5C是图5A的立视图，提升器单元的活塞被示出处于缩回位置以便将经分拣的种子从提升器单元排出；

图6是在包括图4中的线6-6的平面中所截取的种子加载组件的一部分、种子传送组件以及种子采样组件的剖视图；

图7是图4的种子采样组件的示例性采样器的透视图；

图8是图7的采样器的切割轮的立视图；

图9是示意图，示出由图4的种子传送组件的保持构件将经分拣的种子定位成邻近于图4的种子采样组件的采样器以便从经分拣的种子去除组织样本；以及

图10是适合于例如与图7的采样器一起使用的切割轮的另一示例性实施例的立视图；

图11是种子采样系统的另一示例性实施例的透视图，其包括本公开的一个或多个方面且被配置成分拣种子并从经分拣的种子去除组织样本；

图12是图11的种子采样系统的端视图；

图13是图11的种子采样系统的侧视图；

图14是图11的种子采样系统的示例性定向组件的透视图，其可操作以在操作种子采样系统以从种子去除组织样本之前对经分拣的种子进行定向；

图15是图14的定向组件的另一透视图；以及

图16是图14的定向组件的纵向剖视图。

遍及附图的多个视图，相应的参考标号指示相应的部分。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例性实施例。图1-9示出包括本公开的一个或多个方面的自动化种子采样系统10的示例性实施例。所示系统10适合于在从生物材料去除样本时使用。样本可以包括例如组织样本等。并且，生物材料可以包括例如种子（例如，大豆、玉米、小麦、棉花等）等。示例性实施例仅仅是出于说明性目的提供的，并且可以与本文公开的方法中的一个或多个相结合地使用。

如图1中所示，自动化种子采样系统10一般地包括自动化种子加载组件12、自动化种子传送组件14以及自动化种子采样组件16。一般地，种子加载组件12操作以从大量（例如多个等）种子分拣（或隔离等）单独的种子。传送组件14然后操作以将经分拣的种子从种子加载组件12移动至种子采样组件16，在那里，从经分拣的种子去除组织样本。随后可以分析组织样本以确定从其中获取组织样本的种子是否表现出一个或多个期望特性。

种子加载组件12、种子传送组件14以及种子采样组件16的操作是自动化的，并且可以由例如在本公开范围内的中央控制系统来控制（和协调）。另外，可以使用例如约十立方英尺每分钟或更小等的高效气流来气动地操作种子加载组件12、种子传送组件14和/或种子采样组件16的部件。此类气动操作可以应用于使种子通过种子采样系统10且在组件12、14、16之间移动。此类气动操作可以包括吸取种子通过种子采样系统（例如，经由真空过程等），迫使种子通过系统10（例如，经由空气射流等）和/或其组合，例如以帮助抑制传送期间的种子损坏等。

在所示实施例中，种子加载组件12、种子传送组件14以及种子采样组件16被各种结构支撑，诸如固定支柱、横梁、平台、基座、支架等。虽然此类结构是种子采样系统10的构造所需的，但本领域的技术人员为了容易地且全面地理解种子采样系统10的结构、功能和操作不需要其放置、取向和互连的描述。特别地，遍及各图清楚地示出此类结构，并且这样，本领域的技术人员很容易理解其放置、取向和互连。

继续参考图1，提供了种子漏斗18、20，用于根据需要将种子接收到采样系统10中并将种子用漏斗漏进种子加载组件12中。可以将种子漏斗18、20配置（例如，确定尺寸、成形、构造等）成接收在本公开范围内的任何期望类型的种子（例如，大豆、玉米、小麦、棉花等）和/或任何期望数量的种子。例如，在所示实施例中，种子漏斗18、20每个可具有用以向种子加载组件12接收（并且用漏斗漏进）约4,500个大豆的容量。可以在种子漏斗18、20内提供搅拌器（例如，机械混合器、空气射流、振动设备等），以促进种子到种子加载组件12的移动并帮助抑制种子在种子漏斗18、20中的位置处桥接（或形成空隙）、粘住、聚在一起等。

现在参考图2，种子加载组件12包括限定储器24的种子箱22，储器24用于接收和保持从种子漏斗18、20（图1）用漏斗漏进的种子。种子加载组件12还包括操作性地至少部分地安装在储器24内（且与储器24中的种子连通）的两个分离轮26、28。分离轮26、28中的每一个包括孔口30，每个孔口30与真空源（未示出）连通。孔口30（与真空源一起）被配置成从储器24中的大量种子中捕捉单独种子并根据需要将种子保持在孔口30中。可以接近于分离轮26、28中的每一个设置传感器以例如感测单独种子是否被正确地捕捉在孔口30中（例如，一个孔口30中一个种子等），以随着种子进入孔口30而计算其数目（例如，作为质量控制的一部分，用于监视进入种子采样系统10的种子数目和离开种子采样系统的种子数目等）、其组合等。并且，可以在储器24内提供搅拌器（例如，机械混合器、空气射流、振动设备等）以促进种子在孔口30中的接收并帮助抑制种子在储器24中的孔口30接收种子的位置处桥接（或形成空隙）、粘住、聚在一起等。在其他示例性实施例中，采样系统可以包括这样的种子加载组件，该种子加载组件具有多于或少于两个分离轮和/或该种子加载组件的分离轮具有不同数目和/或尺寸的孔口。

在操作中，分离轮26、28旋转（由马达M操作）以使孔口30移动通过种子箱22的储器24。在所示实施例中，分离轮26沿着与分离轮28不同的方向旋转。例如，如在图2中看到的，分离轮26沿着顺时针方向旋转，并且分离轮28沿着逆时针方向旋转。随着分离轮26、28中的每一个旋转，向孔口30（经由真空源）供应吸力，使得通过储器24的孔口30捕捉单独种子并将其保持在孔口30内。随着分离轮25、28继续旋转，它们使孔口30和所捕捉的种子移动到储器24之外并且移动到各自的沉积隔间32。在沉积隔间32中，所捕捉的种子被从孔口30移走（经由孔口30内的减小的吸力和/或刮器（未示出））并被接收（例如经由重力、真空等）在延伸通过相应转向器36（图3）中的一个的传送室（不可见）中。分离轮25、28然后继续旋转且最终使空的孔口30返回至储器24中以捕捉另外的种子。

如图3中所示，种子加载组件12的转向器36大致被设置在分离轮26、28下面。转向器36每个被配置成将从分离轮26、28移走的种子单独地分布到两个多支管38中的相应的一个。转向器36可操作例如以使它们的传送室旋转以选择与延伸通过相应多支管38的多个导管（不可见）中的一个对准的位置，并且然后（例如，经由重力、真空、机械操作等）将单独种子从传送室传递至多支管38。更特别地，转向器36可以每个进行操作以将单独种子从传递室传递至多支管导管中的一个，并且然后旋转成与多支管导管中的另一个对准并将另一个单独种子传递至那个导管。可以使传感器与转向器36相关联，以例如感测所接收的种子，随着种子进入转向器36而对其进行计数，其组合等。

如图4中所示，种子加载组件12的多个提升器单元44（例如，所示实施例中的十二个提升器单元44等）被定位成一排（或行）（大致在转向器36（图3）下面）以便从多支管38（图3）接收经分拣的种子。提升器单元44中的每一个与从多支管38中的每一个的下部延伸的多个传送管46（图3）中的一个连通。传送管46联接到限定在种子加载组件的上块状部分43中的进口42，提升器单元44中的每一个与之连通。这样，可以将来自多支管38的经分拣的种子（例如，经由重力、真空、加压空气等）传递通过传送管46、通过上块状部分43且传递到提升器单元44以便后续传递到种子传送组件14。

另外参考图5A-5C（示出示例性提升器单元44），提升器单元44每个包括可在中间位置（图5A）、提升位置（图5B）和缩回位置（图5C）之间移动（例如，经由气动操作等）的活塞48。当在中间位置上时，每个活塞48可以将种子从传送管46接收到活塞48的端部50上。然后，活塞48被配置成将种子从中间位置致动到提升位置以便将种子传递/移交到种子传送组件14（以便后续传送到种子采样组件16）。如果需要，还可以将活塞48从中间位置或提升位置致动到缩回位置，在那里，种子被暴露于限定在种子加载组件12的块状部分43中的出口52以根据需要将种子（例如经由重力、真空、加压空气等）从提升器单元44排出（例如，排出至余料箱、另一位置等）。例如，如果未能移交至种子传送组件14，如果在给定时间在提升器单元44的一个中检测到多个种子，如果检测到具有一个或多个特定特性（例如，基于中间分析等的不期望特性、特定尺寸、特定类型等）的种子等，则可以将活塞48致动到缩回位置。可以使传感器与提升器单元44相关联以例如感测从多支管38接收到的种子、随着种子进入转向器提升器单元44而对其进行计数、评估根据需要将要从提升器单元44排出的种子、其组合等。另外，活塞48的端部可以包括在接收和保持种子（例如，经由例如通过活塞48向其施加的负压吸力等）时使用的吸杯（例如，真空杯等）。

种子加载组件12的分离轮26、28和转向器36与多支管38中的导管一起允许从最初被用漏斗漏进种子箱22中的大量种子分拣单独种子。这样，种子加载组件12进行操作以向种子传送组件14提供单独种子以便后续传递到种子采样组件16。还可以与转向器36（及其传送室）、多支管38（及其导管）和/或传送管46中的一个或多个相连通地设置传感器以帮助进一步保证每次仅一个种子通过每个传送管46被传递至种子加载组件12的每个提升器单元44。

再次参考图4，种子采样系统10的种子传送组件14被示为定位成邻近于种子加载组件12的提升器单元44。并且，种子采样组件16被示为定位成邻近于种子传送组件14。种子传送组件14包括绕着大体管状传送转架60安装成四排58a-58d的多个保持构件56（例如，在所示实施例中，十二个保持构件56的四排58a-58d等）。并且，种子采样组件16包括大致与保持构件56对准的多个自动化采样器62（例如，在所示实施例中，十二个采样器62等）。如可以看到的，所示实施例包括相同数目的提升器单元44、保持构件56（在每排58a-58d中）以及采样器62，使得提升器单元44、保持构件56以及采样器62一般地为经分拣的种子提供通过种子采样系统10的采样路径。

如将认识到的，种子传送组件14的保持构件56进行操作以从种子加载组件12的相应提升器单元44选择（例如，接合、保持等）经分拣的种子，并且然后将种子传递至种子采样组件16的相应采样器62以用于采样。在所示的实施例中，传送转架60被配置成使提升器单元44的排58a-58d（例如，经由气动操作、电操作等）大致绕着旋转轴线R旋转（例如，如在图4中看到的逆时针方向等）。传送转架60的旋转轴线R大致与由大致直线地设置的多个自动化采样器62限定的直线轴线A平行。在其他示例性实施例中，系统可以包括具有多排保持构件的种子传送组件，所述多排保持构件被配置成与本文中所公开的不同地旋转，例如绕着与大致由其自动化采样器限定的轴线基本垂直的轴线等。

种子传送组件14的保持构件56被配置成接合和接收来自提升器单元44的种子（当其活塞48将种子致动到提升位置时）并将种子传送至种子采样系统10的采样器62。如前所述，所示保持构件56被安排成四排58a-58d（在图4中仅可看到三排58a、58c、58d）。保持构件56沿着传送转架大致均匀地分布，并且排58a-58d绕着传送转架60大致均匀地分布（例如，在绕着传送转架60的约九十度位置处，等等）。在其他示例性实施例中，系统可以包括这样的种子传送组件，该种子传送组件具有多于或少于四排保持构件和/或与本文公开的不同地定向的多排保持构件。

另外参考图6，保持构件56的排58a被示为定位成邻近于提升器单元44以便接收种子，而排58c定位成邻近于种子采样组件16的采样器62以便将种子呈现给采样器62以用于采样。并且，排58b和58d被示为处于种子加载组件12与种子采样组件16之间的空闲位置。排58b包括被示为正在传送到种子采样组件16的种子，并且排58d是空的。在由排58c的保持构件56呈现给采样器62的种子被采样之后，保持构件58释放种子以用于后续传送，如下文将描述的。传送转架60然后逆时针方向旋转（如在图6中看到的）（即旋转约九十度的角）以使排58b定位成邻近于采样器62（以便将其种子呈现给采样器62），并且排58d旋转至邻近于提升器单元44的位置（以便接收另外的种子）。排58a和58c旋转至空闲位置，排58a中的保持构件56的每一个保持种子。种子传送组件14可操作以连续地使保持构件56的排58a-58d在提升器单元44与自动化采样器62之间旋转。

保持构件56包括端部64，端部64被配置成保持从提升器单元44接收到的种子。在所示实施例中，端部64包括用于接收和保持种子（例如，经由负压吸力等）的吸杯（例如，真空杯等）。吸杯可以包括杯状端部，限定例如有助于保持种子的V状、U状、其他形状等。吸杯被配置成使得当向吸杯供应气压时，种子可以被接合并从而被保持（在一个吸杯中接收一个种子）。另外，保持构件56的吸杯端部64能够相对于传送转架60（和种子采样系统10）移动（例如，经由活塞等）以便将种子定位在种子采样系统10的采样器62中。以这种方式，当保持构件56旋转至邻近于采样器62的位置时，可以将吸杯端部64朝着采样器62（相对于传送转架60）致动（例如，经由活塞等）以呈现种子以用于采样。在其他示例性实施例中，系统可以包括具有保持构件的种子传送组件，该保持构件具有限定不同于吸杯的端部以用于接收和保持种子，例如机械保持器、种子夹持机构等。

现在参考图7和8，种子采样组件16的采样器62每个包括切割轮66，切割轮66被可操作地联接到马达68（图6）以在操作期间使切割轮66旋转。所示切割轮66包括被配置成从种子去除组织样本的齿70。切割轮66被配置成在操作期间绕着偏心轴线72旋转。这允许切割轮66的每个齿70采取进入种子中的不同旋转路径（深度方式），使得每个齿70在种子中的逐渐地、递增地等更深的位置处从种子去除组织的不同部分。图10示出可以用于种子采样组件16的采样器62的切割轮66'的另一示例性实施例。在本实施例中，切割轮66'被配置成大致绕着中心轴线72'旋转。并且，切割轮66'包括每个以角度A（例如，以约57度的角度A等）定向的齿70（例如，总共约130个齿70等）。在其他示例性实施例中，系统可以包括这样的自动化采样器，该自动化采样器具有不同于切割轮的用于从种子去除组织样本的特征，例如钻孔器、激光器、刀等。

另外参考图9中的示意图，采样器62还每个限定通道74，通道74邻近于切割轮66以便指引（例如，定向等）种子到采样器62内（即邻近于切割轮66）的期望位置（取向等）的移动。如示例性采样器62中所示，通道74由两个斜坡表面76限定，两个斜坡表面76被配置成根据需要将种子指引（例如，偏转等）到邻近于切割轮66的期望位置。当保持构件56（保持种子S）的端部64被朝着自动化采样器62致动时，斜坡表面76将种子S引导至期望位置。保持构件56的端部64可以包括柔性材料（例如，橡胶等），使得可以根据需要来致动端部64（例如，使其偏转等）以将种子S定位于斜坡表面76之间的期望位置。可以使传感器与采样器62相关联，以例如感测所接收的种子、随着种子从保持构件56进入采样器62而对其进行计数、其组合等。

可以根据需要来调整由切割轮66去除的组织样本的尺寸和/或形状（例如，基于种子尺寸、种子类型、样本测试等）。例如，种子采样系统10可以通过独立地控制每个采样器62或替代地通过一致地控制采样器62中的任何两个或更多个来调整组织样本的尺寸/形状。此外，采样器62可以基于种子何时被呈现给采样器62来控制切割轮66的位置和/或旋转，以保证从种子递增地去除组织样本。例如，切割轮66中的一个或多个在向采样器62呈现种子时可以是静止的，然后，随后旋转以从种子去除组织样本。替代地，自动化采样器62的切割轮66中的一个或多个在呈现种子时可以正在旋转。

再次参考图6，在从种子去除组织样本之后，经采样的种子被捕捉（例如，从种子传送组件14的保持构件56释放并用漏斗漏进等）并通过导管78传送（例如，经由重力、气压、空气射流等）至种子托盘80（图1）。并且，组织样本被捕捉（例如，用漏斗漏进等）并通过导管82（例如，经由重力、气压、空气射流等）传送至样本托盘（未示出）。种子托盘80可以包括多个凹陷（例如，九十六个、三百八十四个等），并且样本托盘可以包括多个相应的凹陷。另外，在本公开内，种子托盘80可以包括与样本托盘相同数目或者不同数目（例如，其倍数等）的凹陷。种子沉积在种子托盘80的凹陷中，并且来自种子的组织样本沉积在样本托盘的一个或多个相应凹陷中。这样，随后可以使种子和从种子获取的组织样本相关。可以将传感器定位（例如，沿着导管78、82等）成例如对在样本托盘和/或种子托盘80中接收到的经采样种子和/或组织样本进行感测、计数等。

可以经由可沿X-Y方向移动的一个或多个台（未示出）来定位和/或控制种子和样本托盘，或者相对于导管（例如，导管78、82等）来定位托盘以保证种子和组织样本被沉积在托盘的凹陷中。另外或替代地，导管可被结构化成和/或可操作以保证在没有与其他组织样本/种子的交叉污染的情况下根据需要来沉积组织样本和种子。另外或替代地，可以在从采样系统去除样本托盘之前或刚好之后经由盖等来将样本托盘密封以限制保持在样本托盘的每个凹陷中的组织样本的交叉污染。可以类似地将种子托盘密封以将种子保持在其各自的凹陷中。

在所示实施例中，提升器单元44处的由保持构件56实现的种子接合和自动化采样器62处的种子采样可以基本上同时地发生，从而增加系统10的吞吐量。例如，所示种子采样系统10的吞吐速率（例如，经采样种子的输出等）为每秒至少约四个种子（例如，在每秒约四个和约六个之间等）。这样，可以将种子采样系统10视为高吞吐量系统等。应认识到的是可以提供不同数目的提升器单元、保持构件和/或采样器以及不同数目的多排保持构件以根据需要来调整吞吐速率。另外，可以修改部件中的一个或多个的定位（例如，各排保持构件的位置等）以调整自动化种子采样系统的吞吐速率。

图11-16示出包括本公开的一个或多个方面的自动化种子采样系统10的另一示例性实施例。本实施例的系统110再次适合于在从生物材料去除样本时使用，并且基本类似于先前描述的并在图1-9中示出的种子采样系统10。事实上，先前针对种子采样系统10所描述的部分可以很容易地与本实施例的系统110相结合地使用，并且反之亦然。

如图11-13中所示，种子采样系统110一般包括自动化种子加载组件112、自动化种子传送组件114以及自动化种子采样组件116。并且，种子加载组件112、种子传送组件114以及种子采样组件116基本类似于种子采样系统10的相应组件12、14、16（并以基本上与之类似的方式操作）。这样，种子加载组件12、种子传送组件14和种子采样组件16的在先描述类似地适用于此。

例如，提供了用于将大量种子接收到采样系统110中且用于将种子指引到种子加载组件112的种子漏斗118、120，种子加载组件112随后进行操作以分拣（或隔离等）从漏斗118、120接收到的单独种子。种子加载组件112包括种子箱（不可见），用于接收并保持从种子漏斗118、120漏进的种子。并且，分离轮（不可见）进行操作以分拣来自种子箱的单独种子以便传送到两个多支管138中的一个（图13），其又随后将经分拣的种子分布到多个提升器单元144（例如，所示实施例中的十二个提升器单元144等）中的一个以便后续传递到种子传送组件114。

并且例如，种子传送组件114进行操作以将来自加载组件112的经分拣的种子移动至种子采样组件116，在那里，从种子去除组织样本。种子传送组件114包括绕着大致管状的传送转架160安装成四排的多个保持构件156（例如，在所示实施例中，十二个保持构件156的四排等）。保持构件156进行操作以从相应的提升器单元144选择（例如，接合、保持等）经分拣的种子（例如，经由吸杯等）并将种子（经由传送转架160的旋转）传递至种子采样组件116。并且，种子采样组件116包括多个自动化采样器162（图13）（例如，在所示实施例中，十二个采样器162与每排中的保持构件156的数目匹配等），其大致与保持构件156对准以便对保持在保持构件156中的种子进行采样。经采样种子然后被接收在种子托盘180中（例如，种子被从保持构件156释放并指引到种子托盘180等），并且组织样本被接收在样本托盘（未示出）中（例如，组织样本被指引到样本托盘等）。

在本实施例中（并且与种子采样系统10相比），种子加载组件112还包括大致位于两个多支管138（图13）下面的两个传感器186和大致位于两个传感器186下面且邻近于提升器单元144的一排（或行）多个定向单元188（例如，在所示实施例中，十二个定向单元188与种子传送组件114的每排中的保持构件156的数目和种子采样组件116的采样器162的数目匹配等）。传感器186和定向单元188与从每个多支管138的下部延伸的多个传送管146连通。传送管146从多支管138的下部延伸，通过传感器186，并联接到限定在定向单元188的上部中的进口142（参见图14-16）。这样，在本实施例中，来自多支管138的经分拣的种子首先被传送管146（例如，经由重力、真空、加压空气等）传递通过传感器186且传递至定向单元188，并且随后被从定向单元188传递至提升器单元144以便后续呈现给种子传送组件114。

定向单元188被配置成在种子被传递到种子传送组件114之前对经分拣的种子进行定向。这样，还是在本实施例中，种子传送组件114进行操作以将特定取向的经分拣的种子传送至种子采样组件116（例如，使得能够从经定向种子的特定部分获取组织样本，使得能够由保持构件156更安全地传递种子等）。与种子采样系统110的此操作相结合，传感器186被配置成感测经分拣的种子是否被从多支管138传递至定向单元188（例如，作为质量控制程序的一部分，以发起定向单元的操作等）。传感器186还可以（或替代地）被配置成例如计算从多支管138传递至定向单元188的种子的数目等。在本公开范围内，可以将任何适当传感器用于这些操作。

图14-16示出种子加载组件112的定向单元188中的示例性的一个以及组件112的提升器单元144中的示例性的一个。所示定向单元188一般包括被配置成对经分拣的种子进行定向的致动器190以及被配置成从致动器190接收经定向种子以准备传递至提升器单元144的支撑体192。传送管146（图14-16中未示出）联接到定向单元188的进口142以便将来自两个多支管138中的一个的经分拣的种子传递至定向单元188。提升器单元144大致位于支撑体192下面。在此位置上，提升器单元144的活塞148（在图14-16中被示出处于中间位置）可以接合位于支撑体192中的经定向种子以便将种子后续呈现给种子传送组件114（如先前结合图1-9中所示的种子采样组件10所描述的）。

在所示实施例中，定向单元188的致动器190移动所接收的种子以对种子进行定向。致动器190能够在用于接收经分拣的种子的缩回位置与用于对所接收的种子进行定向并将其传递至支撑体192的伸展位置之间移动（例如，经由气动操作等）。提供了用于感测致动器190何时处于缩回位置的传感器186a，并且提供了用于感测致动器190何时处于伸展位置的传感器186b。在缩回位置，致动器的头部190a朝着定向单元188的凹坑194定位，使得经分拣的种子能够被从进口142接收且接收到定向单元188的引导表面196上，一般在头部190a与支撑体192之间。致动器190从缩回位置至伸展位置的移动然后沿着引导表面196将所接收的种子朝向支撑体192推动，促使种子滚动/翻滚直至种子的大致宽的表面（例如，大致扁平表面、表面中的大致较宽的一个等）沿着引导表面196定向。致动器190然后使种子在此取向上滑动（沿着种子的大致宽的表面）至支撑体192，并且大致在提升器单元144的活塞148上（种子的大致宽的表面面对活塞148的端部148a）。

一旦经定向种子被接收在支撑体192中，则支撑体192进行操作以帮助将经定向种子保持在提升器单元144的活塞148上。例如，支撑体192的臂192a、192b摩擦地接合种子以帮助将种子保持在活塞148的端部148a的其定向位置。另外，支撑体192可以进行操作以感测（例如，经由适当传感器等）种子是否处于特定的期望取向（例如，种子的大致宽的表面面对活塞148的端部148a的取向等）。

提升器单元144然后从中间位置操作活塞148以在活塞148的端部148a上接合和接收种子。在本实施例中，活塞148的端部148a包括真空杯，用于将种子接收和保持（例如，经由例如通过活塞148向其施加的负压吸力等）在活塞148的端部148a上。提升器单元144然后可以移动至提升位置以便将种子传递/移交到种子传送组件114的保持构件156（以便后续传送到种子采样组件116）或者缩回位置以便将种子（例如，经由重力、真空、加压空气等）从提升器单元144排出（经由提升器单元144与定向单元188之间的出口152）。例如，如前所述，种子的期望取向可以包括这样的一个取向，其中种子的大致宽的表面被活塞148的端部148a接合。在这里，如果种子在支撑体192中处于期望取向（例如，如由支撑体192的感测特征确定的等），则提升器单元144将使经定向种子移动至提升位置并且保持构件156将沿着与种子的大致宽的表面相对的表面接合经定向种子。因此，在经定向种子传递到种子采样组件116时，组织样本将被从种子的大致宽的表面去除。替代地，如果种子未处于期望取向，则提升器单元144将使种子移动至缩回位置，并且种子将通过出口152被从种子采样系统110排出。

本实施例的种子采样系统110可以用来对任何期望类型的种子进行采样。然而，其可能对于小麦种子的采样特别有用，小麦种子可以是大致D状或大致三角形状的并且通常具有与种子的胚胎相对地定位的大致较宽（例如，大致扁平等）表面。这样，定向单元188可以在采样之前（在使用采样器162来从小麦种子去除组织样本之前）对小麦种子进行定向，使得在远离胚胎的位置处（例如，在沿着小麦种子的大致较宽表面的位置处等）从小麦种子去除组织样本，例如以帮助保存小麦种子的萌芽能力等。

在某些示例性实施例中，系统（例如，系统10、系统110等）可以包括用于对种子进行成像和/或定向的另外组件（例如，除定向单元188之外还包括另外的组件，包括与定向单元188不同的另外的组件，等等）。例如，可以在呈现给采样站之前和/或之后对种子进行成像和/或定向。在至少一个实施例中，种子采样系统包括照相机（或其他成像设备）以在采样之前对种子进行成像，使得采样器能够利用种子的尺寸、形状、其他特性等来适当地对种子和/或采样器（例如，切割轮等）进行定位，使得期望的组织样本被从种子去除。在美国专利申请公开2007/0207485和2008/0317279中公开了适合于对种子进行成像和/或定位的示例性系统和/或方法（其公开内容被整体地通过引用结合到本文中）。

例如，种子采样系统110可以包括成像设备（例如，照相机等），该成像设备可与定向单元188相结合地操作或者替代地可代替定向单元进行操作。在这里，成像设备被配置成在采样之前对种子进行成像，使得采样器能够利用种子的尺寸、形状、其他特性等来适当地对种子和/或采样器（例如，切割轮等）进行定位，使得期望的组织样本被从种子去除。这可以用来例如在采样之前将种子定位于期望位置，以帮助在采样之后分析种子，作为用以监视种子采样系统110的操作的质量控制程序的一部分（例如，以帮助在操作期间且在不使过程中断等的情况下调整（例如，加快、减慢等）种子采样系统110的各种过程（例如，种子加载组件112、种子传送组件114、种子采样组件116等的过程））等。被包括在种子采样系统10和种子采样系统110中的各种传感器可以类似地用来例如帮助在采样之后分析种子，作为用以监视种子采样系统10、110等的操作的质量控制程序的一部分。

在某些示例性实施例中，种子采样系统可以包括具有种子漏斗单元的种子加载组件，种子漏斗单元用于将种子接收到采样系统中并用于将种子指引到种子加载组件。在这些实施例中，种子漏斗单元每个可以被配置（例如，确定尺寸、成形、构造等）成分拣种子（例如，经由每个漏斗单元中的分离轮等）并将经分拣的种子指引到相应的多支管（使得每个漏斗单元处理单独的种子流）。

本公开的种子采样系统（例如，系统10、系统110等）和方法可操作以保护、保存等经采样种子的萌芽能力并且因此可以例如被视为非破坏性的。例如，可以精确地控制被去除的组织样本的尺寸、位置和/或形状以保护经采样种子的萌芽能力。萌芽能力指的是在采样之后大多数经采样种子（即，大于所有经采样种子的约50%）仍是能萌芽的。在特定实施例中经采样种子的至少约75%并且在某些实施例中经采样种子的至少约85%仍是可萌芽的。应注意的是较低比率的萌芽能力在某些情况下或针对某些应用是可容忍的，例如，由于基因型分型成本随时间推移而降低，因为可以针对相同的基因型成本对更大数目的种子进行采样。还应注意的是，采样根本不需要对萌芽力具有任何影响。

在一个实施例中，经采样种子的萌芽能力在采样之后保持至少约六个月以保证经采样种子直到其到达耕地时都是能萌芽的以用于种植。在特定实施例中，经采样种子被进一步处理以保持萌芽能力。此类处理一般可以包括本领域中已知的任何装置以便在储存或运输的同时针对环境条件对种子进行保护。例如，在一个实施例中，在种植之前，可以用聚合物和/或杀真菌剂来处理经采样种子以在存储或在运输到耕地的同时保护经采样种子。

本公开的种子采样系统（例如，系统10、系统110等）可以限定大致紧凑的覆盖区。例如，具有带有十二个提升器单元的种子加载组件、带有四排的十二个保持构件的种子传送组件以及带有十二个采样器的种子采样组件的系统（例如，种子采样系统10、种子采样系统110等）可以限定约十英尺乘约十英尺的覆盖区，并且可以具有约八英尺的高度。这样的覆盖区是系统的种子加载组件、种子传送组件和/或种子采样组件的配置所允许的。紧凑的覆盖区（和紧凑的尺寸）允许运输该系统以便在不同位置处操作。在本公开的范围内，具有带有不同于十二个提升器单元的种子加载组件、带有不同于四排的十二个保持构件的种子传送组件以及带有不同于十二个采样器的种子采样组件的系统可以限定其他覆盖区。

本公开的种子采样系统（例如，系统10、系统110等）被配置成适应不同类型的种子和/或不同尺寸的种子。例如，可以将分离轮的孔口配置成适应不同类型和/或尺寸的种子中的单独的一些（例如，经由刷子以针对种子尺寸的变化性自动地进行调整等），使得采样系统能够用来在不改变分离轮的情况下处理不同类型的种子。另外，可以将保持构件的端部配置成保持不同类型和/或尺寸的种子中的单独的一些。并且，可以将采样器配置成对不同类型和/或尺寸的种子中的单独的一些进行采样。

可以用于本公开的种子采样系统（例如，系统10、系统110等）和方法的示例性种子包括苜蓿种子、苹果种子、香蕉种子、大麦种子、豆种子、椰菜种子、卷心菜种子、油菜种子、胡萝卜种子、蓖麻种子、花椰菜种子、大白菜种子、柑橘种子、三叶草种子、椰子种子、咖啡种子、玉米种子、棉花种子、黄瓜种子、红杉种子、干豆种子、茄子种子、桉树种子、茴香种子、四季豆种子、葫芦种子、韭葱种子、莴苣种子、火炬松种子、亚麻种子、甜瓜种子、燕麦种子、秋葵种子、橄榄种子、洋葱种子、棕榈种子、豌豆种子、花生种子、胡椒种子、白杨种子、南瓜种子、辐射松种子、萝卜种子、油菜籽种子、水稻种子、黑麦种子、菠菜种子、高粱种子、西葫芦种子、美国长叶松种子、大豆种子、草莓种子、甜菜种子、甘蔗种子、向日葵种子、甜玉米种子、枫香种子、茶叶种子、烟草种子、番茄种子、草皮种子、西瓜种子、小麦种子以及拟南芥种子。并且，使用如本文所公开地获得的经采样种子和/或组织样本分析的农作物可以包括牧草作物、含油种子作物、粮食作物、水果作物、观赏植物、蔬菜作物、纤维作物、香料作物、坚果作物、草皮作物、糖类作物、饮料作物、块茎作物、根用作物、森林作物等。

在另一示例性实施例中，一种种子采样系统包括可操作以从多个种子分拣种子的自动化种子加载组件、可操作以从经分拣的种子去除样本（例如，组织样本等）的自动化种子采样组件以及可操作以将经分拣的种子从种子加载组件传递至种子采样组件的自动化种子传送组件。种子传送组件包括多个保持构件，并且每个保持构件能够相对于种子加载组件和种子采样组件移动。另外，种子传送组件可操作以将多个保持构件中的一个定位成邻近于种子加载组件以便接合经分拣的种子中的一个，而将保持构件中的另一个定位成邻近于种子采样组件以便将经分拣的种子中的另一个呈现给种子采样组件。

另外（或替代地），本实施例的种子加载组件可以包括至少一个提升器单元，该至少一个提升器单元可操作以将经分拣的种子致动到将被种子传送组件的多个保持构件中的一个接合的位置。所述至少一个提升器单元可以包括真空杯，真空杯被配置成帮助将经分拣的种子保持在至少一个提升器单元上。种子加载组件还可以（或者替代地）包括多个定向单元，每个定向单元被配置成使经分拣的种子中的一个以期望的取向定向。多个定向单元每个可以包括被配置成对经分拣的种子中的一个进行定向的致动器和被配置成从致动器接收经定向种子以准备传递至种子采样组件的支撑体。该支撑体还可操作以感测种子是否处于期望取向。

另外（或者替代地），本实施例的种子传送组件可以可操作以将多个保持构件中的一个定位成邻近于种子加载组件以便接合经分拣的种子中的一个，而在基本相同的时间将保持构件中的另一个定位成邻近于种子采样组件以便将经分拣的种子中的另一个呈现给种子采样组件。种子传送组件还可以（或者替代地）包括传送转架，多个保持构件中的每一个被安装到传送转架。并且，所述多个保持构件可以包括绕着传送转架周向地设置的至少四个保持构件。并且（或者替代地），多个保持构件中的每一个可以包括吸杯，用于保持经分拣的种子中的一个。还可以（或者替代地）将每个保持构件的吸杯配置成相对于传送转架致动以便将经分拣的种子定位成邻近于种子样本组件。

另外（或者替代地），本实施例的种子采样组件可以包括用于在保护经采样种子的萌芽能力的同时从种子去除样本的采样器。可以将该采样器配置成在从所述种子去除样本之前使种子在采样器中的期望位置上定向。例如，采样器可以包括被配置成在多个保持构件中的一个进行致动以将种子定位成邻近于采样器时将种子引导至期望位置的通道。该通道可以由被配置成将所述种子指引到采样器中的期望位置的两个斜坡表面限定。采样器可以包括用于从种子去除样本的切割轮。该切割轮可以被配置成绕着偏心轴线旋转，从而随着切割轮旋转而从种子去除越来越深的样本。

另外（或者替代地），种子采样组件可以包括沿着轴线大致直线地对准的多个采样器。并且，传送转架可以可操作以绕着轴线旋转以将保持构件中的一个定位成邻近于多个采样器中的至少一个。在这里，可以使多个采样器的直线轴线定向成大致平行于传送转架的旋转轴线。

种子采样系统可以可操作以每秒处理至少约四个种子。另外（或者替代地），种子采样器系统可以用任何期望类型的种子（例如，小麦种子、玉米种子、棉花种子、大豆种子等）进行操作，和/或可以用至少两种或更多种不同类型的种子进行操作。

在另一示例性实施例中，一种种子采样系统包括具有种子箱且可操作以从种子箱内的多个种子分离单独种子的自动化种子加载组件、包括传送转架和安装在传送转架上的多排保持构件的自动化种子传送组件以及包括沿着邻近于传送转架的轴线直线地设置的多个自动化采样器的自动化种子采样组件，多个自动化采样器中的每一个可操作以从种子去除样本。传送转架被配置成绕着轴线旋转以在采样器与种子加载组件之间传送多排保持构件。并且，传送转架的旋转轴线基本平行于由采样器的安排布置所限定的直线轴线。

另外（或替代地），本实施例的种子加载组件可以包括多个提升器单元，多个提升器单元可操作以将从种子箱接收到的种子致动到将被种子传送组件的保持构件接合的位置。提升器单元每个可以包括被配置成帮助将种子保持在提升器单元上的真空杯。种子加载系统还可以（或者替代地）包括被配置成使分离的种子以期望的取向定向的多个定向单元。多个定向单元每个可以包括被配置成对经分拣的种子中的一个进行定向的致动器和被配置成从致动器接收经定向种子以准备传递至种子采样组件的支撑体。该支撑体还可操作以感测种子是否处于期望取向。

另外（或者替代地），种子传送组件可以可操作以将保持构件中的一个定位成邻近于种子加载组件以便接合经分离种子中的一个，而将保持构件中的另一个定位成邻近于种子采样组件的采样器中的一个以便将经分离种子中的另一个呈现给采样器。种子传送组件可以包括绕着传送转架基本均匀地定向的四排保持构件。

另外（或者替代地），本实施例的种子采样组件可以包括对应于被包括在种子传送组件的一排中的许多保持构件的许多采样器。例如，种子采样组件可以包括十二个采样器，并且种子传送组件的每一排可以包括十二个保持构件。可以将该采样器配置成在从所述种子去除样本之前使种子在采样器中的期望位置上定向。例如，采样器可以包括被配置成当保持构件进行致动以将种子定位成邻近于采样器时将种子引导至期望位置的通道。该通道可以由被配置成将种子指引到采样器中的期望位置的斜坡表面限定。

种子采样系统可以可操作以每秒处理至少约四个种子。另外（或者替代地），种子采样器系统可以用任何期望类型的种子（例如，小麦种子、玉米种子、棉花种子、大豆种子等）进行操作，和/或可以用至少两种或更多种不同类型的种子进行操作。

在另一示例性实施例中，一种用于从种子去除样本的自动化方法包括从多个种子分拣种子，使经分拣的种子与自动化种子传送组件的保持构件接合，使种子传送组件绕着轴线旋转以使保持构件和经分拣的种子移动至邻近于自动化种子采样组件的采样器的位置，并且在采样器处从经分拣的种子去除样本。

使经分拣的种子与保持构件接合可以在与在采样器处从另一经分拣的种子去除样本的大约相同的时间发生。另外（或者替代地），使经分拣的种子与保持构件接合可以包括使用真空将经分拣的种子保持在保持构件上。

另外，该方法还可以（或者替代地）包括以下操作中的至少一个或多个：朝着采样器致动保持构件以向采样器呈现经分拣的种子；在样本托盘中接收从经分拣的种子去除的样本并在种子托盘中接收从其去除样本的经分拣的种子；以及使经分拣的种子以期望的取向定向。

在该方法包括使经分拣的种子以期望的取向定向的情况下，从经分拣的种子去除样本的操作可以包括从经定向种子去除样本。另外（或者替代地），定向操作可以包括使经分拣的种子沿着表面滚动直至种子的期望部分沿着该表面定向。

该方法可以可操作以每秒处理至少约四个种子。另外（或者替代地），所述方法可以用任何期望类型的种子（例如，小麦种子、玉米种子、棉花种子、大豆种子等）进行操作，和/或可以用至少两种或更多种不同类型的种子进行操作。

可以根据需要来分析种子和/或使用本公开的种子采样系统（例如，系统10、系统110等）和相关方法从种子获得的组织样本。例如，可以针对感兴趣的特性（例如，物理的、化学的、形态学的和/或遗传性质；标记；基因型；等）等来分析经采样种子和/或其组织样本。一般地，通过针对指示至少一个遗传或化学特性的一个或多个特性来分析所述样本而确定此类特性。并且，分析可以包括用于淀粉含量、蛋白质含量、油含量、脂肪酸分布的确定等的分析。

种子和/或使用本公开的种子采样系统（例如，系统10、系统110等）和相关方法从种子获得的组织样本还可以用来促进胚质改良活动。例如，可以分析种子和/或其组织样本以识别和选择包括一个或多个期望特性、标记以及基因型的种子。在一方面，本公开的种子采样系统（例如，系统10、系统110等）和相关方法可以包括分析方法以允许分析存在于一批或一大群种子中的单独种子，使得能够确定单独种子的化学和/或遗传特性。

感兴趣特性的非限制性示例包括色彩（例如，白色对比红色等）、尺寸、形状、种子类型、害虫抵抗力（例如，昆虫、螨虫、真菌、酵母、霉菌、细菌、线虫、杂草以及寄生和腐生植物等）、降落值分数、烘焙或面条品质等。

更特别地，指示化学特性的性质的非限制性示例包括蛋白质、油、碳水化合物、脂肪酸、氨基酸、生物高聚物、药物、淀粉、可发酵淀粉、辅助化合物、代谢产物等。因此，化学特性的非限制性示例包括氨基酸含量、蛋白质含量、蛋白质组成、淀粉含量、发酵产率、发酵效率、能量产率、含油量、蛋白质分布的确定、脂肪酸分布的确定、代谢产物分布的确定等。

并且，指示遗传特性的性质的非限制性示例可以包括例如遗传标记、单核苷酸多形性、简单序列重复、限制片段长度多形性、单倍型、标签SNP、遗传标记的等位基因、基因、DNA衍生序列、RNA衍生序列、促进剂、基因的5'未转译区域、基因的3'未转译区域、microRNA、siRNA、量性状位点（QTL）、卫星标记、转基因、mRNA、ds mRNA、转录谱、甲基化图案等。

在一个实施例中，可以将本公开的种子采样系统（例如，系统10、系统110等）和相关方法用于从小麦种子去除组织样本。然后可以针对任何期望特征（例如，色彩（例如白色对比红色）、蛋白质组成、降落值分数、烘焙或面条品质等）来分析组织样本。基于此分析（例如，基于一个或多个期望特征的存在或不存在等），可以选择经采样小麦种子以供进一步使用（例如，进一步分析、耕种、打包、育种操作中的使用等）。

在一个实施例中，使用种子采样系统（例如，系统10、系统110等）和相关方法获得的种子样本包括胚乳组织，其使得能够实现等位基因频率的确定，由此，可以推断用于特定标记的亲连锁阶段。此外，两个或更多胚质库之间的等位基因频率数据的比较提供对选择目标的认识，由此，假设与一个或多个特性的分布移位相结合的在频率方面增加的等位基因与感兴趣的所述特定有联系。并且，系之间的相对等位基因频率数据的评估可以对遗传连锁图的构造有所贡献。

在另一实施例中，使用种子采样系统（例如，系统10、系统110等）和相关方法获得的种子样本可以用于双单倍体技术以通过仅选择优选种子以用于加倍而对包括双单倍体程序的经济化的胚质改良活动有所贡献。例如，可以将种子样本取为包括单倍体和双单倍体材料并针对遗传和化学特性进行分析，并且然后与特性集成和评估及标记辅助育种相结合地使用。

种子和/或使用本公开的种子采样系统（例如，系统10、系统110等）和相关方法从种子获得的组织样本还可以在育种程序中用来选择具有期望遗传或化学特性的植物或种子，其中，期望遗传特性包括基因型、单倍型、等位基因、序列、转录谱以及甲基化图案。例如，可以与任何育种方法相结合地使用种子和/或其组织样本，并且其可以用来选择一代或旋转多代。育种方法的选择取决于植物再现的描述、被改良的（一个或多个）特性的遗传率以及商业上使用的品种的类型（例如，F1杂交品种、纯种等）。下面阐述用于培育植物的所选非限制性方法。还应理解的是在育种程序中可以利用任何商业或非商业品种。包括例如但不限于出芽力、生长力、应力耐受性、抗病力、分叉、开花、种子形成、种子大小、种子密度、直立性以及可脱粒性一般将支配该选择。

在特定实施例中，种子和/或使用本公开的种子采样系统（例如，系统10、系统110等）和相关方法从种子获得的组织样本用来确定标记辅助育种程序中的种子的遗传特性。这允许有改良的标记辅助育种程序，其中，可以在保持单独种子从种子采样系统（例如，系统10、系统110等）到耕地的同一性的同时执行直接的种子采样（诸如在本文中公开）。结果，标记辅助育种程序导致“高吞吐量”和更高效的平台，其中，可以在较短时间段内更有效地形成具有期望特性、标记和基因型的种子群体。下面将更全面地描述此类优点。

在某些示例性实施例中，可以与用于针对至少一个遗传标记的存在或不存在来分析从种子和/或样本提取的核酸的过程相结合地使用种子和/或用本公开的种子采样系统（例如，系统10、系统110等）和相关方法从种子获得的组织样本。然后可以基于核酸分析的结果来选择期望种子，例如以便培育植物等。

例如，可以使用本领域的技术人员已知的任何DNA提取方法从组织样本提取DNA，其将提供充分的DNA产率、DNA质量、PCR响应以及排序方法响应。适当DNA提取方法的非限制性示例是用离心作用的基于SDS的提取。另外，可以使用本领域的技术人员已知的任何放大方法在提取之后将所提取的DNA放大。例如，一个适当的放大方法是来自Amersham Biosciences的GenomiPhi? DNA放大准备。

另外（或者替代地），可以使用本领域的技术人员已知的任何RNA提取方法从组织样本提取RNA，其将提供充分的RNA产率、RNA质量、PCR响应以及排序方法响应。适当RNA提取方法的非限制性示例是考虑无RNase试剂和供应品的用离心作用的基于SDS的提取。另外，可以使用本领域的技术人员已知的任何放大方法在提取之后将所提取的RNA放大。例如，一个适当的放大方法是来自System Biosciences的Full Spectrum? RNA放大。

针对适当遗传多态性的存在或不存在分析所提取的核酸。本领域的技术人员可使用且已知用于遗传多态性分析的多种遗传标记。本文所使用的遗传标记包括但不限于简单序列重复（SSR）、单核苷酸多态性（SNP）、插入或删除（Indel）、单特色多态性（SFP）或转录谱以及核酸序列。可以用于遗传标记的存在或不存在的核酸分析用于育种群体中的种子的选择。该分析可以用来针对包括或被连锁至遗传标记的基因、QTL、等位基因或基因组区域（单倍型）进行选择。在本文中，分析方法是本领域中已知的，并且包括但不限于基于PCR的检测方法（例如，TaqMan试验）、微阵列法以及核酸排序方法。可以使用具有经典培育策略的修改的分子生物学的新技术来识别要选择的基因、等位基因、QTL或单倍型。

在这些示例性实施例的一个中，基于与QTL遗传连锁的一个或多个特性的存在或不存在来选择经采样种子。常常感兴趣的QTL的示例包括但不限于除草剂耐受性、抗病力、昆虫或害虫的抗虫性、已变脂肪酸、蛋白质或碳水化合物代谢、增加的粮食产量、增加的油、增加的营养含量、增加的生长速率、增强的应力耐受性、优选成熟期、增强的感官特性、已变形态特征、其他农业特性、用于工业使用的特性或用于改善的消费者吸引力的特性或作为多特性指标的特性组合。替代地，可以基于与QTL相关联的单倍型遗传连锁的一个或多个特性的存在或不存在来选择种子。此类QTL的示例再次地在没有限制的情况下可以包括除草剂耐受性、抗病力、昆虫或害虫的抗虫性、已变脂肪酸、蛋白质或碳水化合物代谢、增加的粮食产量、增加的油、增加的营养含量、增加的生长速率、增强的应力耐受性、优选成熟期、增强的感官特性、已变形态特征、其他农业特性、用于工业使用的特性或用于改善的消费者吸引力的特性或作为多特性指标的特性组合。

如果在初始育种杂交中使用纯合子的近交亲本，则可以早在F2育种水平发起育种群体的选择。如果交叉弧的亲本中的一个或多个对于感兴趣的等位基因或标记而言是杂合的，则还可以对F1代进行采样和提升。育种人员可以分析F2群体以检索群体中的每个个体的标记基因型。可以调整仅仅受到用于分析的可用种子数目限制的初始群体尺寸以满足成功地识别期望个体数目的期望概率。因此，可以针对各种育种方法和经采样群体的近交水平来修改结果产生的目标群体大小。

所选种子可以根据育种方法和目标而是散装的或保持分离。例如，当育种人员正在分析用于抗病力的F2群体时，具有期望基因型的所有个体可以是散装的，并且在育种圃中种植。相反，如果正在从给定群体中选择具有用于诸如粮食产量的特性的变化效果的多个QTL，则育种人员可以保持个体同一性被保留，来到耕地以区别具有目标QTL的各种组合的个体。

保存单个种子同一性的多个方法可以是在将经采样种子从采样位置（例如，从种子采样系统10、从种子采样系统110等）传递至耕地的同时。方法包括但不限于将所选个体（例如，直接从种子采样系统10、种子采样系统110等）传递至托盘（例如，种子托盘80、种子托盘180等）、种子带、暗盒托盘、分度盘以及用泥炭盆来移植经采样种子以及从单独种子包手动种植。

根据育种目标和遗传复杂性，可以采用多个选择周期。

使用本公开的种子采样系统（例如，系统10、系统110等）和相关方法的优点（包括分析和种子培育方法）在没有限制的情况下包括每个群体或育种系所需的劳力和耕地资源的减少、用以评估每个耕地单元的更大数目的育种群体增加的能力、以及用以在种植之前分析用于期望特性的育种群体的增加的能力。通过限制提升期望基因型所需的耕地空间来减少每个群体的耕地资源。例如，可以以每行25个种子来种植1000个个体的群体，在耕地中消耗总共40行。使用常规组织采样，将通过对叶组织评分来标记全部的1000个植物并手动地进行采样。在授粉之前将需要分子标记，并且只有包含期望遗传组成的那些植物将被授粉。因此，如果确定50个种子包含期望的遗传组成，常规育种方法将要求1000植物的种植以保持期望的50个种子。相反，本公开允许育种人员在实验室中分析1000个种子并在种植之前选择50个期望的种子。然后可以在耕地中种植50个个体，消耗仅两个25种子行。另外，本公开允许种子避免耕地中的加标签或采样，从而显著地减少所需的人工资源。

除减少每个群体的耕地行数，使用本公开的种子采样系统（例如，系统10、系统110等）和相关方法（包括分析和种子育种方法）还可以允许增加育种人员在给定育种圃中能够评估的群体的数目。使用其中1000个种子的群体之中的50个种子包含期望遗传组成的上述示例，应用本公开的技术的育种人员可以评估50个种子的20个群体，每个使用单个群体使用常规耕地组织采样技术所消耗的相同耕地面积。即使针对单个等位基因选择的群体，对F2群体使用1:2:1的预期分离比，育种人员可以在与单个耕地组织采样群体相同的耕地面积中评估4个群体。

使用本公开的种子采样系统（例如，系统10、系统110等）和相关方法（包括分析和种子培育方法）的潜在另一优点是与在某些地形中种植植物相关联的风险的缓解，在所述某些地形中，植物可能生长不良或经历不良的环境条件，并且甚至可能在暴风雨期间被毁坏。例如，可以在地形1中种植具有“最好”基因型或标记组成的种子，并且可以在地形2中种植具有“次最佳”基因型的种子。在这种情况下，地形2将是任何问题降临到在地形1中种植的植物的情况下的备用品。这用从发芽植物获取组织样本以用于基因分型的传送方法是非常难以完成的，因为然后需要将这些植物连根拔出并移植到第二地形。使用本公开的种子采样系统（例如，系统10、系统110等）和相关方法（包括分析和种子培育方法）避免了移植的问题，并且还简化了育种程序的流程。

在某些实施例中，还可以在育种程序中使用本公开的种子采样系统（例如，系统10、系统110等）和相关方法（包括分析和种子培育方法）以便将特性基因渗入植物中。在这里，可以针对至少一个遗传标记的存在或不存在来分析从组织样本提取的核酸。然后基于核酸分析的结果来选择种子，并且从所选种子培育植物。然后可以使用培育的植物作为与其他植物的交叉中的母本或父本。

用以选择用于特性集成的种子的基因分析的示例在没有限制的情况下包括高回交亲本等位基因频率的识别、感兴趣的转基因的跟踪或用于不想要转基因的不存在的筛选、杂交测试种子的选择、表达感兴趣基因的种子的选择、表达可遗传显型的种子的选择、具有所选基因位点的种子的识别以及接合性测试。

除减少每个群体的耕地行识别，使用本公开的种子采样系统（例如，系统10、系统110等）和相关方法（包括分析和种子育种方法）再次允许增加育种人员在给定场单元中能够评估的群体的识别目。使用本公开的种子采样系统（例如，系统10、系统110等）和相关方法（包括分析和种子育种方法）的高回交对等位基因频率的识别再次允许在给定耕地单元中种植有减少的每群体行数或增加的群体数或系。因此，本公开还可以有效地减少完成近交系的转换所需的资源。

本公开的种子采样系统（例如，系统10、系统110等）和相关方法及由此获得的组织样本（及所述分析和种子培育方法）还通过保证已调节或不想要转基因、不期望遗传特性或不期望遗传显型在种植之前被识别和丢弃来提供质量保证（QA）和质量控制（QC）。QA容量中的此应用可以有效地消除非故意释放违背。本公开的进一步扩展是针对传染剂的存在进行筛选并在装运之前去除被污染种子。

本公开的种子采样系统（例如，系统10、系统110等）和相关方法（以及所述分析和种子培育方法）还可以应用于识别杂交种子以用于转基因测试。例如，在BCnF1阶段处的近交系的转换中，育种人员有效地产生杂交种子批（不包括配子选择），其对于感兴趣的特性而言是50%半合子的且对于特性的缺少而言是50%纯合子的，以便生成用于测试的杂交种子。育种人员然后可以分析在测试杂交中产生的所有F1种子，并且识别和选择半合子的那些种子。此类方法的有利之处在于来自杂交试验的推断将表现出关于特性接合性的商业杂交遗传。

本公开的种子采样系统（例如，系统10、系统110等）和相关方法（包括所述分析和种子培育方法）的其他应用包括在识别、跟踪和堆叠感兴趣特性时的使用，这带有与上文相对于要求耕地和劳动资源所识别的相同优点。一般地，在多季节位置上执行转基因转换程序，这带来高得多的陆地和管理成本结构。这样，减少每个群组所需的行或增加给定耕地单元内的群体的数目的影响基于成本对比适度应用明显更显著。

本公开的种子采样系统（例如，系统10、系统110等）和相关方法（包括所述分析和种子育种方法）还可以用于来自具有两个或更多转基因的种子，其中，将转基因区域积聚或堆叠到植物或系是通过经由变化来添加转基因或通过使包含不同转基因区域的亲本植物或系交叉或这些的任何组合实现的。可以执行分析以基于与至少一个转基因相关联的一个或多个特性的存在来选择单独种子。此类特性包括但不限于转基因本身、被连锁到转基因的遗传标记、从转基因表达的mRNA以及转基因的蛋白质产物。

更进一步地，本公开的种子采样系统（例如，系统10、系统110等）和相关方法（包括所述分析和种子培育方法）可以用来通过单倍体阶段的期望基因型的选择和倍性水平的识别来改善双单倍体程序的效率，以使非单倍体种子不会被处理和前进至耕地。两个应用都再次导致每个群体的耕地资源和减少和用以评估给定耕地单元内较大数目的群体的能力。

双单倍体（DH）植物提供对植物育种人员无价值的工具，特别是用于产生近交系。节省了许多时间，因为纯合系本质上是立即产生的，否定了对多代常规近交的需要。

特别地，由于DH植物完全是纯合子的，所以其非常冲数量遗传研究。可以根据DH群体来估计加性方差和加性x加性遗传方差两者。其他应用包括上位和连锁效应的识别。对于育种人员而言，DH群体在QTL映射、细胞质转换以及特性基因渗入方面是特别有用的。此外，在测试和评估用于植物培育程序的纯合系方面存在价值。所有遗传方差都是育种杂交中的后裔之间的，这改善选择增益。

然而，在本领域中众所周知的是DH产生过程是低效的，并且可能是相当劳动密集的。虽然双单倍体植物可能实际上自然地发生，这是极少的。大多数研究和培育应用依赖于DH产生的人工方法。初始步骤涉及植物的单倍化，其导致包括单倍体种子的群体的产生。非纯合系与诱因亲本交叉，导致单倍体种子的产生。具有单倍体胚胎但正常的三倍体胚乳的种子前进至第二阶段。也就是说，单倍体种子和植物是具有单倍体胚胎的任何植物，与胚乳的倍性水平无关。

在从群体选择单倍体种子之后，所选种子经历染色体加倍而产生双单倍体种子。细胞谱系中的自发染色体加倍将导致来自单倍体细胞系的正常配子生产或者不减数配子的产生。诸如秋水仙碱的化合物的施加可以用来增加三倍化的速率。秋水仙碱结合到微管蛋白并防止其到微管的聚合，因此在分裂中期阻止有丝分裂，可以用来增加三倍化的速率，即染色体数的加倍。这些嵌合体植物自花受粉而产生二倍体（双单倍体）种子。此DH种子被培育且随后被评估，并在杂种测交生产中使用。

然而，用于产生DH种子的过程通常效力低下，即使已经开发了尝试增加DH产生频率的方法，包括用秋水仙碱的治疗。悬而未决的问题包括单倍体种子的低产量、导致用于DH植物生产的减少的自花授粉的降低的配子活力以及用于育种应用的不充分的DH种子产量。

本公开的种子采样系统（例如，系统10、系统110等）和相关方法（包括所述分析和种子培育方法）通过促进用于单倍体以及二倍体种子阶段的选择的潜力而表现出育种应用方面的进步。使用本公开的种子采样系统（例如，系统10、系统110等）和相关方法（包括所述分析和种子育种方法）可以提供单倍体种子的整个群体的高吞吐量采样，并且允许从种子去除的样本的后续分析。这还可以提供双单倍体种子的整个群体的高吞吐量散装。可以针对指示至少一个遗传或化学特性的一个或多个特性的存在或不存在来分析样本，并且基于分析的结果，然后可以选择一个或多个单独双单倍体种子，并且可以从所选双单倍体种子培育植物或植物组织。

本公开的种子采样系统（例如，系统10、系统110等）和相关方法（包括所述分析和种子育种方法）还可以包括与之相关联的操作，用于针对一个或多个特性来分析种子，诸如，例如遗传标记、转基因、被连锁至或诊断转基因的标记、与事件执行、事件评估以及特性集成等有关的特性以确定种子是处于单倍体或二倍体状态和/或选择优选遗传型和表型类别以经历加倍。

在另一实施例中，本公开的种子采样系统（例如，系统10、系统110等）和相关方法（包括所述分析和种子培育方法）可以用于确定连锁阶段的操作。通过使用来源于二倍体植物的种子胚乳组织，可以使用基因分型系统来确定亲本标记单倍型，该基因分型系统使得能够检测DNA样本中的不同等位基因频率。由于胚乳组织是三倍体，具有来源于雌配子的两个副本，可以通过将杂合后代粒子基因型分解来衍生出亲本系的连锁阶段（参见图1）。来自胚乳组织的DNA样本允许遗传标记的倍性水平的确定。遗传标记中的二倍体倍性水平指示母本遗传且遗传标记中的单倍体倍性水平指示父本遗传。

此外，可以使用差分等位基因频率数据来推断遗传连锁谱，但是不同于要求单倍体材料的方法，使用上述等位基因频率调用。遗传连锁谱的确定在单倍型表征、标记（或单倍型）－特性关联的映射的背景下具有巨大的实用性。这就单个对比散装种子而言是特别稳健的，并且因此非常适合于在与本公开的种子采样系统（例如，系统10、系统110等）和相关方法（包括所述分析和种子培育方法）的关联中使用。

在另一实施例中，还可以与用于预测用于特定感兴趣基因（GOI）的胚胎接合性的试验相结合地使用本公开的种子采样系统（例如，系统10、系统110等）和相关方法（包括所述分析和种子培育方法）。试验基于GOI的相对复制数和每个细胞或每个基因组的内部控制（IC）基因的比来预测胚胎接合性。一般地，此试验使用具有已知接合性的IC基因，例如在位点处是纯合子的（每个二倍体细胞两个IC副本，以便使GOI的测量结果归一化。IC的相对复制数与GOI的比预测细胞中的GOI复制数。在纯合细胞中，针对任何给定基因（或唯一遗传序列），基因复制数等于细胞的倍性水平，因为该序列在所有纯系染色体中存在于同一位点处。当细胞对于特定基因而言为杂合的（或者在转基因的情况下是半合子的）时，基因复制数将低于细胞的倍性水平。如果未检测到GOI，细胞对于位点而言是无效的，如对于转基因事件的负分离体或在经诱变处理的群体中可能发生的那样。因此可以由细胞中的基因复制数来确定任何位点处的细胞的接合性。

在特定实施例中，可以与用于预测玉米胚胎接合性的试验相结合地使用本公开的种子采样系统（例如，系统10、系统110等）和相关方法（包括所述分析和种子培育方法）。在玉米种子中，胚乳组织是三倍体，而胚胎组织是二倍体。胚乳复制反映胚胎的接合性：纯合（正或负）胚乳伴随纯合胚胎，杂合胚乳（1或2的GOI复制数）反映杂合（1的GOI复制数）胚胎。对于IC而言为纯合子的胚乳将包含三个IC副本。胚乳GOI复制数可以在从0（纯合负胚胎）至3（纯合正胚胎）范围内；并且在其中胚胎对于GOI而言为杂合（或者如果GOI是转基因，则对于GOI而言是半合子的）的种子中找到1或2的胚乳GOI复制数。可以根据胚乳IC复制数与胚乳GOI复制数（其可以在从0/3至3/3、亦即从0至1范围内）的比来确定胚乳GOI复制数（其可以在从0至3个副本范围内），这随后可以用来预测胚胎的接合性。

如在本领域中已知的，可以由用于复制数的量化的任何方便试验技术来确定GOI或IC的复制数。适当试验的示例包括但不限于Real Time（TaqMan?）PCR（加利福尼亚州福斯特城的Applied Biosystems）和Invader?（威斯康星州麦迪逊的Third Wave Technologies）试验。优选地，此类试验是以IC和GOI序列两者的放大效率相等或非常类似的方式开发的。例如，在Real Time TaqMan PCR试验中，将比来自双副本IC的信号迟一个放大周期来检测来自单副本GOI的信号（源细胞被确定为对于GOI而言是杂合的），因为GOI的量是IC的来那个的一半。对于同一杂合样本而言，Invader?试验将测量约1:2或0.5的GOI/IC比。针对对于GOI和CI两者而言为纯合子的样本而言，将与IC信号同时地检测GOI信号（TaqMan?），并且Invader试验将测量约2:2或1的GOI IC比。

这些方针适用于任何多倍体细胞或单倍体细胞（例如花粉细胞），因为GOI或IC的复制数仍与细胞的基因组复制数（或倍性水平）成比例。因此，可以对诸如玉米胚乳的三倍体组织执行这些接合性试验。此外，可以对超过2个副本或以与细胞的倍性在数值上不同的值测量用于GOI的复制数。当在自发地复制染色体或质体上及其他情况时，在通过换位进行GOI的复制之后，在具有>2个插入转基因的副本的某些转基因事件中，该方法仍适合于检测多倍体中的GOI。

在植物培育中，出于评估近交水平（亦即、基因固定程度）、分离异常（即，在转基因胚质中，母本遗传测试或者针对影响配子的配合的位点）以及远系杂交的水平（即，纯合性和杂合性的相对比例）的目的确定一个或多个位点处的接合性是有用的。类似地，一个或多个位点处的接合性程度可以用来估计杂交性和特定种子批是否满足如杂交种子所证明的用于销售的商业或管理标准。另外，在转基因胚质中，了解倍性或复制数以便在品质事件之间区别并帮助特性集成策略是有用的。

在另一实施例中，可以与用于改善用以针对一个或多个遗传特性的频率移位而监视一个或多个胚质库的能力的操作相结合地使用本公开的种子采样系统（例如，系统10、系统110等）和相关方法（包括所述分析和种子培育方法），其中，所述遗传特性包括标记、等位基因和单倍体基因型。在本领域中已知用以在最新衍生群体与其祖先系之间比较遗传标记频率，以便识别随时间推移而在频率方面增加的那些基因位点（美国专利号5,437,697和5,746,023）。具有超过具有预期等位基因频率的频率的那些位点被推断已经受选择。此外，假如育种程序中的主要选择标准是产率，则可预期的是可以使那些越来越频繁的等位基因与产率联系在一起。

在特定实施例中，可以与用以使得能够实现单倍型帮助育种的操作相结合地使用本公开的种子采样系统（例如，系统10、系统110等）和相关方法（包括所述分析和种子培育方法）。通过将出现的骨干系中的单倍型的频率与祖先骨干系（经由系谱分析确定）中的单倍型频率相比较，可以进行偏离预期单倍型频率的单倍型识别。此外，通过用于所述单倍型的单倍型效果估计的评估，还可以将增加频率的所述单倍型与用于一系列农业特性的表型结果联系在一起。可以使用遗传标记来确定从多个种子采样的单独种子的单倍型组成，并且选择且提升具有优选单倍型的种子。因此，用本技术，使得能够实现高级谱系发展程序的更精明的培育判定和建立。

已出于图示和描述的目的提供了实施例的前述说明。其并不意图是排他性的或限制本发明。特定实施例的单独元素或特征一般不限于该特定实施例，但是在适用的情况下，是可互换的，并且可以在所选实施例中使用，即使未具体地示出或描述。还可以以许多方式对其进行修改。不应将此类变化视为偏离本发明，并且所有此类修改意图被包括在本发明的范围内。

已提供了示例性实施例，使得本公开将是透彻的，并且将该范围完全传达给本领域的技术人员。阐述了许多特定细节，诸如特定部件、组件以及方法的示例，以提供本公开的实施例的透彻理解。对于本领域的技术人员而言明显的是不需要采用特定细节，可以以许多不同形式来体现示例性实施例，并且不应将其理解为限制本公开的范围。在某些示例性实施例中，未详细地描述众所周知的过程、众所周知的设备结构以及众所周知的技术。

本文中所使用的术语是仅仅是出于描述特定示例性实施例的目的，并且并不意图是限制性的。本文所使用的单数形式“一”、“一个”和“该”可以意图也包括复数形式，除非上下文另外明确地指出。术语“包括”、“包含”和“具有”是包括性的，并且因此指定所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在或添加。不应将本文所述的方法步骤、过程和操作理解为一定要求其执行按照所讨论和所示的特定顺序，除非被具体地识别为执行顺序。还应理解的是可以采用附加或替换步骤。

当将元件或层称为在另一元件或层“上面”、“接合到”、“连接到”或“联接到”另一元件或层时，其可以直接在另一元件或层上面、被接合、连接或联接到所述另一元件或层，或者可以存在中间元件或层。相反，当将元件称为“直接在另一元件或层上面”、“直接联接到”另一元件或层、“直接连接到”另一元件或层或“直接联接到”另一元件或层时，不可以存在中间元件或层。应以类似的方式解释用来描述元件之间的关系的其他词语（例如，“在...之间”对比“直接在...之间”、“邻近于”对比“直接邻近于”等）。本文所使用的术语“和/或”包括关联所列项目中的一个或多个的任何和所有组合。

虽然在本文中可以使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、部件、种子、构件和/或部，但这些元件、部件、种子、构件和/或部不应受到这些术语的限制。这些术语只能用来将一个元件、部件、种子、构件或部与另一元件、部件、种子、构件或部区别开。诸如“第一”、“第二”及其他数值术语的术语在本文中使用时并不意味着序列或顺序，除非由上下文清楚地指出。因此，在不脱离示例性实施例的讲授内容的情况下，可以将下文所讨论的第一元件、部件、种子、构件或部称为第二元件、部件、种子、构件或部分。

在本文中可以为了便于描述而使用空间相对术语，诸如“内”、“外”、“下面”、“之下”、“下”、“之上”、“上”等，以描述如图中所示的一个元件或特征与（一个或多个）另外元件或特征的关系。空间相对术语可以意图涵盖除图中所描述的取向之外的在使用中或操作中的设备的不同取向。例如，如果图中的设备被倒过来，则被描述为在其他元件或特征“之下”或“下面”的元件然后将在其他元件或特征“上面”定向。因此，示例性术语“下面”可以涵盖之上和之下的取向。另外可以对设备进行定向（旋转90度或处于其他取向），并且相应地解释本文所使用的空间相对描述词。