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用于从 种子除去组织样品的自动化系统和相关方法

阅读：687发布：2020-05-14

专利汇可以提供用于从种子除去组织样品的自动化系统和相关方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且提供了一种种子取样系统，所述种子取样系统包括自动化种子负载组件，所述自动化种子负载组件可操作以从多个种子中单拣种子或者能够负载单独储存的种子；以及自动化种子取样组件，所述自动化种子取样组件包括至少一个取样模块，所述至少一个取样模块可操作以从所述单拣的种子中的一个除去组织样品。所述系统还包括自动化种子输送组件，所述自动化种子输送组件包括至少一个保持构件，所述至少一个保持构件可操作以将所述单拣的种子从所述种子负载组件的至少一个升降器单元转移至所述种子取样组件的所述至少一个取样模块。与此相关，所述至少一个取样模块包括各自与取样器关联的多个取样位置，其中所述至少一个取样模块可操作以从取样位置中的一个位置处的种子除去组织样品，同时对所述取样位置中的另一个位置进行清洁以从中除去残留种子组织。，下面是用于从种子除去组织样品的自动化系统和相关方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种自动化种子取样组件，所述自动化种子取样组件包括至少一个取样模块，所述至少一个取样模块包括各自与取样器关联的多个取样位置，其中所述至少一个取样模块可操作以从取样位置中的一个位置处的种子除去组织样品，同时对所述取样位置中的另一个位置进行清洁以从中除去残留种子组织。
2.如权利要求1所述的组件，其中所述至少一个取样模块包括第一取样模块和第二取样模块，并且其中所述第一取样模块作为单元并且独立于所述第二取样模块从所述种子取样组件可拆卸。
3.如权利要求1所述的组件，其中所述至少一个取样模块还包括在所述取样位置中的每个位置处的至少一个吹出喷射口和至少一个收集端口用于清洁所述取样位置以从中除去残留种子组织。
4.如权利要求3所述的组件，所述组件还包括：
至少一个喷嘴块，所述至少一个喷嘴块耦接至所述至少一个取样模块，所述至少一个喷嘴块被配置为从所述至少一个取样模块接收从所述种子除去的所述组织样品并且将所述组织样品沉积在样品收集板的一个或多个孔中；以及
至少一个吹扫块；
其中所述至少一个喷嘴块被进一步配置为从所述至少一个取样模块的所述至少一个收集端口接收所述除去的残留种子组织并且接合所述至少一个吹扫块以将所述除去的残留种子组织输送至其上以供处置。
5.如权利要求1所述的组件，其中所述至少一个取样模块还包括可移动的种子夹持组件，所述可移动的种子夹持组件被配置为使第一种子朝向与所述取样位置中的一个位置关联的所述取样器移动，从而有助于从所述第一种子除去组织样品，同时对所述取样位置中的另一个位置进行清洁，并且随后使第二种子朝向与所述取样位置中的所述另一个位置关联的所述取样器移动，从而有助于从所述第二种子除去组织样品，同时对所述取样位置中的所述一个位置进行清洁。
6.如权利要求5所述的组件，其中所述种子夹持组件包括被配置为将所述第一种子固持在其间的第一对臂，以及被配置为将所述第二种子固持在其间的第二对臂。
7.如权利要求6所述的组件，其中所述至少一个取样模块还包括邻近所述取样器中的每个设置的样本收集漏斗以用于收集由所述取样器中的每个从种子除去的组织样品。
8.如权利要求6所述的组件，其中所述至少一个取样模块还包括邻近所述取样器中的每个设置的至少一个传感器，所述至少一个传感器被配置为确定由所述种子夹持组件固持的种子的位置。
9.如权利要求7所述的组件，其中所述至少一个取样模块还包括定位在与所述多个取样位置中的至少一个位置关联的所述种子夹持组件上的至少一个传感器，所述至少一个传感器被配置为：
在种子在所述多个取样位置中的所述至少一个位置处被所述种子夹持组件接收之前，确定所述种子的位置；以及
确定所述取样器在所述至少一个取样位置处的位置。
10.如权利要求1所述的组件，其中所述至少一个取样模块包括多个取样模块。
11.如权利要求10所述的组件，其中所述多个取样模块包括至少六个取样模块。
12.一种种子取样系统，所述种子取样系统包括：
自动化种子负载组件，所述自动化种子负载组件可操作以从多个种子中单拣种子，所述种子负载组件包括多个横向间隔开的升降器单元，所述升降器单元中的每个可操作以将所述单拣的种子中的一个致动至一般在所述升降器单元上方的位置中；
自动化种子取样组件，所述自动化种子取样组件包括多个横向间隔开的取样模块，所述取样模块中的每个可操作以从所述单拣的种子中的一个除去组织样品；以及自动化种子输送组件，所述自动化种子输送组件包括多个横向间隔开的保持构件，所述保持构件可操作以将所述单拣的种子从所述种子负载组件的所述升降器单元转移至所述种子取样组件的所述取样模块；
其中所述种子负载组件的所述升降器单元之间的横向间隔、所述自动化种子取样组件的所述取样模块之间的横向间隔以及所述自动化种子输送组件的所述保持构件之间的横向间隔是相同的。
13.如权利要求12所述的系统，其中所述保持构件被配置为在将所述种子呈递至所述取样模块之前，对从所述升降器单元接收的所述种子进行定向。
14.如权利要求13所述的系统，其中所述保持构件中的每个包括吸盘，所述吸盘被配置为固持从所述升降器单元接收的所述单拣的种子。
15.如权利要求12所述的系统，其中所述自动化种子取样组件包括与所述种子输送组件的多个所述保持构件相对应的多个取样模块。
16.如权利要求12所述的系统，所述系统还包括：
样品收集组件，所述样品收集组件被配置为从所述种子取样组件接收从所述种子除去的所述组织样品；以及
邻近所述样品收集组件的成像组件，所述成像组件被配置为当在所述样品收集组件处接收时采集所述组织样品的图像数据，和/或邻近所述样品收集组件的至少一个传感器，所述至少一个传感器被配置为测量在所述样品收集组件处接收的组织样品的质量。
17.如权利要求12所述的系统，所述系统还包括种子成像组件，所述种子成像组件被配置为当所述单拣的种子在所述种子输送组件处时捕获所述单拣的种子的图像数据。
18.如权利要求12所述的系统，所述系统还包括计算装置，所述计算装置被配置为在所述种子负载组件单拣所述种子时与在所述种子取样组件从所述单拣的种子除去组织时之间，调整与所述单拣的种子有关的所述组件的至少一个部件的操作。
19.一种用于从种子除去组织样品的自动化方法，所述方法包括：
从多个种子中单拣种子；
使所述单拣的种子与自动化种子输送组件的保持构件接合；
在所述保持构件处对所述种子进行定向，并且使所述定向的种子移动至自动化种子取样组件的取样模块；以及
在所述取样模块处从所述单拣的种子除去组织样品。
20.如权利要求19所述的方法，所述方法还包括由成像组件采集所述种子的图像数据；
并且
其中对所述种子进行定向包括基于所述种子的所述采集的图像数据将所述种子定向至所需的取向。
21.如权利要求19所述的方法，所述方法还包括在样品板中接收从所述单拣的种子除去的所述组织样品以及在种子托盘中接收已除去所述组织样品的所述单拣的种子。
22.如权利要求21所述的方法，所述方法还包括将标识赋予所述种子和从所述种子除去的所述组织样品，由此所述标识能够用于随后识别所述种子托盘中的所述种子和所述样品板中的所述相应的组织样品。
23.如权利要求19所述的方法，所述方法还包括分析所述组织样品的一种或多种特征，所述一种或多种特征选自由以下组成的组：遗传标记、单核苷酸多态性、简单序列重复、限制性片段长度多态性、单倍型、标签SNP、遗传标记的等位基因、基因、源自DNA的序列、源自RNA的序列、启动子、基因的5'非翻译区、基因的3'非翻译区、微小RNA、siRNA、QTL、卫星标记、转基因、mRNA、ds mRNA、转录谱以及甲基化模式。
24.如权利要求19所述的方法，所述方法还包括分析所述组织样品，以及基于所述组织样品中与QTL遗传连锁的一种或多种特征的存在来选择或不选择已除去所述组织样品的所述种子，所述QTL选自由以下组成的组：除草剂耐受性、抗病性、抗昆虫性或抗害虫性、改变的脂肪酸、蛋白质或碳水化合物代谢、增加的谷粒产量、增加的油、增加的营养含量、增加的生长速率、增强的胁迫耐受性、优选的成熟度、增强的感官性质、改变的形态特征、其他农艺性状、用于工业用途的性状、提高消费者吸引力的性状，以及作为多性状指数的性状的组合。
25.如权利要求19所述的方法，所述方法还包括分析所述组织样品，以及基于所述组织样品中与单倍型遗传连锁的一种或多种特征的存在来选择或不选择已除去所述组织样品的所述种子，所述单倍型与选自由以下组成的组的QTL相关：除草剂耐受性、抗病性、抗昆虫性或抗害虫性、改变的脂肪酸、蛋白质或碳水化合物代谢、增加的谷粒产量、增加的油、增加的营养含量、增加的生长速率、增强的胁迫耐受性、优选的成熟度、增强的感官性质、改变的形态特征、其他农艺性状、用于工业用途的性状、提高消费者吸引力的性状，以及作为多性状指数的性状的组合。
26.如权利要求19所述的方法，其中在所述取样模块处从所述单拣的种子除去所述组织样品包括在所述取样模块的第一取样位置处从所述单拣的种子除去所述组织样品；
还包括在所述取样模块的所述第一取样位置处从所述单拣的种子除去所述组织的大约同一时间，经由收集端口从所述取样模块的第二取样位置除去残留种子组织。
27.如权利要求19所述的方法，其中从所述多个种子中单拣所述种子包括从所述多个种子中单拣预先识别的并且单独被包含、定位或管理的种子。

说明书全文

用于从种子除去组织样品的自动化系统和相关方法

[0001] 相关申请的交叉引用

[0002] 本申请要求2017年6月21日提交的美国临时申请号62/523,072的权益和优先权。上述申请的全部公开内容以引用的方式并入本文。

技术领域

[0003] 本公开总体上涉及用于从生物材料，例如像种子等除去组织样品的自动化系统和方法。

背景技术

[0004] 此部分提供与本公开相关的背景信息，所述背景信息不一定是现有技术。

[0005] 在植物发育中，通过选择性育种或遗传操作在植物中进行遗传改良，并且当实现期望的改良时，通过种植和收获几代内的种子来开发或扩大商业量。然而，并非所有收获的种子都表达所需的性状，并且因此需要从大量种子中剔除这些种子。为了加快增加种子的数量的过程，可从原始数量的种子中取得统计样品并进行测试，以剔除未充分表达所需性状的种子(或与所述统计样品相关的种子组)。发明内容

[0006] 此部分提供本公开的总体概述，而并非是本公开的全部范围或其全部特征的全面公开。

[0007] 本公开的示例性实施方案总体上涉及自动化种子取样组件。在一个这样的实施方案中，自动化种子取样组件通常包括至少一个取样模块，所述至少一个取样模块具有各自与取样器关联的多个取样位置，其中所述至少一个取样模块可操作以从取样位置中的一个位置处的种子除去组织样品，同时对所述取样位置中的另一个位置进行清洁以从中除去残留种子组织。

[0008] 本公开的示例性实施方案总体上还涉及种子取样系统。在一个这样的实施方案中，种子取样系统通常包括自动化种子负载组件，所述自动化种子负载组件可操作以从多个种子中单拣种子(或从一组单独固持的种子负载单粒种子)，其中所述种子负载组件包括多个横向间隔开的升降器单元，所述升降器单元中的每个可操作以将所述单拣的种子中的一个致动至一般在所述升降器单元上方的位置中。所述系统还包括自动化种子取样组件，所述自动化种子取样组件包括多个横向间隔开的取样模块，所述取样模块可操作以从所述单拣的种子中的一个除去组织样品；以及自动化种子输送组件，所述自动化种子输送组件包括多个横向间隔开的保持构件，所述保持构件可操作以将所述单拣的种子从所述种子负载组件的所述升降器单元转移至所述种子取样组件的所述取样模块。与此相关，所述种子负载组件的所述升降器单元之间的横向间隔、所述自动化种子取样组件的所述取样模块之间的横向间隔以及所述自动化种子输送组件的所述保持构件之间的横向间隔通常是相同的或大约相同的。

[0009] 本公开的示例性实施方案总体上进一步涉及用于从种子除去组织样品的自动化方法。在一个这样的实施方案中，一种方法通常包括从多个种子中单拣种子；使所述单拣的种子与自动化种子输送组件的保持构件接合；在所述保持构件处对所述种子进行定向，使所述定向的种子移动至自动化种子取样组件的取样模块；并且在所述取样模块处从所述单拣的种子除去组织样品。

[0010] 根据本文提供的描述，进一步的应用领域将变得显而易见。本概述中的说明和具体实例仅意图用于说明的目的而并非意图限制本公开的范围。附图说明

[0011] 本文描述的附图仅仅是出于选定实施方案而不是所有可能的实现方式的说明性目的，并且并不意图限制本公开的范围。

[0012] 图1是种子取样系统的透视图，所述种子取样系统包括本公开的一个或多个方面并且被配置为单拣种子并从所述单拣的种子除去组织样品；

[0013] 图2是图1的种子取样系统的另一透视图；

[0014] 图3是图1的种子取样系统的侧视图；

[0015] 图4是图1的系统的种子负载组件的一部分的透视图，所述透视图示出种子负载组件的排队站；

[0016] 图5是图1的系统的种子负载组件的另一部分的透视图，所述透视图示出所述种子负载组件的种子单拣单元；

[0017] 图6是图5的种子单拣单元的一部分的透视图，所述透视图示出其料斗和分离轮；

[0018] 图7是图5的种子单拣单元的一部分的另一透视图，所述透视图进一步示出其料斗和分离轮；

[0019] 图8是图1的系统的种子负载组件的一部分连同种子成像组件和种子取样组件的透视图；

[0020] 图9是图8的局部视图，所述局部视图进一步示出种子负载组件的一部分以及成像组件；

[0021] 图10是图8的种子负载组件的升降器单元的局部透视图；

[0022] 图11是图1的系统的种子输送组件的透视图；

[0023] 图12是图1的系统的种子负载组件的一部分连同种子成像组件和种子取样组件的透视图；

[0024] 图13是图1的系统的种子取样组件的局部透视图，其中取样模块从其中拆卸；

[0025] 图14是图1的系统的种子取样的示例性取样模块的透视图；

[0026] 图15是图14的取样模块的局部透视图，其中拆卸所述取样模块的外壳；

[0027] 图16是图15的取样模块的放大的局部透视图；

[0028] 图17是图1的系统的样品收集组件的透视图；

[0029] 图18是图17的样品收集组件的喷嘴块的透视图；

[0030] 图19是图18的喷嘴块的局部截面视图；

[0031] 图20是图1的系统的种子收集组件的透视图；

[0032] 图21A是可在图1的系统中使用的种子托盘的示例性实施方案的透视图；

[0033] 图21B是可在图1的系统中使用的样品板的示例性实施方案的透视图；

[0034] 图22是图1的系统与适合或与其一起使用的控制系统之间的示例性关系的框图；并且

[0035] 图23是可在图22的示例性布置中使用的计算装置的框图。

[0036] 贯穿附图中的若干视图，对应参考标号指示对应部分。

具体实施方式

[0037] 现在将参考附图更全面地描述示例性实施方案。本文中包括的描述和具体实例仅意图用于说明的目的而并非意图限制本公开的范围。

[0038] 图1-20示出包括本公开的一个或多个方面的自动化种子取样系统10的示例性实施方案。所示的系统10适用于从生物材料中除去样品(例如，对所述材料进行取样、切削所述材料等)。样品可包括例如组织样品等。并且，生物材料可包括例如种子等。再次，示例性实施方案仅出于说明性目的而提供，并且可与本文公开的一种或多种方法结合使用。

[0039] 如图1-3所示，种子取样系统10通常包括自动化种子负载组件12、自动化种子输送组件14、自动化种子成像组件16和自动化种子取样组件18。一般来说，种子负载组件12操作(作为本文方法的一部分)以从一定数量(例如，多个等)种子单拣(或分离、或选择等)单独种子，和/或将一组单独种子(例如，一组此类单拣的种子等)负载至种子取样系统10。进而，通常设置在种子成像组件16和种子取样组件18上方的种子输送组件14操作以使所述单拣的种子从种子负载组件12移动至种子成像组件16，且然后移动至种子取样组件18，其中最终从所述单拣的种子除去组织样品(例如，来自所述种子中的每个的单一样品，来自所述种子中的每个的多个样品等)。并且，收集所述组织样品以及已除去所述组织样品的种子，以使得维持它们之间的关系(例如，一对一关系，以使得随后可基于从中除去的样品等来识别所述种子)。然后可对组织样品进行分析以确定从其取得所述组织样品的相应种子是否表现出一种或多种所需的性状。并且，基于所述分析，随后可根据需要识别并使用已除去所述组织样品的相应种子。

[0040] 种子取样系统10以及其种子负载组件12、种子输送组件14、种子成像组件16和种子取样组件18的操作是自动化的，并且可例如通过在本公开范围内的中央控制系统(广义地，计算装置等)来进行控制(和/或协调)。此外，种子负载组件12、种子输送组件14和/或种子取样组件18的部件可使用例如所需的气流等来气动地操作。此类气动操作可应用于使种子移动通过种子取样系统10以及在组件12、14、18之间移动。此类气动操作还可包括吸引种子通过取样系统10(例如，经由真空法等)、迫使种子通过系统10(例如，经由空气射流等)、致动种子取样系统10的部件和/或它们的组合，例如以帮助抑制种子在输送过程中的损坏、以有助于系统10的部件的有效操作等。

[0041] 在所示的实施方案中，种子负载组件12、种子输送组件14、种子成像组件16和种子取样组件18通过诸如固定支架、梁、平台、基座、托架等的各种结构支撑，并且包括各种耦接器(例如，阀、管连接器等)。尽管此类结构和/或耦接器对于种子取样系统10的构造是必需的，但是对于本领域的技术人员容易且充分地理解种子取样系统10的结构、功能和操作来说，此类结构和/或耦接器的放置、取向和互连的描述不是必需的。特别地，在整个附图中清楚地示出了此类结构，并且因此本领域技术人员容易地理解它们的放置、取向和互连。

[0042] 种子取样系统10的种子负载组件12包括用于从种子包或其他种子容纳装置(例如，管、池、盒、圆筒、板等)接收种子以进行取样的排队站20(其中所述种子包可包括任何所需类型和/或数量的种子，例如，如本文所述)。所述种子包可代表出于一种或多种原因(例如，出于本文所述的一种或多种原因等)而需要进行分析的不同项目或种子分组。每个种子包通常包括与其相关的标记(例如，条形码、QR码、RFID标签、磁性标签、磁条、字母和/或数字标记、另一种标记等)。所述标记然后可用于识别关于对应种子包(以及其中包括的种子)的逻辑数据。这种逻辑数据可基于种子包中的每个特定种子的特定基因型或属性来生成，并且可包括例如其中的种子的特征和/或性状，如类型、大小、形状、颜色、组成、质量、重量、遗传性状等。另外，逻辑数据可包括指示是否要分析种子包中的种子以及对于待分析的种子而言，待执行的特定分析以及对所述种子和/或它们的要求的分析的特定取样要求(例如，包括待从所述种子取得的许多组织样品等)的数据。逻辑数据然后可由中央控制系统(或直接由系统10)用于设置、引导、更新、修改等如本文所述的系统10的各种部件，以使得从给定组织除去适当的组织样品并且以使得可执行所述组织样品的适当分析(特别地，例如，在系统10与被配置为执行本文所述的不同分析的一个或多个分析单元集成的情况下)。据此，这种逻辑数据可涉及(但不限于)种子包中的种子的类型、此类种子的样品大小、待执行的分析、这种分析所需的大量样品等。逻辑数据可以任何合适或合乎需要的格式进行编译，例如，可将逻辑数据编译成种子取样系统10(例如，经由合适的网络等)和/或其用户然后可访问的一个或多个电子数据结构、数据库、电子表格和/或查找表等。

[0043] 作为一个实例，为了起始种子取样系统10的操作，可将来自给定种子包的标记输入至控制系统(例如，经由用户界面、经由与阅读器/输入装置等通信)，所述控制系统经由网络等与种子取样系统10通信。特别地，例如，排队站20可包括被配置为扫描(广义地，阅读)给定种子包上的标记的阅读器，或者单独的阅读器(例如，手持式扫描仪输入装置等)可用于扫描标记。在任一情况下，与控制系统关联的处理器进而可访问与逻辑数据结构中(例如，在与控制系统的处理器关联的存储器中的数据结构中，在控制系统的处理器可经由网络访问的远程数据结构中等)的种子包关联的逻辑数据。然后，基于所述逻辑数据，所述处理器可如下文所详细描述来控制系统10的操作(即使可能并未明确提及处理器)，以设置自定义处理条件(例如，气压、真空压力、部件位置、定时、组织除去参数等)来从给定种子包中的种子除去所需的组织样品等。在各个实施方案中，可通过用户界面自动读取或解释与种子包相关的标记并且将所述标记自动输入至控制系统。在一个实例中，标记可包括条形码，并且用户界面可包括合适的条形码阅读器。因此，为了起始系统10的操作，用户或操作者可使用条形码阅读器来扫描条形码，并且控制系统的处理器然后可解释所述条形码，访问与所述条形码相对应的数据结构中的逻辑数据，并且在适当的情况下控制系统10的操作(例如，基于逻辑数据，系统10可确定种子包中的种子的样品大小、样品数量等；等等)。

[0044] 另外参考图4，在扫描给定种子包时，在将使用种子取样系统10对所述种子包中的相应种子进行取样和分析时，系统10被配置为致动排队站20的门28(例如，打开门28、解锁门28等)，以使得可将所述种子包中的一种或多种所需种子接收到排队站20中(例如，基于初始扫描等)。与此相关，排队站20包括过滤器单元30(例如，滤网、磁棒、它们的组合等)以用于从接收的种子中除去不需要的和/或不想要的污染物。当种子移动通过过滤器单元30时，它们被接收在排队站20的多个队列32中的一个中，以准备用于后续处理。在所示的实施方案中，排队站20包括六个队列32，每个队列通过可移动的障碍物34(或门)隔开以用于选择性地固持(并隔离)来自排队站20中接收的不同种子包的种子的不同分组(以使得种子或项目的六个不同的分组可根据需要在所示的系统10中按顺序处理(其中每个分组固持在六个不同队列32中的一个中)。应理解，排队站20可在其他实施方案中包括其他数量的队列32(例如，除了六个以外，至少一个、至少两个、大于六个等)，这取决于操作需求等。此外，排队站20可被配置为使得可一起处理队列32中的不同队列(例如，可将队列32中的不同队列中的种子一起移动到系统100中等)来潜在创建更大的队列(由单独队列32中的多个队列组成等)以容纳更大量的种子。

[0045] 然后，在种子取样系统10中，当所需的种子(来自所需数量的种子包)被接收在排队站20中时，种子取样系统10被配置为使队列32中的一个(例如，图4中的最底部队列32等)内的种子移动至种子负载组件12的种子单拣单元36(例如，经由诸如真空压力和合适的管(未示出)的诱导气流等)。

[0046] 现在参考图5-7，在种子接收在种子单拣单元36处(经由入口38)后，种子的速度最初通过种子减速器40(图5)减慢/降低，并且所述种子然后被收集在迁移队列42中。一旦将来自给定种子包的所有种子收集在迁移队列42中，所述种子然后就(经由自动化门44)释放至料斗46。料斗46限定、包括等用于将种子接收并固持在其中的储库47(图6和图7)(例如，来自迁移队列的给定种子包的所有种子等)。然后将分离轮48设置成至少部分地与料斗46的储库47连通(并且特别地与储库47中的种子连通)。分离轮48被配置为相对于料斗46旋转(经由电动机50)。并且，如图6中最佳所示(其中盖52从分离轮48拆卸)，分离轮48的孔口54(与真空源结合)被配置为从料斗46中的种子的分组捕获单独种子并且根据需要将所述种子保留在所述孔口中(经由所需的真空压力，例如，根据所述种子的给定逻辑数据，基于接收到系统中的特定种子(例如，所述真空压力可基于种子类型、种子大小、种子质量等被配置为特定值)并且潜在优化种子拾取效率)。传感器56靠近分离轮48设置，以例如感测单独种子是否被正确地捕获在各个孔口54中(例如，一个孔口54中一粒种子等)、在种子进入孔口54和/或通过传感器56移动时对所述种子进行计数(例如，作为用于监测进入种子取样系统10的种子数量和离开种子取样系统10的种子数量的质量控制的一部分等)、它们的组合等。在其他示例性实施方案中，种子取样系统可包括具有分离轮的种子负载组件，所述分离轮在其中具有不同数量和/或大小的孔口。此外，在其他示例性实施方案中，种子取样系统可包括具有单拣单元的种子负载组件，所述单拣单元利用除分离轮以外的特征来单拣种子(例如，振动分离器等)。例如，在其他示例性实施方案中，种子取样系统的种子负载组件可被配置为将具有单独种子的一个或多个板负载到所述系统中或所述系统上。与此相关，所述系统可另外包括具有移动致动器(例如，臂等)的排队系统(或与种子负载组件关联的排队特征)，所述移动致动器使一粒或多粒所需种子从板移动至与种子负载组件连接的转移管(由此将所述种子负载至所述系统也基本上经由所述排队系统自动化等)。

[0047] 在操作中(并且作为本公开的方法的一部分)，种子单拣单元36的分离轮48旋转(经由电动机50)以使孔口54大体上移动通过料斗46的储库47。当分离轮48旋转时，吸力被提供至孔口54(经由真空源)，以使得穿过和/或邻近料斗储库47的孔口54将单独种子捕获并固持在孔口54内。随着分离轮48继续旋转，所述分离轮使孔口54移动并使捕获的种子从料斗储库47中移出并通常远离所述料斗储库移动，经过传感器56并且至沉积隔室58。在沉积隔室58中，所述捕获的种子(经由孔口54内的减小的吸力和/或经由刮板(未示出))从孔口54中移除并被接收(例如经由重力、真空压力等)在延伸至转向器60的输送室(不可见)。分离轮48然后继续旋转，并最终使排空的孔口54移动回至料斗储库47以从料斗46捕获另外的种子(在适当的情况下)，例如直到来自料斗46中的给定种子包的所有种子都被转移至转向器60，或者直到来自料斗46的所需数量的种子被转移至转向器60等。

[0048] 在所示的实施方案中，种子单拣单元36的料斗46包括卸料门62(图7)。在完成种子项目后(即，从种子项目单拣所有所需种子后)，如果任何种子仍保留在料斗46中(并且不能被转移至转向器60或不意图被转移至转向器60)，则系统10被配置为致动卸料门62(例如，打开卸料门62等)，以使得可将料斗46的储库47中的剩余种子除去并收集在所需的丢弃容器中(从而使料斗46准备从排队站20接收种子以用于与另一个项目关联的另一个种子包)。与此相关，可在料斗46内使用诸如加压空气等的其他特征，以帮助确保任何剩余的种子通过卸料门62从料斗46中除去，并且被输送至丢弃容器。

[0049] 特别参考图5，种子单拣单元36的转向器60通常被设置在分离轮48的下方(和沉积隔室58的下方)。转向器60被配置为接收从分离轮48移除的种子并且将所述种子中的每个单独地分配至转向器歧管66。此外，转向器60被配置为在多个不同的位置之间旋转以与延伸穿过转向器歧管66的多个导管68中的一个对准，从而(例如，经由重力、诱导气流、机械操作等)将单独种子从料斗46转移至导管68中的适当导管(例如，从而为向前移动通过系统10的单拣的种子限定多个单独的种子路径等)。例如，当转向器60将单粒种子转移至导管68中的一个时，所述转向器随后旋转成与导管68中的另一个对准并且将另一单粒种子转移至其中。可重复这一过程，直到歧管66中的导管68中的每个接收到单粒种子。与此相关，传感器(未示出)可与转向器60和/或导管68关联，以例如感测转向器60和/或导管68中接收的种子，在种子进入转向器60和/或导管68时对所述种子进行计数，在种子离开转向器60和/或导管68时对所述种子进行计数、它们的组合等。在所示的种子取样系统10中，转向器歧管66包括七个导管68(尽管在图5中仅可见三个)。并且，在七个导管68中，六个被配置为将种子引导至取样组件18，并且一个被配置为根据需要或在适当的情况下将种子引导至丢弃容器(例如，由转向器60接收的过量种子，特别是由转向器60基于种子的通过传感器获得的数据接收的种子等)。然而，应了解，转向器歧管66可在其他实施方案中包括其他数量的导管(例如，至少一个、至少六个、至少七个、至少八个等)，例如，基于待由系统10限定和/或包括在所述系统中的多个种子路径(并且根据需要，通常具有用于丢弃种子的至少一个另外的导管)。

[0050] 如图8-10所示，种子负载组件12还包括用于接收来自转向器歧管66的单拣的种子的多个升降器单元70(例如，所示的实施方案中的六个升降器单元70等)。升降器单元70通常被定位在种子单拣单元36下方(并且因此通常被定位在转向器60和转向器歧管66下方)。升降器单元70中的每一个与转向器歧管66的导管68中的一个连通(例如，经由从导管68延伸至升降器单元70的入口72的输送管(未示出)等)。如此，来自歧管66的单拣的种子可被转移(例如，经由重力、诱导气流等)至升降器单元70以用于随后转移至种子输送组件14(作为系统10中单拣的种子的多个单独种子路径的一部分(即，其中每个升降器单元构成每个种子路径的一部分))。一般来说，当升降器单元70为空的并准备好接收种子时(例如，当升降器单元70处的先前种子已经被传送至种子输送组件14时等)，单拣的种子被从转向器歧管
66转移至升降器单元70。与此相关，单拣的种子可一次一粒从转向器歧管66转移至升降器单元70(例如，当歧管66的导管68中的一个接收来自转向器60种子时，它可立即将所述种子转移至升降器单元70中的相应一个等)。或者，可将单拣的种子固持在转向器歧管66中，直到所有导管68填充有种子，并且然后将导管68中的所有种子按顺序或通常同时转移至升降器单元70的相应升降器单元中。

[0051] 如图10中具体所示(示出升降器单元70的实例之一)，升降器单元70包括在缩回位置(如图10所示)与升高位置(通常在缩回位置上方)之间可移动(例如，经由气动操作等)的活塞74。当处于升高位置中时(或当处于缩回位置中时)，活塞74可将来自转向器歧管66的种子接收到活塞74的末端部分76上(经由入口72和从入口72引导穿过升降器单元70至活塞74的相应通道(不可见))。活塞74然后被配置为呈递种子以转移/移交至种子输送组件14(以随后输送至种子成像组件16和种子取样组件18)。在各种实施方案中，活塞74的末端部分76可包括用于接收和保留种子(例如，经由例如通过活塞74施加于其上的负压吸引等)的吸盘(例如，如下文所述的真空吸盘等)。然而，如可理解的是，这在系统10的所有实施方式中不是必需的。

[0052] 此外在升降器单元70中，活塞74可从升高位置致动至缩回位置(再次，如图10所示)，在所述缩回位置中，活塞74的末端部分76暴露于出口78。如果错过了移交至种子输送组件14、或者如果在给定时间在升降器单元70中检测到多个种子、或者如果检测到(经由所述升降器单元处的传感器)种子具有一种或多种特定特征(例如，基于中间分析等的不期望的特征、特定大小、特定类型等)等，则可将活塞74致动至缩回位置，例如以通过出口78从升降器单元70排出种子(例如，经由重力、经由压缩空气源80、经由真空压力等)(例如，至残余物箱、另一个位置等)。与此相关，传感器或其他成像装置可与升降器单元70关联，以感测从歧管66接收的种子、以在种子进入所述升降器单元时对所述种子进行计数、以评价待从升降器单元70中排出的种子(例如，评价种子的特定特征等)和/或它们的组合等(例如，在对种子进行取样和处理之前，作为在种子路径中从系统10除去或排出种子的最后一个点或机会，并且由此影响系统10的收集操作；等)。此外，在将种子成功地转移至种子输送组件14(例如，经由压缩空气源80等)之后等，例如当通过传感器中的一个被确定为必要时，可将活塞74致动至缩回位置以大体上清洁升降器单元70。

[0053] 据此，应了解，种子单拣单元36的分离轮48和转向器60与转向器歧管66的导管68结合允许从最初接收在料斗46(与给定种子包有关)中的种子数量中单拣单独种子。如此，种子负载组件12操作以将单独种子提供至种子输送组件14，以随后转移至种子成像组件16和种子取样组件18(以使得通常从这一点开始在系统10中记录并追踪单一种子身份作为通过系统10的单独种子路径的一部分)。此外，并且如上所述，与转向器60、转向器歧管66(及其导管68)和/或升降器单元70中的一个或多个连通设置的传感器有助于进一步确保一次仅一粒种子从种子负载组件12转移(从而有助于促进系统10的单一种子身份特征)。此外，经由本文中的传感器和/或成像组件/单元(其可(无限制地)位于分离轮48、转向器60和升降器单元70处，并且其可另外包括其他传感器和/或本文所述的成像组件/单元)，可捕获与种子有关的其他数据，包括例如红外(IR)图像、近红外(NIR)图像、种子颜色、种子大小、病害分级等。此类数据然后可由系统10用来增强上游和/或下游操作(例如，取样设置、工艺流程速度等)和/或基于一种或多种相关分类或其他从所述系统中除去或排出所述种子中的特定种子(例如，在歧管66处经由丢弃导管68、在升降器单元70处经由出口78等)以供处置、分选、收集等。

[0054] 现在参考图11，种子取样系统10的种子输送组件14通常包括平移机构82和安装在由平移机构82支撑的输送器86中的多个保持构件84(例如，在所示实施方案中六个保持构件84等)。所示的平移机构82通常包括耦接至引导件90的第一托架88，由此第一托架88可在沿引导件90的总体线性方向上移动(例如，可经由致动器、经由电动机驱动单元等滑动)。平移机构82还包括耦接至驱动器94(例如，耦接至皮带驱动器、链驱动器等)的第二托架92，由此第二托架92可经由驱动器94的移动在总体线性方向上移动(通常垂直于第一托架88的移动)。以这种方式，平移机构82被配置为使输送器86和保持构件84相对于种子负载组件12(并且特别是相对于其升降器单元70)在两个方向上移动。例如，种子输送组件14通常被设置在种子负载组件12的升降器单元70上方，并且也在种子成像组件16和种子取样组件18上方(还参见图3)。与此相关，第一托架88被配置为使输送器86在系统10中总体上水平地移动(在与升降器单元70、种子成像组件的成像单元96以及种子取样组件18的取样模块98对准的总体上平行的方向上(例如，如图1所示，在系统10的X方向上等))，并且总体上垂直地移动(例如，如图1所示，在所述系统的Z方向上等)。

[0055] 种子输送组件14的保持构件84可从输送器86(例如，经由活塞100等)延伸，并且被配置为根据需要成角度地移动。这允许保持构件84根据需要移动以从升降器单元70取回(并捕获)种子(例如，即使当升高的种子没有立即与保持构件84垂直对准时等)。此外，保持构件84还被配置为旋转，以使得一旦从升降器单元70取回种子，保持构件84就可操作以将所述种子定向在所的取向、位置中等。与此相关，保持构件84包括末端部分102，所述末端部分被配置为保留、固持等从升降器单元70接收的种子。在所示的实施方案中，末端部分102包括用于接收和保留种子(例如，经由负压抽吸等)的吸盘(例如，真空吸盘等)。所述吸盘可包括限定例如有利于固持种子的V形、U形、其他形状的杯形末端部分。所述吸盘被配置为使得当负气压被提供至吸盘时(经由合适的方式)，种子可被接合并由此保留(其中一个吸盘中接收一粒种子)。然后，当种子通过保持构件84有效地转移至取样组件18并且其末端部分102释放种子时，可向吸盘(在末端部分102处)提供正气压(再次经由合适的方式)以总体上清洁末端部分102并且帮助抑制任何堆积并帮助提高种子拾取效率。在其他示例性实施方案中，种子取样系统可包括具有保持构件的种子输送组件，所述保持构件的末端部分限定除了用于接收和保留种子的吸盘外，还限定例如机械固持器、种子夹持机构等。

[0056] 在种子输送组件14的操作中(当种子负载组件12的升降器单元70使种子移动至升高位置时)，第一托架88被配置为将输送器86总体上定位在升降器单元70上方，并且第二托架92然后被配置为使保持构件84移动到紧靠其活塞74上方的位置中(以使得保持构件84中的每一个位于升降器单元70中的相应一个上方)。进而，保持构件84(具体地，保持构件84的末端部分102)被配置为然后接合升降器单元70并从所述升降器单元接收种子。如上所述，这可涉及根据需要致动保持构件84以允许其末端部分102适当地接合种子(例如，使保持构件84相对于输送器86朝向种子延伸，使保持构件84相对于输送器86成角度地移动等)。此外，一旦种子被接合(并被捕获)，种子输送组件14的第二托架92被配置为升高输送器86(和捕获的种子)，并且第一托架88被配置为使种子移动至种子成像组件16，如下所述。

[0057] 种子取样系统10的种子成像组件16在图12中示出并且被构造且可操作来对由种子输送组件14捕获的种子中的每个进行成像。特别地，种子成像组件16被配置为收集固持在种子输送组件14的保持构件84中的种子中的每个的至少一个图像(当种子输送组件14使种子移动至种子成像组件16时)。收集的种子成像组件16处的种子的图像可以是任何所需类型的图像。例如，图像可以是视觉图像(彩色和/或黑白)、IR图像(与IR波段相关)(例如，以“查看”单倍体种子等)、NIR图像或NMR/MRI图像或任何其他类型的图像或有关的光谱数据。此外，所述图像可包括二维图像(通过所述二维图像，然后可收集所述种子中的每个的二维(2-D)种子度量，包括(但不限于)帽/尖端位置、种子面积、种子形状、病害等)，或者所述图像可包括从多个2-D图像得到的三维(3-D)图像，或者利用激光轮廓仪或任何技术组合来得到3-D测量值。

[0058] 一旦收集了图像，就将所述图像传送至控制系统以存储在相关的数据结构中并如本文所述进行处理。例如，图像可用于确定种子在保持构件84处的取向，并且用于引导保持构件84的操作以在取样操作之前使种子旋转并定向在所需的位置中。与此相关，例如，所述图像可用于定位种子的胚，以使得可将种子定向(通过保持构件)在所需的位置中，由此当将种子递送至取样组件18时，可从种子除去样品而不损坏胚。此外，例如，当执行取样操作例如以用于单种子表型分析时，所述图像可用于帮助分析与对从种子除去的组织样品进行的任何组织分析有关的种子(例如，以确定种子体积和/或种子形状、识别病害、识别不能存活的种子材料等)和/或作为质量控制程序的一部分以监测种子取样系统10的操作(例如，以帮助调整(例如，加速、减慢等)系统10的各种过程(例如，种子负载组件12、种子输送组件14、种子取样组件18等的过程)而不会中断所述过程等)。此外，例如，所述图像可用于引导种子取样组件18在从种子除去组织中的操作(例如，直接操作种子取样组件18等)。

[0059] 在所示的实施方案中，种子成像组件16包括多个成像单元96，所述成像单元总体上定位在升降器单元70下方并且总体上定位在升降器单元70与种子取样组件18的取样模块98之间(还参见图8)。成像单元96总体上与种子取样系统10的底板106中的开口104对准，以允许通过成像单元96访问固持在种子输送组件14的保持构件84处的种子。据此，成像单元96可包括例如能够捕获上述类型的图像(和/或适合于系统10的特定成像应用)的照相机等。另外，在一些实施方案中，种子成像组件16还可包括(例如，作为成像单元96的一部分或与其组合等)被设置用于根据需要照明成像单元96的视场的一个或多个光源(尽管并非在所有实施方案中都需要此类光源)。当存在时，所述一个或多个光源可包括适合于系统10的特定成像应用的任何类型的光源(例如，白炽灯、荧光灯、紫外灯、红外(IR)灯、发光二极管(LED)等)。据此，所示的系统10包括三个成像单元96，其中每个成像单元被配置为对与系统10的两个相邻种子路径有关的种子成像。然而，应了解，在其他实施方案中，系统10可包括其他数量的成像单元(例如，取决于系统10中的种子路径的数量等)，和/或系统10可为每个种子路径包括一个成像单元。

[0060] 在种子成像组件16的操作中，种子输送组件14的第一托架88被配置为使输送器86(和捕获的种子)从升降器单元70移动至种子成像组件16之上的位置(在系统10的X方向上)，以使得成像单元96中的每个的视场(通过开口104)至少包括捕获在种子输送组件14中的种子中的至少一粒的底部部分(以及更具体地，在所示的实施方案中，两粒相邻的种子，以使得两个相邻的种子在成像单元96中的每个的视场内，其中成像单元96然后各自捕获两个种子的一个或多个图像)。种子输送组件14的第二托架92然后被配置为朝向成像单元96(在系统10的Z方向上)降低输送器86和种子，其中成像单元96捕获所述种子的一个或多个图像。在各种实施方案中，第二托架92可被配置为降低输送器86，以使得种子移动通过底板106的开口104并且到邻近成像单元96的位置中(以使得成像单元96被配置为收集所述种子的多个部分的图像，例如当降低种子时(从而收集所述种子的底部部分的图像)以及在将种子定位成邻近成像单元96之后(从而收集所述种子的侧部分的图像)。一旦收集了所需的图像，种子输送组件14被配置为升高种子(经由第二托架92)并且使种子(经由第一托架88)移动至种子取样组件18(再次在系统10的X方向上)。在其他实施方案中，种子输送组件14可简单地使捕获的种子从升降器单元70移动至种子成像组件16之上的位置(在系统10的X方向上)，其中成像单元96然后如上所述捕获所述种子的一个或多个图像(在没有种子输送组件
14的情况下，也朝向成像单元96降低种子)。

[0061] 然后，基于在种子成像组件16处收集的种子的图像数据(例如，如通过控制系统所评价)，保持构件84被配置为在将种子呈递至种子取样组件18以用于取样之前使种子旋转至所需取向。特别地，例如，在所示的实施方案中，种子可通过保持构件84定向，以便在取样操作期间避开种子的胚，从而维持种子存活力。或者，在各种其他实施方案中，可将种子定向为在取样操作期间实际上靶向胚或靶向种子的特定部分。在任何情况下，可基于所需或可检测的基因型、天然或非天然性状、表型等(包括例如但不限于种子含油量、水分含量、颜色、几何形状、几何学分类如扁平的或圆的、或过程结果等)将种子定向至所需的取向。作为一个实例，种子可通过保持构件84进行定向，以使得最终将种子的帽或特定侧呈递至取样组件16用于取样(例如，至其取样器114等)。

[0062] 参考图13-16，种子取样系统10的种子取样组件18包括多个取样模块98(例如，所示实施方案中的六个取样模块98等)。此外，取样模块98中的每个包括用于在种子通过种子输送组件14呈递至取样模块98时从所述种子除去组织(用于执行取样操作)的两个取样位置108、110。以这种方式，取样模块98中的每个能够适应并行取样和清洁操作(潜在有助于系统10的通量)，即，对于取样模块98中的每一个，可在取样模块98的第一取样位置108处对一粒种子进行取样，同时清洁第二取样位置110(例如，大约同一时间等)，如下文中更详细地描述。此外，取样模块98中的每个经由校准过程被配置为确定种子输送组件14的保持构件84的相对位置，以帮助促进种子从保持构件84精确转移至取样模块98的有效取样位置108、110(这将在下文中更详细地描述)。尽管所示的实施方案包括六个取样模块98，但是应理解，系统10的实施方案可包括在本公开范围内的任何所需数量的取样模块(例如，至少一个、至少六个、六个或更多个等)，由此取样模块的数量通常可对应于系统10中/穿过所述系统的种子路径的数量等。

[0063] 特别参考图14-16，接下来将描述取样模块98中的一个，应理解，其他取样模块98的描述基本上相同。所示的取样模块98通常包括中心种子夹持组件112，所述中心种子夹持组件被配置为将种子固持在取样位置108、110中的一个(取决于取样位置108、110中的哪个对取样有效)处的取样模块98中；以及取样器114，所述取样器用于从固持在取样位置108、110中的特定一个处的种子除去组织(作为取样模块98的取样操作的一部分)。与此相关，在取样位置108、110中的每个位置处，种子夹持组件112包括一对总体上相对的臂116和用于将种子固定/固持在其之间的相应衬垫118。提供致动器120(例如，气动夹具等)来使对应臂
116和相应衬垫118中的每个朝向和远离彼此双向移动，从而有助于种子的固定/固持(以及其随后释放)。在一些实施方案中，种子夹持组件112的两对臂116(在两个取样位置108、110处)可一起移动(以使得两对臂116是打开的或闭合的)；而在其他实施方案中，在第一取样位置108处种子夹持组件的臂116可独立于在第二取样位置110处的臂116移动。此外，在一些实施方案中，种子夹持组件112的衬垫118可从臂116拆卸，以使得可将替换衬垫安装至臂
116和/或以使得可将不同的衬垫安装至臂116以适应不同类型的种子等。

[0064] 取样模块98的种子夹持组件112也可在取样模块98内在由图15中的箭头121所指示的方向上(例如，通常在系统10的X方向上等)经由致动器122(参见图12)(例如，经由步进电动机等)移动。如此，当将种子固持在种子夹持组件112的一对臂116之间时，种子夹持组件112能够使种子朝向与取样位置108、110中的特定一个关联的取样器114移动以用于取样操作。这允许取样模块98控制种子朝向相应取样器114的取样进料速率(基于种子夹持组件112的移动(例如，速度等)，以及从种子除去的组织的取样深度(基于通过种子夹持组件112移动的距离)。应理解，可针对种子取样组件18中的取样模块98中的每个(以及针对在取样模块98中的每个处的不同取样位置108、110处的取样器114中的每个)独立地控制这些特征，从而使系统10中的取样操作适合于每个取样模块98和每个种子。

[0065] 如上所示，取样模块98包括两个取样器114，其中取样器114中的一个位于取样位置108、110中的每个位置处(用于在取样位置108、110中的相应一个处从固持在夹持组件112中的种子除去组织)。在所示的实施方案中，取样器114中的每个包括钻机(例如，具有每分钟可控制旋转的高速钻机等)和相关联的钻头(例如，在所示的实施方案中，两个钻头沿共同的纵轴定向)。在一些实施方案中，取样器114各自可配置用于不同类型的种子和/或用于从种子除去不同类型和/或大小的组织样品。例如，可实现低至4.5mg的组织样品大小(例如，取决于种子类型，取决于样品分析要求等)。据此，在其他实施方案中，取样模块98可包括用于从种子除去组织的其他取样器(除钻机和钻头外)，包括例如切割轮、拉刀、刀、激光器等。此外，在一些实施方案中，取样模块98可在取样位置108、110中的每个位置处包括不同类型的取样器(例如，在第一取样位置108处的钻机和在第二取样位置110处的切割轮等)和/或在取样模块98中的每个处包括不同类型的取样器等。

[0066] 如图15和16所示，取样模块98还包括在取样位置108、110中的每个位置处的第一传感器124和第二传感器126。如下文将结合种子取样器组件18的操作所描述的，传感器124、126帮助促进、控制、监测等从种子输送组件14将种子接收至取样模块98，以及在与取样模块98的取样操作有关的取样位置108、110中的每个位置处(取决于取样位置108、110中的哪个对取样有效)种子夹持组件112相对于取样器114的移动。

[0067] 特别地，例如(并且通常如上所述)，取样模块98的传感器124、126中的每个被配置为经由校准过程来确定种子夹持组件112(及其臂116)和种子输送组件14的保持构件84的相对位置，以帮助促进种子从给定保持构件84精确地转移至取样模块98的选定取样位置108、110。此外，一旦将种子定位在种子夹持组件112中，则传感器124、126中的每个被配置为经由校准过程来进一步确定种子夹持组件112(以及固持在其中的种子)和取样器114中的相应一个的相对位置以促进从种子精确地除去组织。如此(并且可能进一步基于在种子成像组件16处针对给定种子收集的图像数据)，可识别所取样的种子的特定类型(由此系统
10能够适应不同类型的种子并控制夹持组件112和取样器114的操作以在适当的情况下适应特定不同类型的种子)，并且可通过选定取样器114从种子除去所需大小和/或形状的组织样品。因此应了解，种子取样系统10可通过独立地控制每个取样模块98中的每个取样器
114或通过一致地控制取样器114中的任何两个或更多个(例如，通过调整取样器114的每分钟旋转(RPM)、通过在实际取样操作过程中改变取样器114的RPM、通过修改将种子进料至取样器114的速率等)和/或通过修改/调整由给定种子夹持组件112握持种子的位置(例如，其中种子位于臂116之间等)和/或通过修改/调整由臂116施加至种子夹持组件112处的种子的夹持压力等来适应不同类型的种子和/或调整组织样品的大小/形状。

[0068] 在种子取样组件18的操作中，在通过种子成像组件16收集固持在种子输送组件14中的种子图像数据之后以及在将种子定向之后(或在大约同一时间或在其之前)，种子输送组件14被配置为使种子移动至种子取样组件18(再次，在系统10的X方向上)。这样做时，第一托架88被配置为将输送器86定位在取样模块98之上，并且第二托架92被配置为降低输送器86(和保持构件84)以将种子定位至取样模块98中(例如，通过取样模块98的壳体130的相应开口128等)。特别地，种子输送组件14被配置为将种子定位在取样模块98的取样位置108、110中的特定取样位置处(即，取样位置108、110中对取样操作来说有效的取样位置)以及在其中(通过开口128中的相应开口)通常对应于臂116和/或取样器114的高度处(如通过传感器124、126中的一个或多个所确定等)。然后，种子夹持组件112的第一传感器124检查、确定、识别等种子的外延伸部(例如，关于给定种子夹持组件112的致动器120等)，并且基于其，种子夹持组件112被配置为根据需要移动以将种子定位在它们的臂116(和相应的衬垫
118)之间的所需位置处(例如，种子夹持组件112从起始位置移动至种子捕获位置等)。例如，如果种子通过种子输送组件14定向至帽位置，则第一传感器124然后可定位种子的帽，以使得夹持组件112将种子相对于衬垫118的夹持表面固持在所需的位置和取向(例如，其中种子的帽从夹持器衬垫118突出(例如，约一毫米等)等)。种子夹持组件112被配置为然后一起致动它们的臂116以将种子夹持在它们之间。此外，进而，保持构件84被配置为释放种子(例如，终止施加至其上的任何负压抽吸等)，并且种子输送组件14返回至升降器单元70以捕获另外的种子。再次应了解，通过种子成像组件16(和/或通过本文中的任何其他成像和/或感测装置)收集的图像数据可在种子取样组件18处使用(例如，与传感器124、126组合；等)，以帮助将种子单独地定位在种子夹持组件112的臂116之间的正确高度处等，从而控制种子的组织除去的确切位置(并且可能确定在种子转移至夹持组件112之前的种子位置，并确定取样器114的位置)。

[0069] 再次特别参考图15-17中所示的示例性取样模块98，当将种子定位在夹持组件112中的臂116之间的第一取样位置108处时，例如在样品收集漏斗132中建立负压(例如，真空压力等)，以准备取样，并且夹持组件112使种子朝向相应的取样器114移动。这样做时，第二传感器126识别种子的前缘并捕获种子边缘相对于取样器114的位置(例如，基于夹持组件112的移动以及取样器114和夹持组件112的校准位置等)。与此结合，夹持组件112朝向取样器114移动，直到达到种子的所需样品深度(并且可能除去所需的组织量、大小等)。在其他实施方案中，取样器114可替代地(或另外地)朝向固持在夹持组件112中的种子移动，直到达到种子的所需样品深度。例如，取样器114可经由致动器(如致动器122)(例如，经由步进电动机等)总体上在系统10的X方向上在取样模块98内可移动等。此外，除去的组织经由负压气流被吸引至样品收集漏斗132。夹持组件112然后移动回至其起始位置，并且臂116经由开口136将种子释放至种子收集漏斗134(参见图13)。如上所述，取样模块98中的每个均包括用于促进在取样位置108、110中的每个位置处的取样操作的相应组件。如此，取样模块的取样位置108、110中的每个包括可以上述方式操作的类似样品收集漏斗132和种子收集漏斗134(以及相应的开口136)。据此，在各种实施方案中，系统10还可包括一个或多个传感器和/或成像组件/装置，所述一个或多个传感器和/或成像组件/装置与收集来自种子的除去的组织关联(例如，当除去的组织被吸引至种子收集漏斗134中时，在种子收集漏斗134处，种子收集漏斗123的下游等)并且被配置为测量和/或以其他方式量化从种子除去的组织的量。以这种方式，这种数据可在取样操作期间向取样器114和夹持组件112的深度设置提供控制输入，以帮助确保从给定种子除去精确量的组织。

[0070] 在所示的实施方案中(并且如上所述)，种子取样组件18的取样模块98被配置为以非破坏性的方式从种子除去组织，以使得可保存种子的发芽势。下文更详细地描述这种情况。

[0071] 现在参考图17-20，在取样模块98处从种子除去的组织被捕获(经由样品收集漏斗132)并输送(例如，经由重力、气压、空气喷射等)至种子取样系统10的样品收集组件138。类似地，已除去组织的种子被捕获(经由种子收集漏斗134)并输送(例如，经由重力、气压、空气喷射等)至种子取样系统10的种子收集组件140。与此相关，组织样品在样品收集组件138处被收集在样品板142中(例如，在板142的特定孔中等)，并且种子被收集在种子收集组件
140处的种子托盘(未示出)中(例如，种子托盘的特定孔中等)，以使得在特定种子中的每个与从中除去的组织之间存在已知关系。例如，可将一个或多个标识符赋予种子和/或从中除去的组织样品。如此，可随后将种子和从种子取得的组织样品相关联。此外，通过标识符，可将通过系统10针对给定种子捕获的各种数据(例如，各种图像数据等)以及随后的组织分析数据与所述种子中的适当种子例如在控制系统处相关联。据此并且如将从以下描述中了解，样品收集组件138和种子收集组件140两者均包括用于系统10中的每个取样模块98的样品位置108、110中每个的相应样品收集部件和种子收集部件。如此，可收集在取样模块98处从种子除去的组织以及相应的种子，同时继续在系统10中维持单一种子身份(包括从种子除去的相应样品的身份)。

[0072] 特别地并且如图17-19所示，样品收集组件138包括适于将样品板142牢固地保留在固定位置和取向中的样品板平台144，以及总体上位于样品板平台144上方并被配置为将在取样模块98处从种子除去的组织转移至样品板142的两个喷嘴块146。样品板142针对每个包括多个孔，其中所述孔中的每个适于接收由取样模块98中的一个(经由喷嘴块146中的相应一个)从种子提取的组织样品。喷嘴块146包括多个排出喷嘴148，所述排出喷嘴中的每个与取样模块98的取样位置108、110中的一个流体连通(经由从样品收集漏斗132延伸至排出喷嘴148中的相应排出喷嘴的管150)。如此，取样模块98的取样位置108、110中的每个包括到样品收集组件138处的样品板142中的一个的孔的专用路径。在所示的实施方案中，喷嘴块146各自包括六个排出喷嘴148，在两个喷嘴块146之间总计十二个排出喷嘴148，其等于种子取样组件18中的取样模块98处的取样位置108、110的总数。此外，排出喷嘴148被间隔开并布置成与样品板142内的孔的间隔和布置总体上一致。

[0073] 此外，样品收集组件138的样品板平台144被安装至X-Y载台152，所述X-Y载台包括X轴平移轨道154和Y轴平移轨道156。致动器然后操作以使样品板平台144相对于喷嘴块146沿X轴平移轨道154和Y轴平移轨道156的长度双向移动至所需位置(例如，经由类似于驱动器94的一个或多个装置等)。此外，每个喷嘴块146被安装至线性致动器158(例如，气动滑块等)，所述线性致动器可操作以使喷嘴块146中相应一个在系统10的Z方向上双向移动(例如，相对于样品板平台144上下移动等)。如此，样品板平台144能够使样品板142的孔在系统10的X-Y方向上移动至喷嘴块146下方的特定位置(例如，以靶向喷嘴块146下方的位置等)。
此外，喷嘴块146然后能够在系统10的Z方向上移动，以将从种子除去的组织样品沉积在样品板142的孔中的特定孔内的取样模块98处(其中样品板142然后在其中接收组织样品)。

[0074] 与此相关，在样品收集组件138的操作中，在取样模块98从其中的种子除去组织之前(如上所述)，样品收集组件138操作以使样品板142的孔在系统10的X-Y方向上移动(经由样品板平台144和X-Y载台152)至喷嘴块146下方的特定位置(例如，以靶向喷嘴块146下方的位置等)。喷嘴块146然后被配置为在系统10的Z方向上移动以降低排出喷嘴148并且将所述排出喷嘴定位成与样品板142的孔中的相应孔对准。在所示的实施方案中，排出喷嘴148各自被配置为接触所述孔中的相应一个并与其形成密封(例如，经由O形环、垫圈、衬套等)。这有助于确保从排出喷嘴148排出的基本上所有的组织都被沉积至相应的孔中，而没有因在排出喷嘴148周围逸出的相邻样品造成的交叉污染。此外，如上所述，排出喷嘴148被间隔开并布置成与样品板142内的孔的间隔和布置总体上一致。如此，当喷嘴块146降低时，喷嘴块146中的每个的六个排出喷嘴148都被配置为接触样品板142中的一个的孔并与其形成密封(以使得从在不同取样模块98处的不同种子除去的组织样品可在给定时间通过喷嘴块
146中的一个潜在被沉积至样品板142的不同孔中)。

[0075] 然后，对于取样模块98中的每个，当实际上从种子除去组织样品时(如上所述)，组织被吸引至相应的样品收集漏斗132中并且通过管150输送至相应的喷嘴块146(其再次从特定取样模块98处的给定样品收集漏斗132延伸至喷嘴块146处的相应排出喷嘴148)。进而，组织通过排出喷嘴148沉积至样品板142的孔中的相应一个中(其中来自六个不同取样模块98的组织样品中的每个被引导至样品板142的孔中的不同一个)。作为这一操作的一部分，组织经由诱导气流被吸引通过管150，其中对于给定排出喷嘴148，空气然后通过在喷嘴块146处的调整的排气口160排出，而组织材料保留在流动路径中以接收在特定孔中。一旦从样品板142的孔中的每个取样模块98接收组织(对于给定取样操作或取样运行)，喷嘴块146就被配置为升高并且样品收集组件138被配置为将样品板142的后续孔定位在目标位置，由此喷嘴块146然后再次下降，以准备将另外的组织样品输送至样品板142(用于通过种子取样组件18进行后续取样操作或取样运行)。在其他实施方案中，可从单一种子多次取得组织样品，并且将每个组织样品吸引至(和/或收集在)多于一个样品板孔中。这样做时，系统10可例如用于将外部种子组织(母体)与内部种子组织分离，以使得进一步基因分型可针对种子的组织源位置。在甚至进一步实施方案中，来自多于一个种子的组织样品可被吸引至(和/或收集在)单个样品板孔中。

[0076] 进一步在系统10中，成像组件161(例如，“成像相机”、“激光轮廓仪”等)与样品收集组件138关联并且通常被设置在喷嘴块146之间以收集样品板142的图像数据(参见图17)。此图像数据然后可用于确定样品板142的孔内的组织存在，并且可另外地用于量化组织量、体积或重量，并且甚至可进一步用于在取样操作之前(以及在将组织样品接收在一个或多个孔中之前)确定所述一个或多个孔内的污染组织存在。图像数据(以及通过系统10捕获的其他图像数据)也可由中心控制系统用于例如对种子取样组件18进行调整等，以帮助优化组织除去、以提供对上游/下游过程(例如，分选操作、提取稀释靶标、基因分型处理、育种提交需求、选择决策等)的调整。另外，下游基因分型检测数据可与图像数据结合使用以得出污染水平。此外，传感器163可与喷嘴块146关联(例如，定位成邻近排出喷嘴148等)，并且被配置为提供关于通过喷嘴块146(例如，通过排出喷嘴148中的每个等)分配的组织的组织测量和/或量化的信息。传感器163可包括例如(但不限于)质量流量测量传感器，如光学直通传感器、微波或其他基于多普勒效应的传感器等。

[0077] 据此，应了解，在各种实施方案中，由系统10实现的取样操作需要上述不同操作的特定定时以便抑制污染。与此相关，压力传感器可用于驱动本文中的处理定时(除系统10中收集的各种图像数据外)，以帮助确保系统10的不同部件在适当的时间处于适当的位置。

[0078] 随后，接收在样品板142中的组织样品可用于测试并分析已除去组织样品的相应种子的各种性状(如下文中更详细描述的)。

[0079] 在所示的实施方案中，样品收集组件138的喷嘴块146各自包括安装至其下侧的电离棒161(参见图18)。电离棒161被配置为帮助抑制喷嘴块146上以及样品板平台144和/或样品板142上的静电累积。此外，样品收集组件138的管150可由静电耗散型材料制成，以使得从种子除去并输送至样品板142的组织的一部分不会粘附至管150的内部部分，并且导致样品的交叉污染。

[0080] 图20示出种子取样系统10的种子收集组件140。如所示，种子收集组件140包括种子托盘平台162，所述种子托盘平台适于将种子托盘(未示出)牢固地保留在其上的固定位置和取向中；以及用于将种子引导至种子托盘的种子沉积单元164。所述种子托盘中的每个包括多个种子孔，所述种子孔中的每个适于在相应种子已经通过取样模块98中的一个取样之后接收种子。例如，在各种实施方案中，每个种子托盘可以是二十四孔托盘等。据此，种子收集组件140被配置为将来自种子取样组件18的取样模块98的种子接收在种子托盘的孔中，其方式为使得随后可将种子识别为从中除去的特定组织样品。

[0081] 种子收集组件140的种子托盘平台162被安装至X-Y载台166，所述X-Y载台包括X轴平移轨道168和Y轴平移轨道170。致动器然后可操作以使种子托盘平台162相对于种子沉积单元164沿X轴平移轨道168和Y轴平移轨道170双向移动至所需位置(例如，经由类似于驱动器94的一个或多个驱动器等)。此外，种子沉积单元164被安装至线性致动器172(例如，气动滑块等)，所述线性致动器可操作以使种子沉积单元164在系统10的Z方向上双向移动(例如，上下移动等)。如此，种子托盘平台162(经由X-Y载台166)能够使种子托盘的孔在系统10的X-Y方向上移动至种子沉积单元164下方的特定位置(例如，以靶向种子沉积单元164下方的位置等)。此外，种子沉积单元164然后能够在系统10的Z方向上移动以使种子喷嘴174移动至适当位置，以将从取样模块98释放/接收的种子沉积在种子托盘的特定孔内(以使得将种子接收在种子托盘中)。传感器176(在图20中标识仅一个)然后被设置在种子沉积单元164处，以对由此通过的种子的数量进行计数(例如，以检测没有种子通过、单一种子通过、多个种子通过、碎片通过等)。在一些实施方案中，种子托盘平台162还可包括成像组件(例如，包括本文所述的一个或多个成像装置等)，所述成像组件被配置为确定种子是否被成功接收在种子托盘内以及单一种子是否被捕获在种子托盘的给定孔中；和/或被配置为捕获另外的种子数据如种子大小等。再次，这种数据可由中心控制系统用于例如对种子取样组件18进行调整等，以帮助优化组织除去、以提供对上游/下游过程(例如，分选操作、提取稀释靶标、基因分型处理、育种提交需求、选择决策等)的调整。

[0082] 图21A示出可与种子收集组件140一起使用的示例性种子托盘167，由此然后可将种子托盘167中的多个种子托盘定位在种子托盘平台162上。与此相关，所示的种子托盘167包括用于接收来自喷嘴块146的种子的多个隔室或孔169。此外，图21B示出可与样品收集组件138一起使用(例如，定位在样品板平台144上等)的样品板171(例如，作为样品板142的替代物或一部分等)的示例性实施方案。与此相关，所示的样品板171包括多个隔室或孔173。应了解，样品板171可具有与种子托盘167的配置类似的配置，和/或种子托盘167中的孔169的数量和布置可对应于样品板171中的孔173的数量和布置(尽管这并非在所有实施方案中都需要)。这种对应可促进种子与其样品之间的一一对应。然而，在一些实施方案中，可能希望对于种子托盘167中的每个隔室，在样品板171(或样品板142)中提供多个隔室，例如其中可对样品进行多个测试，或者其中可从同一种子取得不同的样品(例如，来自不同深度的样品等)。

[0083] 进一步在系统10中，成像组件165(例如，成像相机、激光轮廓仪等)(参见图3)与种子收集组件140关联，并且通常被设置在种子托盘平台162上方以收集定位在其上的种子托盘(以及接收在其中的孔中的种子)的图像数据。这一图像数据然后可例如用于确定种子托盘的孔内的种子存在，并且可另外用于量化所接收的种子、它们的体积或重量等，并且甚至可进一步用于确定错过的种子收集或接收在错误孔中的种子。图像数据(以及通过系统10捕获的其他图像数据)也可由中心控制系统用于例如对种子取样组件18进行调整等，以帮助优化组织除去、以提供对上游/下游过程(例如，分选操作、提取稀释靶标、基因分型处理、育种提交需求、选择决策等)的调整。

[0084] 在种子收集组件140的操作中，正好在取样模块98从其中的种子除去组织之前、与其同时或正好在其之后(如上所述)，种子收集组件140操作以将种子板的孔定位在种子沉积单元164下方(并且相对于种子喷嘴174)的特定位置处。种子沉积单元164然后被配置为在系统10的Z方向上移动以降低种子喷嘴174并且将所述种子喷嘴定位成与种子板的孔中的相应孔对准。然后，对于取样模块98中的每个，在从种子除去组织样品后，种子夹持组件112被命令将所述种子释放至对应种子收集漏斗134中。所述种子然后经由从种子收集漏斗
134延伸至特定种子喷嘴174的合适的管(未示出)被引导至种子沉积单元164处的相应种子喷嘴174(例如，经由重力、经由诱导气流等)，其中然后将种子沉积至种子托盘中的一个的特定孔中。一旦从种子托盘的孔中的每个取样模块98接收种子，种子沉积单元164就被配置为升高，并且种子收集组件140被配置为将种子托盘的后续孔定位在种子沉积单元164下方的目标位置处，由此种子沉积单元164然后再次下降，以准备将另外的种子输送至种子托盘。

[0085] 再次参考图17，种子取样系统10的样品收集组件138还包括两个吹扫块178，所述吹扫块被配置为与种子取样组件18的操作结合使用，以清洁组织样品从取样模块98(例如，从取样模块98的取样位置108、110通过管150)至喷嘴块146的流动路径。吹扫块178中的每个与样品收集组件138的喷嘴块146中的一个关联。如此，对于取样模块98中的每个，一旦从每个种子除去的组织被接收在一个或多个样品板142中并且相应的种子被接收在种子托盘中，则喷嘴块146操作以降低(如上所述)并抵靠吹扫块178密封。进而，激活取样模块98的吹出喷射口180(与在样品收集漏斗132处的负压气流组合)以迫使任何残留种子组织从取样模块98至取样模块98的关联的真空收集部分(或端口)(即，至收集漏斗132)，所述真空收集部分然后将残留种子组织引导至喷嘴块178(经由管150)和吹扫块178以进行过滤和处置。此外，从样品收集漏斗132延伸至排出喷嘴148中的相应排出喷嘴的种子路径管150也经由其中的诱导气流进行清洁，其然后在吹扫块178处进行过滤并(与残留种子组织一起)处置。
据此，应了解，在靶向清除过程中，主动清洁了系统10中暴露于组织的所有表面。所有组织均经由专用的流动路径除去并过滤。

[0086] 再次应了解，在各种实施方案中，由系统10实现的清洁操作还需要上述不同特征的特定定时以便抑制污染并确保适当的清洁。与此相关，并且如上所述(并且与上述相关)，压力传感器可用于驱动本文中的处理定时，以帮助确保系统10的不同组件在适当的时间处于适当的位置。

[0087] 如上所述，取样模块98中的每个能够适应并行的取样和清洁操作。如此，在(以上述方式)清洁取样模块98中的每个的第一取样位置108时，取样模块98中的每个的第二取样位置可用于对种子进行取样操作(反之亦然)。用于取样模块98中的每个(及其部件)的材料选择包括被配置为减轻污染物累积并能够充分除去残留组织以防止污染下游基因分型检测的材料。再次，种子取样系统的这种特征可潜在有助于系统10的通量。

[0088] 在各种实施方案中，当将样品板142定位在样品收集组件138的样品板平台144上时，记录板142中的每个的托盘标识号(例如，条形码等)以及板142在平台144上的位置(作为组织样品中的每个的给定标识符的一部分)。另外，当将每个组织样品接收至样品板142的孔中时，可记录孔(以及因此样品)的特定X-Y位置。然后可将记录的样品板142和样品板平台144上的孔位置与每个沉积的组织样品的X-Y位置进行比较，以绘制每个样品板142的每个孔中的特定样品。类似地，当将种子托盘放置在种子收集组件140的种子托盘平台162上时，记录每个种子托盘的托盘标识号(例如，条形码等)以及每个种子托盘在种子托盘平台162上的位置(再次，作为种子中的每个的给定标识符的一部分)。另外，由于将每个种子沉积在孔中，所以可记录孔在种子托盘平台162上的X-Y位置。然后可将所记录的托盘和种子托盘平台162上的孔位置与每个沉积的种子的X-Y位置进行比较，以绘制每个种子托盘的每个孔中的特定种子。以这种方式，可将接收在种子托盘中的种子与接收在样品板142中的组织相关联。

[0089] 在所示的实施方案中，种子取样组件18的取样模块98通常被设计为最小化工具加工连接。与此相关，取样模块98中的每个可从种子取样组件18拆卸并被另一个取样模块98替代，例如以提供针对特定种子项目的硬件特定变化，以使在维护给定取样模块98期间的停机时间最小化等。此外，取样模块98中的每个被配置为快速插入种子取样系统10中以获得动力以及从其拔除。例如，如图13和14所示，取样模块98中的每个包括插塞184，所述插塞被配置为快速插入系统10的种子取样组件18的容器186中或从所述容器中拆卸(例如，以向取样模块98提供动力等)。此外，取样模块98可经由种子取样组件18的耦接器190-194(所述耦接器对应于取样模块98的配合耦接器(未示出))快速耦接至种子取样系统10(以及从其断开耦接)。

[0090] 此外在所示的实施方案中，种子单拣组件12被示为包括与转向器歧管66和六个升降器单元70关联的六个导管68；并且种子输送组件14被示出为包括六个保持构件84；种子取样组件被示为包括六个取样模块98；并且样品收集组件被示出为包括六对排出喷嘴148。然而，应了解，在其他实施方案中可提供种子取样系统10的不同数量的这些零件，以根据需要调整通量率。另外，可修改种子取样系统10的一个或多个零件的定位，以调整系统10的通量率。据此，在各种实施方案中，系统10可被配置为提供每6个种子循环(从种子进入系统10至收集从所述种子除去的样品和所取样的种子)约7秒的样品通量。

[0091] 此外，在所示的实施方案中并且如上所述，通常在种子取样系统10中从种子单拣组件12至样品收集组件138和种子收集组件140记录并追踪单一种子身份。这至少部分地通过维持单拣的种子中的每个从种子单拣组件12的升降器单元70至种子成像组件16、至种子取样组件18以及至样品收集组件138和种子收集组件140(经由种子输送组件14)的单独种子路径来实现。与此相关，为了促进此类单独种子路径，种子单拣组件12的升降器单元70中的相应升降器单元、种子成像组件16的成像装置96和种子取样组件18的取样模块98总体上在种子取样系统10的X方向上对准。特别地，种子负载组件的升降器单元70之间、种子取样组件18的取样模块98之间以及种子输送组件14的保持构件84之间的横向间隔(在种子取样组件10的Y方向上)是相同的(或大约相同)。

[0092] 此外，在所示的实施方案中，与不同种子包关联的种子的不同分组能够迁移通过种子负载组件12，一次一个分组(经由单独种子路径)，从而通过取样过程维持样品完整性(例如，经由使用可移动的门、障碍物等)。

[0093] 如上所述，本公开的种子取样系统(例如，系统10等)和方法/操作可操作以保护、保存等所取样的种子的发芽势，并且因此例如可被认为是非破坏性的。例如，可精确地控制除去的组织样品的大小、位置和/或形状，以保护所取样的种子的发芽势。发芽势表示在取样之后保持有活力的所取样的种子的优势数目(即，大于所有取样种子的约50％)。在一个特定实施方案中，至少约75％的取样种子并且在一些实施方案中至少约95％的取样种子保持有活力。应当指出，在某些情况下或者对于某些应用来说，较低比率的发芽势可能是可容忍的，例如，随着基因分型成本随时间降低，因为对于相同的基因分型成本，可对更大数量的种子进行取样。还应指出，取样根本不需要对存活力产生任何影响。

[0094] 在一个实施方案中，所取样的种子的发芽势在取样后维持至少约六个月，以确保所取样的种子将是有活力的，直到它们到达田地用于种植。在一个特定实施方案中，对所取样的种子进行进一步处理以维持发芽势。这种处理通常可包括本领域中已知用于在储存或运输时保护种子免受环境条件影响的任何手段。例如，在一个实施方案中，可在种植前储存或在运输至田地同时用聚合物和/或杀真菌剂处理所取样的种子以保护所取样的种子。

[0095] 本公开的种子取样系统(例如，系统10等)可限定总体上紧凑的占用面积。所述系统的种子负载组件、种子输送组件、种子成像组件和/或种子取样组件的配置允许这种占用面积。紧凑的占用面积(和紧凑的尺寸)允许所述系统被运输用于在不同位置处的操作。

[0096] 本公开的种子取样系统(例如，系统10等)被配置为适应不同类型的种子和/或不同大小的种子。例如，分离轮的孔口可被配置为适应不同类型和/或大小的种子中的单独种子(例如，经由刷子自动调整种子大小的可变性等)，以使得取样系统可用于处理不同类型的种子而无需更换分离轮。此外，保持构件的末端部分可被配置为保留不同类型和/或大小的种子中的单独种子。此外，取样器(和关联的取样模块)可被配置为对不同类型和/或大小的种子中的单独种子进行取样。

[0097] 可与本公开的种子取样系统(例如，系统10等)和方法一起使用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、西兰花种子、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(maize)(或玉米(corn))种子、棉花种子、黄瓜种子、花旗松种子、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、亚麻籽种子、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、杨树种子、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、倭瓜种子、南方松种子、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、枫香树种子、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。此外，使用如本文所公开获得的取样的种子和/或组织样品分析的作物可包括饲料作物、油料作物、谷类作物、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、糖料作物、饮料作物、块茎作物、块根作物、森林作物等。

[0098] 种子和/或使用本公开的种子取样系统(例如，系统10等)和相关方法从所述种子获得的组织样品可根据需要进行分析。例如，可针对所需的目标性状(例如，物理、化学、形态和/或遗传特征；标记物；基因型等)对所取样的种子和/或其组织样品进行分析等。一般来说，通过针对指示至少一种遗传或化学性状的一种或多种特征对样品进行分析来确定此类性状。此外，分析可包括针对淀粉含量、蛋白质含量、含油量、脂肪酸分布的确定等的分析。

[0099] 种子和/或使用本公开的种子取样系统(例如，系统10等)和相关方法从所述种子获得的组织样品也可用于促进种质改良活动。例如，可对种子和/或其组织样品进行分析以识别并选择包含一种或多种所需性状(包括天然或非天然性状)、标记物、单倍型和基因型的种子。一方面，分析方法可与本公开的种子取样系统(例如，系统10等)和相关方法一起包括，以允许对一批或一大批量种子中存在的单独种子进行分析，以使得可确定单独种子的化学和/或遗传特征。

[0100] 目标性状的非限制性实例包括颜色(例如，白色对红色等)、大小、形状、种子类型、抗害虫性(例如，昆虫、螨、真菌、酵母、霉菌、细菌、线虫、杂草以及寄生和腐生植物等)、降落数值分数(例如，哈格伯格(Hagberg)数值等)、烘焙或面条品质等。

[0101] 更特别地，指示化学性状的特征的非限制性实例包括蛋白质、油、碳水化合物、脂肪酸、氨基酸、生物聚合物、药物、淀粉、可发酵淀粉、次级化合物、代谢产物等。因此，化学性状的非限制性实例包括氨基酸含量、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、蛋白质谱的确定、脂肪酸分布的确定、代谢产物分布的确定等。

[0102] 此外，指示遗传性状的特征的非限制性实例可包括例如遗传标记、单核苷酸多态性、简单序列重复、限制性片段长度多态性、单倍型、标签SNP、遗传标记的等位基因、基因、源自DNA的序列、源自RNA的序列、启动子、基因的5'非翻译区、基因的3'非翻译区、微小RNA、siRNA、数量性状基因座(QTL)、卫星标记、转基因、mRNA、ds mRNA、转录谱、甲基化模式、倍性数(或水平)等。

[0103] 在一个实施方案中，本公开的种子取样系统(例如，系统10等)和相关方法可用于从小麦种子除去组织样品。然后可分析组织样品的任何所需特征(例如，颜色(例如，白色对红色等)、蛋白质组成、降落数值分数、烘焙或面条品质等)。基于这种分析(例如，基于一种或多种所需特征的存在等)，可选择所取样的小麦种子用于进一步使用(例如，进一步分析、培育、包装、用于育种操作等)。

[0104] 在一个实施方案中，使用种子取样系统(例如，系统10等)和相关方法获得的种子样品包括能够确定等位基因频率的胚乳组织，由此有可能推断出特定标记物的亲本连锁相。此外，两个或更多个种质库之间的等位基因频率数据的比较提供对选择靶标的洞察力，由此推测等位基因频率增加与一种或多种性状的分布的变化结合与所述一种或多种目标性状相关。此外，对品系之间的相对等位基因频率数据的评价可有助于遗传连锁图的构建。

[0105] 在另一个实施方案中，使用种子取样系统(例如，系统10等)和相关方法获得的种子样品可与双单倍体技术一起使用，以有助于种质改良活动，包括通过仅选择优选的种子进行加倍来缩减双单倍体程序。例如，可将种子样品取得为包括单倍体和双单倍体材料，并分析所述种子样品的基因型和化学特征，且然后将所述种子样品用于性状整合和评价以及标记物辅助育种。

[0106] 使用本公开的种子取样系统(例如，系统10等)和相关方法从种子获得的种子和/或组织样品也可用于育种程序中以选择具有所需遗传或化学性状的植物或种子，其中所需遗传性状包括基因型、单倍型、等位基因、序列、转录物谱和甲基化模式。例如，种子和/或其组织样品可与任何育种方法组合使用，并且可用于选择单代或选择多代。育种方法的选择取决于植物繁殖的方式、性状的遗传力得到改善以及商业上使用的栽培品种的类型(例如，F1杂交栽培品种、纯系栽培品种等)。下文列出了用于育种植物的选择的非限制性方法。还应理解，任何商业和非商业栽培品种都可用于育种程序。包括例如但不限于萌发活力、营养活力、胁迫耐受性、抗病性、分枝、开花、结实、种子大小、种子密度、直立性和脱粒性的因素通常将决定选择。

[0107] 在一个特定实施方案中，种子和/或使用本公开的种子取样系统(例如，系统10等)和相关方法从所述种子获得的组织样品用于在标记物辅助育种程序中确定种子的遗传特征。这允许改进的标记物辅助育种程序，其中可进行直接种子取样(如本文所公开)，同时维持单独种子从种子取样系统(例如，系统10等)至田地的身份。结果，标记物辅助育种程序产生“高通量”和更有效的平台，其中具有所需性状、标记物或基因型的种子群体可在更短的时间段内更有效地堆积，需要更少的田地和劳动力资源。此类优点将在下文更全面地描述。

[0108] 在一些示例性实施方案中，种子和/或使用本公开的种子取样系统(例如，系统10等)和相关方法从所述种子获得的组织样品可与用于分析从所述种子和/或样品提取的核酸中至少一种遗传标记的存在或不存在的方法结合使用。然后可基于核酸分析的结果来选择所需的种子，例如用于培育植物等。与此相关，系统10可与相应的组织分析单元集成，由此从种子除去的组织样品可以自动方式输送至分析单元(例如，样品板可独立于人工干预输送至分析单元等)。

[0109] 例如，可使用本领域技术人员已知的任何DNA提取方法从组织样品提取DNA，所述方法将提供足够的DNA产量、DNA质量、PCR反应和测序方法反应。适合的DNA提取方法的非限制性实例是使用离心的基于SDS的提取。此外，提取的DNA可在提取后使用本领域技术人员已知的任何扩增方法来扩增。例如，一种合适的扩增方法是来自Amersham Biosciences的DNA扩增制备。

[0110] 此外(或可替代地)，可使用本领域技术人员已知的任何RNA提取方法从组织样品提取RNA，所述方法将提供足够的RNA产量、RNA质量、PCR反应和测序方法反应。合适的RNA提取方法的一个非限制性实例是使用离心的基于SDS的提取，考虑不含RNA酶的试剂和物资。此外，提取的RNA可在提取后使用本领域技术人员已知的任何扩增方法来扩增。例如，一种合适的扩增方法是来自System Biosciences的Full SpectrumTMRNA扩增。

[0111] 分析所提取的核酸中合适的遗传多态性的存在或不存在。用于分析遗传多态性的各种各样的遗传标记是本领域技术人员可用并已知的。如本文所用，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)、插入或缺失(Indel)、单特征多态性(SFP)或转录谱以及核酸序列。可使用针对遗传标记的存在或不存在的核酸分析来选择育种群体中的种子。所述分析可用于选择包含遗传标记或与遗传标记连锁的基因、QTL、等位基因或基因组区域(单倍型)。在本文中，分析方法是本领域已知的，并且包括但不限于基于PCR的检测方法(例如，TaqMan测定)、微阵列方法和核酸测序方法。可使用新的分子生物学技术与经典育种策略的修改来识别待选择的基因、等位基因、QTL或单倍型。

[0112] 在这些示例性实施方案中的一个中，基于与QTL遗传连锁的一种或多种特征的存在或不存在来选择所取样的种子。通常令人关注的QTL的实例包括但不限于除草剂耐受性、抗病性、抗昆虫性或抗害虫性、改变的脂肪酸、蛋白质或碳水化合物代谢、增加的谷粒产量、增加的油、增加的营养含量、增加的生长速率、增强的胁迫耐受性、优选的成熟度、增强的感官性质、改变的形态特征、其他农艺性状、用于工业用途的性状、提高消费者吸引力的性状，以及作为多性状指数的性状的组合。或者，可基于与同QTL相关的单倍型遗传连锁的一种或多种特征的存在或不存在来选择种子。此类QTL的实例可再次包括但不限于除草剂耐受性、抗病性、抗昆虫性或抗害虫性、改变的脂肪酸、蛋白质或碳水化合物代谢、增加的谷粒产量、增加的油、增加的营养含量、增加的生长速率、增强的胁迫耐受性、优选的成熟度、增强的感官性质、改变的形态特征、其他农艺性状、用于工业用途的性状、提高消费者吸引力的性状，以及作为多性状指数的性状的组合。

[0113] 如果在初始育种杂交中使用纯合近交亲本，则可早在F2育种水平开始选择育种群体。如果杂交的一个或多个亲本对目标等位基因或标记物而言为杂合，则也可对F1代进行取样和推进。育种者可分析F2群体以检索所述群体中每个个体的标记物基因型。初始群体大小(仅受用于分析的可用种子的数量限制)可进行调整，以满足成功识别所需数量的个体的所需概率。因此，可针对各种育种方法和所取样群体的近交水平来修改发现所需基因型的概率、初始群体数量以及目标所得群体大小。

[0114] 取决于育种方法和靶标，所选择的种子可堆积或分开保存。例如，当育种者正在分析F2群体的抗病性时，可将具有所需基因型的所有个体堆积并种植在育种圃中。相反，如果从给定群体中选择对诸如谷粒产量的性状具有不同影响的多个QTL，则育种者可保留个体身份，前往田地以具有目标QTL的各种组合的个体。

[0115] 保留单一种子身份的若干方法可以是将所取样的种子从取样位置(例如，从种子取样系统10等)转移至田地时。方法包括但不限于将所选择的个人(例如，直接从种子取样系统10等)转移至托盘(例如，种子托盘等)、种子条带、盒式托盘、索引托盘，或将所取样的种子与泥炭盆一起移植，并从单独种子包人工种植，或用数字、字母或字母数字字符或条形码直接标记单独种子(例如，经由喷墨打印或激光雕刻等)。

[0116] 取决于育种靶标和遗传复杂性，可利用多个选择周期。

[0117] 使用本公开的种子取样系统(例如，系统10等)和相关方法(包括分析方法和种子育种方法)的优点包括但不限于减少每群体或育种品系所需的劳动力和田地资源、提高评价每田地单位更大量育种群体的能力以及提高在种植前分析育种群体的所需性状的能力。通过限制推进所需基因型所需的田地空间而减少每群体的田地资源。例如，可以每行25粒种子种植1,000个体的群体，在田地中消耗总计40行。使用常规组织取样，将对所有1,000株植物进行标记，并且通过对叶子组织评分来手动取样。在授粉之前将需要分子标记物结果，并且将仅对含有所需遗传组成的那些植株进行授粉。因此，如果确定50粒种子含有所需的遗传组成，则常规育种方法将需要种植1000株植株来保留所需的50粒种子。相比之下，本公开允许育种者在实验室中分析1,000粒种子并在种植前选择50粒所需种子。然后可将50个体种植在田地中，仅消耗两个25粒种子行。另外，本公开允许育种者避免在田地中标记或取样，从而显著减少所需的体力劳动资源。

[0118] 除了减少每群体的田地行数，使用本公开的种子取样系统(例如，系统10等)和相关方法(包括分析方法和种子育种方法)可进一步允许增加育种者可在给定育种圃中评价的群体的数量。使用上述实例，其中每1000粒种子群体中的50粒种子含有所需的遗传组成，应用本公开的技术的育种者可使用常规田地组织取样技术使用由单个群体消耗的相同田地面积来评价各自50粒种子的20个群体。即使使用F2群体的1:2:1预期分离比率针对单个等位基因选择群体，育种者也可将同一田地区域中的4个群体评价为单个田地组织取样的群体。

[0119] 使用本公开的种子取样系统(例如，系统10等)和相关方法(包括分析方法和种子育种方法)的潜在进一步优点是在某些地理区域中减轻与生长植物相关的风险，在所述地理区域中植物可能生长不良或经历不良的环境条件、或者甚至可能在暴风雨中被破坏。例如，可在地理区域1中种植具有“最佳”基因型或标记物组成的种子，并且可在地理区域2中种植具有“次佳”基因型的种子。在这种情况下，地理区域2将作为备用，以防任何问题降临在地理区域1中生长的植物。这在从萌发植物取得组织样品用于基因分型的传统方法的情况下非常难以做到，因为这些植物随后将需要连根拔起并移植至第二地理区域。使用本公开的种子取样系统(例如，系统10等)和相关方法(包括分析方法和种子育种方法)避免移植的问题，并且还简化了育种程序的逻辑。

[0120] 在一些实施方案中，本公开的种子取样系统(例如，系统10等)和相关方法(包括分析方法和种子育种方法)可进一步用于育种程序中，以将性状渗入植物中。在此，分析从组织样品中提取的核酸中至少一种遗传标记的存在或不存在。然后基于所述核酸分析的结果选择种子，并从选择的种子培育植物。然后可将培育的植物用作雌性亲本或与其他植物杂交的雄性亲本。

[0121] 选择种子进行性状整合的遗传分析的实例包括但不限于识别高复现亲本等位基因频率、追踪目标转基因或筛选不存在不想要的转基因、选择杂交测试种子、选择表达目标基因的种子、选择表达可遗传表型的种子、识别具有选定遗传基因座的种子以及接合性测试。

[0122] 使用本公开的种子取样系统(例如，系统10等)和相关方法(包括分析方法和种子育种方法)识别高复现对等位基因频率再次允许每群体行的数量减少和在给定田地单位中种植群体或近交系的数量增加。因此，本公开还可有效地减少完成近交系转化所需的资源。

[0123] 本公开的种子取样系统(例如，系统10等)和相关方法以及从中获得的组织样品(以及所描述的分析方法和种子育种方法)通过确保在种植之前识别并丢弃受调控的或不想要的转基因、不合乎需要的遗传性状或不合乎需要的遗传表型而进一步提供质量保证(QA)和质量控制(QC)。QA能力中的这种应用可有效消除意外释放违规行为。本公开的进一步扩展是在运送之前筛选感染因子的存在并除去受污染的种子。

[0124] 本公开的种子取样系统(例如，系统10等)和相关方法(以及所描述的分析方法和种子育种方法)可进一步应用于识别杂交种子以进行转基因测试。例如，在BCnF1阶段对近交系的转化中，育种者可有效创建杂交种子批(不包括配子选择)，所述杂交种子批对于目标性状是50％半合子的并且对于缺乏的性状是50％纯合的以便生成杂交种子用于测试。育种者然后可分析测交中产生的所有F1种子，并且识别并选择为半合子的那些种子。这种方法的优点在于，从杂交试验得出的推论将代表有关性状接合性的商业杂交遗传学。

[0125] 在一个实例中，本公开的系统和方法可用于评价转基因种子的分离畸变。在母系单倍体诱导分离中诱导了品系A(纯合事件1和事件2)与品系B(纯合事件1)之间的F1杂交的种子。使用胚芽颜色选择所得籽粒以获得推定单倍体种子的群体。

[0126] 可从推定单倍体种子群体中选择单独推定单倍体籽粒，并使用自动化种子取样器系统(例如，如本文总体上描述的种子取样系统10等)进行非破坏性取样。将标记物应用于样品以确定事件2基因和事件1基因的存在。取样过程可除去一些果皮和胚乳组织，并且将此用作分析的基础。重要的是注意，胚乳组织是三倍体并且含有双亲本的遗传贡献。如果使用这种方法检测到目标基因，则可准确预测单倍体胚中所需基因的存在。出于此研究的目的，对来自180个籽粒的样品进行了分析，并由于取样问题而获得关于175个籽粒的数据。与此相关(并且如上所述)，系统10可使胚靶向取样/组织除去能够生成真实的双单倍体遗传信息，而无诱导物基因组存在(三倍体性质)。

[0127] 如表1所示，如所预期种子样品中的每个对事件1基因测试为阳性，并且大约50％的种子样品对事件2基因测试为阳性，从而证实无分离畸变。

[0128] 表1

[0129]

[0130] 这项研究的结果表明，可使用高通量、非破坏性种子取样作为筛选机制，在单倍体基础上选择个别基因性状。

[0131] 本公开的种子取样系统(例如，系统10等)和相关方法(包括所描述的分析方法和种子育种方法)的其他应用包括用于识别、追踪和叠加目标性状，所述应用具有与上文识别的关于所需的田地和劳动力资源的相同优点。一般来说，转基因转化程序在多季节地点执行，这带来更高的土地和管理成本结构。因此，与温带应用相比，基于成本基础，减少每群体的行需求或增加给定田地单位内的群体数量的影响更显著。

[0132] 本公开的种子取样系统(例如，系统10等)和相关方法(包括所描述的分析方法和种子育种方法)也可用于来自具有两种或更多种转基因的植物的种子，其中将转基因区累积或叠加至植物或品系中通过经由转化添加转基因或通过杂交含有不同转基因区的亲本植物或品系或这些的任何组合来实现。可进行分析以基于与至少一种转基因相关的一种或多种特征的存在选择单独种子。此类特征包括但不限于转基因本身，与转基因连锁的遗传标记、从转基因表达的mRNA以及转基因的蛋白质产物。

[0133] 更进一步，本公开的种子取样系统(例如，系统10等)和相关方法(包括所描述的分析方法和种子育种方法)可用于通过在单倍体阶段选择所需基因型和识别倍性水平而提高双单倍体程序的效率以消除非单倍体种子的加工和推进至田地。两种应用再次产生每群体的田地资源减少以及在给定田地单位内评价更大数量的群体的能力。

[0134] 双单倍体(DH)植物为植物育种者提供非常宝贵的工具，特别是用于产生近交系。由于基本上立即产生了纯合品系，因此节省了大量时间，从而无需进行多代常规近交。

[0135] 特别地，因为DH植物是完全纯合的，所以它们非常适合于定量遗传学研究。可从DH群体估计加性方差和加性x加性遗传方差。其他应用包括异位显性和连锁效应的识别。对于育种者而言，DH群体在QTL作图、细胞质转化和性状渗入方面一直特别有用。此外，对于植物育种程序而言，在测试和评价纯合品系中具有价值。所有遗传变异都属于育种杂交的子代，其提高选择增益。

[0136] 然而，在本领域中众所周知，DH产生过程效率低下并且可能是非常劳动密集型的。虽然双单倍体植物在自然界中可自发发生，但这非常罕见。大多数研究和育种应用都依赖于DH产生的人工方法。初始步骤涉及植物的单倍体化，这使得产生包含单倍体种子的群体。
使非纯合品系与诱导物亲本杂交，从而产生单倍体种子。具有单倍体胚、但正常三倍体胚乳的种子推进至第二阶段。即，单倍体种子和植物是具有单倍体胚的任何植物，而与胚乳的倍性水平无关。

[0137] 在从群体中选择单倍体种子后，所选择的种子进行染色体加倍以产生双单倍体种子。细胞谱系中的自发染色体加倍将导致正常配子产生或从单倍体细胞谱系产生未减数配子。可使用诸如秋水仙碱的化合物的施加来增加二倍体化的速率。秋水仙碱与微管蛋白结合并阻止其聚合成微管，从而在中期阻止有丝分裂，可用于增加二倍体化(即染色体数量加倍)的速率。这些嵌合植物自花授粉以产生二倍体(双单倍体)种子。对这种DH种子进行培育，且随后评价并用于杂交测交产生。

[0138] 然而，即使已经开发出试图增加DH产生频率的方法，包括用秋水仙碱处理，但用于产生DH种子的方法通常仍具有较低的功效。突出的问题包括单倍体种子产量低，配子存活力降低、从而导致DH植物生成的自花授粉减少以及用于育种应用的DH种子产率不足。

[0139] 本公开的种子取样系统(例如，系统10等)和相关方法(包括所描述的分析方法和种子育种方法)通过促进在单倍体以及二倍体种子阶段的选择潜力而代表育种应用方面的进展。例如，本公开的种子取样系统(例如，系统10等)和相关方法(包括所描述的分析方法和种子育种方法)可提供单倍体种子的整个群体的高通量取样，并且允许从种子除去的样品的后续分析。这也可提供双单倍种子的整个群体的高通量堆积。可分析样品中指示至少一种遗传或化学性状的一种或多种特征的存在或不存在，并且基于所述分析的结果，然后可选择一种或多种单独双单倍体种子，并且可从选择的双单倍体种子培育植物或植物组织。

[0140] 本公开的种子取样系统(例如，系统10等)和相关方法(包括所描述的分析方法和种子育种方法)也可包括与其相关的用于分析种子的一种或多种特征的操作，所述一种或多种特征例如像遗传标记、转基因、与转基因连锁或诊断转基因的标记物、与事件表现、事件评价和性状整合有关的特征等，以确定种子是处于单倍体还是二倍体状态和/或选择优选的基因型和表型类别进行加倍。

[0141] 在另一个实施方案中，本公开的种子取样系统(例如，系统10等)和相关方法(包括所描述的分析方法和种子育种方法)可与用于确定连锁相的操作一起使用。通过使用源自二倍体植物的种子胚乳组织，可使用能够检测DNA样品中的不同等位基因频率的基因分型系统来确定亲本标记物单倍型。由于胚乳组织是具有源自雌配子的两个拷贝的三倍体，因此可通过剖析杂合子代基因型来得到亲本品系的连锁相。来自胚乳组织的DNA样品允许确定遗传标记的倍性水平。遗传标记中的二倍体倍性水平指示母系遗传，并且遗传标记中的单倍体倍性水平指示父系遗传。

[0142] 此外，差分等位基因频率数据可用于推断遗传连锁图，但是与需要单倍体材料的方法不同，使用上述等位基因频率调用。确定遗传连锁图在单倍型表征、标记物(或单倍型)-性状关联的作图背景下具有巨大的用途。基于单一种子对堆积种子，这是特别稳健的，并且因此非常适合与本公开的种子取样系统(例如，系统10等)和相关方法(包括所描述的分析方法和种子育种方法)结合使用。

[0143] 在另一个实施方案中，本公开的种子取样系统(例如，系统10等)和相关方法(包括所描述的分析方法和种子育种方法)可进一步与用于预测特定目标基因(GOI)的胚接合性的测定结合使用。所述测定基于每个细胞或每个基因组的GOI和内部对照(IC)基因的相对拷贝数的比率来预测胚接合性。一般来说，这种测定使用具有已知接合性、例如在基因座处纯合的IC基因(每个二倍体细胞两个IC拷贝)用于标准化GOI的测量。IC与GOI的相对拷贝数的比率可预测细胞中的GOI拷贝数。在纯合细胞中，对于任何给定基因(或独特遗传序列)，基因拷贝数等于细胞的倍性水平，因为序列存在于所有同源染色体中的相同基因座处。当细胞对特定基因为杂合(或者在转基因的情况下为半合子)时，基因拷贝数将低于细胞的倍性水平。如果未检测到GOI，则细胞对于所述基因座为空，如对于转基因事件的阴性分离子或在诱变群体中可能发生的情况。因此，可通过细胞中的基因拷贝数来确定细胞在任何基因座处的接合性。

[0144] 在一个特定实施方案中，本公开的种子取样系统(例如，系统10等)和相关方法(包括所描述的分析方法和种子育种方法)可与用于预测玉米胚接合性的测定结合使用。在玉米种子中，胚乳组织是三倍体，而胚组织是二倍体。胚乳拷贝数反映胚的接合性：纯合(阳性或阴性)胚乳伴随纯合胚，杂合胚乳(GOI拷贝数为1还是2)反映杂合(GOI拷贝数为1)胚。对IC而言纯合的胚乳将含有三个IC拷贝。胚乳GOI拷贝数可在0(纯合阴性胚)至3(纯合阳性胚)的范围内；并且1或2的胚乳GOI拷贝数在其中胚对于GOI为杂合(或者如果GOI是转基因，则对于GOI为半合子)的种子中发现。胚乳GOI拷贝数(其可在0至3个拷贝的范围内)可通过胚乳IC拷贝数与胚乳GOI拷贝数的比率(所述比率可在0/3至3/3，即0至1的范围内)来确定，其然后可用来预测胚的接合性。

[0145] 如本领域中已知的，可通过用于量化拷贝数的任何方便的测定技术来确定GOI或IC的拷贝数。合适的测定的实例包括但不限于实时 PCR(Applied Biosystems,Foster City,CA)和 (Third Wave Technologies,Madison,WI)测
定。优选地，以使得IC和GOI序列两者的扩增效率相等或非常相似的方式开发此类测定。例如，在实时 PCR测定中，来自单拷贝GOI的信号(确定源细胞对于GOI为杂合)将比
来自双拷贝IC的信号晚一个扩增循环进行检测，因为GOI的量是IC的量的一半。对于同一杂合样品，测定将测量到约1:2或0.5的GOI/IC比率。对于对GOI和IC两者为纯合的
样品，GOI信号将与IC信号同时检测到并且Invader测定将测量到约2:2或1的
GOI/IC比率。

[0146] 这些指南适用于任何多倍体细胞或单倍体细胞(如花粉细胞)，因为GOI或IC的拷贝数与细胞的基因组拷贝数(或倍性水平)保持成比例。因此，这些接合性测定可在三倍体组织，如玉米胚乳上进行。此外，GOI的拷贝数可被测量到超过2个拷贝，或者与细胞的倍性在数值上不同的值。所述方法仍然适用于在具有插入的转基因的>2个拷贝的一些转基因事件中、在通过转位复制GOI后、当GOI存在于自主复制的染色体或质粒上和其他情况下检测多倍体中的GOI。

[0147] 在植物育种中，出于评价近交水平(即基因固定程度)、分离畸变(即在转基因种质、母系遗传学测试中或对于影响配子的适应性的基因座而言)以及远系繁殖水平(即纯合性和杂合性的相对比例)的目的，确定一个或多个基因座处的接合性是有用的。类似地，一个或多个基因座处的接合性程度可用于估计杂种性，以及特定种子批是否符合作为认证的杂交种子出售的商业或法规标准。此外，在转基因种质中，了解倍性或拷贝数是有用的，以便区分质量事件并有助于性状整合策略。

[0148] 在另一个实施方案中，本公开的种子取样系统(例如，系统10等)和相关方法(包括所描述的分析方法和种子育种方法)可与用于提高监测一个或多个种质库的一种或多种遗传特征的频率变化的能力的操作结合使用，其中所述遗传特征包括标记物、等位基因和单倍型。本领域中已知用于比较新近获得的群体与其祖先品系之间的遗传标记频率以便识别随时间推移频率增加的那些遗传基因座的方法(美国专利号5,437,697和5,746,023)。推断频率超过预期等位基因频率的那些基因座已经进行选择。此外，考虑到育种程序中的主要选择标准是产率，预期那些越来越频繁的等位基因可能与产率相关。

[0149] 在一个特定实施方案中，本公开的种子取样系统(例如，系统10等)和相关方法(包括所描述的分析方法和种子育种方法)可与用于实现单倍型辅助育种的操作结合使用。通过比较新兴优良品系中的单倍型频率与祖先优良品系中的单倍型频率(如经由系谱分析所确定)，识别偏离预期单倍型频率的单倍型是可能的。此外，通过评价所述单倍型的单倍型效应估计，对于一组农艺学性状，还有可能将增加频率的所述单倍型与表型结果联系起来。可使用遗传标记确定从多个种子中取样的单独种子的单倍型组成，并选择和推进具有优选单倍型的种子。因此，通过这种技术能够实现更明智的育种决策和优异品系开发计划的确立。

[0150] 如上所述，种子取样系统10(及其各种部件)可由中心控制系统(广泛地，计算装置)控制(和/或协调)。与此相关，图22示出种子取样系统10与这种相应控制系统200之间的示例性关系。如所示，种子取样系统10经由网络202连接至控制系统200(并且与所述控制系统通信)，以促进上述通信和交互。此外，与此相关，网络202可包括但不限于局域网(LAN)、广域网(WAN)(例如，互联网等)、移动网络、虚拟网络和/或能够支持种子取样系统10和控制系统200之间的通信的另外合适的公共和/或私有网络，或它们的任何组合。或者，如图22中的虚线所示，种子取样系统10可例如经由有线连接等直接耦接至控制系统200(并与所述控制系统通信)(例如，控制系统200可以是种子取样系统10的组成部分等)。

[0151] 图23示出可与种子取样系统10和控制系统200结合使用的示例性计算装置300。计算装置300可包括例如一个或多个服务器、工作站、个人计算机、膝上型计算机、平板电脑、智能手机等。此外，计算设备300可包括单个计算装置，或者它可包括紧密相邻或分布在某一地理区域内的多个计算装置，只要所述计算装置被专门配置为如本文所述运行。在图22的示例性实施方案中，种子取样器系统10和控制系统200中的每个可被认为包括和/或实现在与计算装置300一致的至少一个计算装置中。然而，如下所述，本公开不应被认为限于计算装置300，因为可使用不同的计算装置和/或计算装置的布置和/或与此类计算设备关联的部件的布置。

[0152] 参考图23，示例性计算装置300包括处理器302和连接至处理器302(并与所述处理器通信)的存储器304。处理器302可包括一个或多个处理单元(例如，呈多核配置等)。例如，处理器302可包括但不限于中央处理单元(CPU)、微控制器、精简指令集计算机(RISC)处理器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑装置(PLD)、门阵列和/或能够实现本文所述的功能的任何其他电路或处理器。

[0153] 如本文所述，存储器304是允许将数据、指令等存储在其中并从中检索的一个或多个装置。存储器304可包括一种或多种计算机可读存储介质，如但不限于，动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、固态装置、闪存驱动器、CD-ROM、拇指驱动器、软盘、磁带、硬盘和/或任何其他类型的易失性或非易失性物理或有形计算机可读介质。存储器304可被配置为存储但不限于本文所述的各种数据(和/或相应的数据结构)。此外，在各种实施方案中，计算机可执行指令可存储在存储器304中用于供处理器302执行，以使处理器302执行本文所述的一种或多种功能，以使得存储器304是物理的、有形的且非暂时性的计算机可读存储介质。此类指令通常提高处理器302和/或被配置为执行本文的各种操作中的一个或多个的其他计算机系统部件的效率和/或性能。应了解，存储器304可包括各种不同的存储器，所述存储器各自在本文描述的一种或多种功能或过程中实现。

[0154] 在示例性实施方案中，计算装置300还包括呈现单元306，所述呈现单元耦接至处理器302(并与所述处理器通信)(然而，应了解，计算装置300可包括除呈现单元306以外的输出装置等)。呈现单元306根据需要将信息输出到计算装置300的用户。此外，各种界面(例如，如由基于网络的应用程序所定义等)可在计算装置300处显示，并且特别是在呈现单元306处显示，以显示这种信息。呈现单元306可包括但不限于液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、有机LED(OLED)显示器、“电子墨水”显示器、扬声器等。在一些实施方案中，呈现单元306可包括多个装置。

[0155] 此外，计算装置300包括输入装置308，所述输入装置接收来自计算装置300的用户的输入。输入装置308可包括单个输入装置或多个输入装置。输入装置308被耦接至处理器302(并与所述处理器通信)，并且可包括例如键盘、指向装置、鼠标、触敏面板(例如，触摸板或触摸屏等)、另一个计算装置和/或音频输入装置中的一种或多种。此外，在各种示例性实施方案中，诸如包括在平板电脑、智能收集或类似装置中的触摸屏的触摸屏可充当呈现单元和输入装置两者。

[0156] 此外，所示的计算装置300还包括耦接至处理器302和存储器304(并且与所述处理器和存储器通信)的网络接口310。网络接口310可包括但不限于有线网络适配器、无线网络适配器、移动网络适配器或能够与一个或多个不同网络(包括网络202)和/或种子取样器系统10通信的其他装置。此外，在一些示例性实施方案中，计算装置300可包括处理器302以及结合到处理器302中或与所述处理器结合的一个或多个网络接口。

[0157] 已经出于说明和描述目的提供了对实施方案的前述描述。它并不意图是详尽的或限制本发明。特定实施方案的单独元件或特征通常不限于所述特定实施方案，而是在适用的情况下是可互换的并且可在选定的实施方案中使用，即使没有具体示出或描述。这同样也可以多种方式发生变化。此类变化不应被视为脱离本发明，并且所有此类修改都意图包括在本发明的范围内。

[0158] 已经提供了示例性实施方案以使得本公开将为详尽的并且将范围充分地传达给本领域技术人员。阐述了许多具体细节，诸如具体部件、组件和方法的实例等，以便提供对本公开的实施方案的透彻理解。对于本领域技术人员而言显而易见的是，不需要采用具体细节，可以许多不同形式体现示例性实施方案，并且示例性实施方案也不应被解释为限制本公开的范围。在一些示例性实施方案中，没有详细描述公知过程、公知装置结构以及公知技术。

[0159] 本文公开的具体尺寸、具体材料和/或具体形状本质上是示例性的，并且不限制本公开的范围。本文中给定参数的特定值和特定值范围的公开内容并不排除可在本文公开的一个或多个实例中有用的其他值和值范围。此外，设想本文所述的聚体参数的任何两个特定值都可定义可能适用于给定参数的值范围的端点(即，对于给定参数的第一值和第二值的公开内容可被解释为公开所述第一值与所述第二值之间的任何值也可用于所述给定参数)。例如，如果参数X在本文中例示为具有值A并且还例示为具有值Z，则可设想参数X可具有从约A至约Z的值范围。类似地，设想参数的两个或更多个值范围的公开内容(无论此类范围是嵌套的、重叠的还是不同的)都包括使用所公开范围的端点可能要求的值的范围的所有可能的组合。例如，如果参数X在本文中被例示为具有在1-10或2-9或3-8范围内的值，则还设想参数X可具有其他值范围，包括1-9、1-8、1-3、1-2、2-10、2-8、2-3、3-10和3-9。

[0160] 本文中所使用的术语仅用于描述特定示例性实施方案的目的，而不意图限制。如本文所用，单数形式“一个/种(a/an)”和“所述”可意图也包括复数形式，除非上下文清楚地另外指明。术语“包括(comprises、comprising、including)”和“具有(having)”是包括性的并且因此规定所述特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在或添加。除非具体指明按次序进行，否则本文所述的方法步骤、过程和操作不应被解释为必定需要以所讨论或所示的具体次序进行。还应理解，可采用另外的或替代的步骤。

[0161] 当元件或层被称为“在另一个元件或层上”、“接合至”、“连接至”或“耦接至”另一个元件或层时，它可直接在另一个元件或层上、接合、连接或连接至另一个元件或层，或者可存在中间元件或层。相比之下，当元件被称为“直接在另一个元件或层上”、“直接接合至”、“直接连接至”或“直接耦接至”另一个元件或层时，可不存在中间元件或层。用于描述元件之间的关系的其他词语应以类似方式解释(例如，“在……之间”与“直接在……之间”、“相邻”与“直接相邻”等)。如本文所用，术语“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和所有组合。

[0162] 虽然术语第一、第二、第三等在本文中可用来描述不同的元件、部件、种子、构件和/或区段，但是这些元件、部件、种子、构件和/或区段不应受这些术语限制。这些术语仅可用于将一个元件、部件、种子、构件或区段与另一个元件、部件、种子、构件或区段区分开。除非上下文明确指示，否则诸如“第一”、“第二”的术语以及其他数字术语在本文中使用时并不暗示顺序或次序。因此，在不脱离示例性实施方案的教示的情况下，下文讨论的第一元件、部件、种子、构件或区段可被称为第二元件、部件、种子、构件或区段。

[0163] 为便于描述，本文中可使用空间相对术语，如“内”、“外”、“在……之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等来描述如图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系，。空间相对术语可意图涵盖除图中所描绘的取向之外的装置在使用或操作中的不同取向。举例来说，如果翻转图中的装置，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“之下”的元件将被定向为在其他元件或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可涵盖上方和下方两种取向。装置可以其他方式定向(旋转90度或其他定向)，并且因此解释本文所使用的空间相对描述词。

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