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用于提取单子叶植物胚芽的方法和系统

阅读:375发布:2022-12-17

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1.一种提取玉米胚芽的方法,所述方法包括:
a.获取从穗轴去除的经分离玉米籽粒,所述玉米籽粒具有近端和相对的远端,其中,在从所述穗轴去除所述玉米籽粒之前,所述玉米籽粒的所述近端附着于所述穗轴,并且所述玉米籽粒的所述远端与所述穗轴间隔开;
b.将所述玉米籽粒以所需取向定位
c.去除所述玉米籽粒的所述近端的至少一部分以在所述玉米籽粒中形成开口;
d.施加以通过所述玉米籽粒的所述开口提取所述玉米胚芽;以及
e.收集所述玉米胚芽。
2.根据权利要求1所述的方法,其中将所述玉米籽粒以所述所需取向定位的步骤包括将所述玉米籽粒放入液池中,其中在将所述玉米籽粒定位在所述液池中后,所述玉米籽粒实现所述所需取向。
3.根据权利要求2所述的方法,其中在将所述玉米籽粒放入所述液池中之前,所述玉米籽粒在所述近端具有所述开口。
4.根据权利要求2所述的方法,其中在将所述玉米籽粒放入所述液池中的步骤之后,在所述玉米籽粒的所述近端形成所述开口。
5.根据权利要求2所述的方法,其中,在提取所述玉米胚芽后,所述玉米胚芽会保持以完全存活力和活力而生长的能力。
6.根据权利要求2所述的方法,所述方法还包括对所述玉米胚芽进行基因分型。
7.根据权利要求6所述的方法,所述方法还包括基于所述基因分型来选择或丢弃所述玉米胚芽。
8.根据权利要求7所述的方法,所述方法还包括使所选玉米胚芽的其余部分萌发。
9.根据权利要求1所述的方法,其中所述液池填充有、无菌溶液、缓冲液或液体凝胶中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的方法,其中在授粉后的预定时间获取所述玉米籽粒。
11.根据权利要求1所述的方法,其中所述经分离的玉米籽粒为未成熟玉米籽粒。
12.根据权利要求11所述的方法,其中获取经分离的玉米籽粒的步骤包括:
a.将未成熟玉米的穗定位于在至少一个夹具组件的相对接合元件之间所限定的接纳空间内,所述穗从茎秆去除并且具有近端、远端、具有髓的穗轴以及附着于所述穗轴的至少一个未成熟玉米籽粒,其中,在从所述茎秆去除所述穗之前,所述穗的所述近端附着于所述茎秆;
b.选择性地调节所述相对的接合元件相对于平移轴线的位置,以牢固地接合处于基本上垂直于所述平移轴线的取向的所述穗;以及
c.将主轴螺纹部分插入所述穗的所述穗轴的所述髓的至少一部分,所述主轴基本上垂直于所述平移轴线延伸,所述主轴具有邻接所述穗的近端的基座部分。
13.根据权利要求11所述的方法,其中获取经分离的未成熟玉米籽粒的步骤包括从至少一个未成熟玉米籽粒去除麸皮,从所述至少一个未成熟玉米籽粒去除所述麸皮包括:
a.将至少一个未成熟玉米籽粒定位在接纳通道的入口部分内,所述接纳通道由具有至少一个导向板和穿孔板的板组件限定,所述穿孔板具有第一表面和相对的第二表面,并且限定相对于第一轴线从所述第一表面延伸到所述第二表面的多个孔,所述至少一个导向板和所述穿孔板的所述第一表面配合以限定所述接纳通道,所述接纳通道平行于第二轴线延伸,所述第二轴线基本上垂直于所述第一轴线,所述穿孔板的所述第一表面具有所需表面粗糙度;
b.实现所述穿孔板相对于第三轴线的选择性振荡运动,所述第三轴线基本上垂直于所述第一轴线和所述第二轴线两者;以及
c.选择性地激活皮带轮组件,以接合所述至少一个未成熟玉米籽粒,并使得所述至少一个未成熟玉米籽粒相对于所述第二轴线从所述板组件的所述接纳通道的所述入口部分运动到所述板组件的所述接纳通道的所述出口部分,
其中所述板组件的所述至少一个导向板会限制所述至少一个未成熟玉米籽粒相对于所述第三轴线的运动,并且
其中,在所述穿孔板的振荡运动期间,所述穿孔板会在所述玉米籽粒相对于所述第二轴线在所述板组件的所述接纳通道内运动时将麸皮拉离所述至少一个未成熟玉米籽粒。
14.根据权利要求11所述的方法,其中获取经分离的玉米籽粒的步骤包括:
a.将多个未成熟玉米籽粒定位在具有纵向轴线的料斗内,所述料斗限定出口;
b.实现所述料斗的振动;以及
c.将所述多个未成熟玉米籽粒从所述料斗的所述出口顺次地接纳在槽的通道内,所述槽的所述通道基本上平行于所述槽的纵向轴线延伸。
15.根据权利要求14所述的方法,所述方法还包括:
a.使用传感器产生指示所述槽内存在或不存在未成熟玉米籽粒的输出;以及b.将所述输出传送到第一致动器,所述第一致动器被配置成实现所述料斗的振动,其中,响应于接收到指示所述槽内存在未成熟玉米籽粒的输出,所述第一致动器停止所述料斗的振动。
16.根据权利要求14所述的方法,所述方法还包括实现所述槽的振动。
17.根据权利要求11所述的方法,其中将所述玉米籽粒放入液池中的步骤包括:
a.将所述未成熟玉米籽粒定位在围绕轮圆周限定的接收器内,所述轮被配置用于围绕旋转轴线旋转,其中当所述接收器处于相对于所述旋转轴线的第一旋转位置时,所述未成熟玉米籽粒定位在所述接收器内;以及
b.使所述轮围绕所述旋转轴线旋转,以将所述接收器定位在第二旋转位置处,其中,在所述第二旋转位置,所述玉米籽粒离开所述接收器进入所述液池中,并且其中,在所述接收器从所述第一旋转位置旋转到所述第二旋转位置期间,所述接收器进入所述液池。
18.根据权利要求17所述的方法,所述方法还包括:
a.将所述玉米籽粒接纳在接收器内,所述接收器由定位在所述液池内的进料链限定;
以及
b.实现所述进料链相对于纵向轴线的轴向运动,以相对于所述纵向轴线输送所述玉米籽粒,所述纵向轴线基本上垂直于所述轮的所述旋转轴线。
19.根据权利要求18所述的方法,其中所述带组件包括相对于横向轴线间隔开的第一侧面输送带和第二侧面输送带,所述横向轴线基本上垂直于所述纵向轴线和竖直轴线,其中所述第一输送带和所述第二输送带限定基本上平行于所述纵向轴线延伸的输送通道,其中所述输送通道被定位成与所述进料链连通,并且其中所述方法还包括:
a.将未成熟玉米籽粒从所述进料链的接收器递送到所述输送通道;以及
b.使用所述侧面输送带驱动所述未成熟玉米籽粒相对于所述纵向轴线运动。
20.根据权利要求19所述的方法,所述方法还包括使用定位在所述输送通道下方的提升器带接合所述输送通道内的所述未成熟玉米籽粒,并且驱动所述玉米籽粒相对于竖直轴线向上运动,直到所述玉米籽粒接触顶部带的下表面,所述顶部带相对于所述竖直轴线定位在所述输送通道上方,其中所述顶部带的下表面具有相对于所述竖直轴线的恒定高度。
21.根据权利要求11所述的方法,其中去除所述未成熟玉米籽粒的所述近端的至少一部分以在所述玉米籽粒中形成开口的步骤包括:
a.将单独玉米籽粒定位在由籽粒稳定部分限定的接纳通道内,其中在所述玉米籽粒相对于纵向轴线推进时,所述籽粒稳定部分将所述玉米籽粒支撑在所需位置,其中在所述所需位置,所述玉米籽粒的所述近端的至少一部分相对于竖直轴线从所述籽粒稳定部分向上延伸,所述竖直轴线基本上垂直于所述纵向轴线;以及
b.使至少一个轮旋转,以在所述玉米籽粒相对于所述纵向轴线推进通过所述籽粒稳定部分的所述接纳通道时向所述玉米籽粒的所述近端施加力。
22.根据权利要求21所述的方法,其中由所述至少一个轮施加的所述力为撕扯力、夹紧力、撕裂力、挤压力、压碎力或切割力中的至少一个。
23.根据权利要求21所述的方法,其中使至少一个轮旋转以向所述玉米的所述近端施加力的步骤包括使相对的第一轮和第二轮反向旋转,以向所述玉米籽粒的所述近端施加夹紧力,从而去除所述未成熟玉米籽粒的所述近端的至少一部分。
24.根据权利要求21所述的方法,其中施加力以通过所述玉米籽粒的所述开口提取所述玉米胚芽的步骤包括:
a.在所述玉米籽粒相对于所述纵向轴线推进时,将所述未成熟玉米籽粒从所述籽粒稳定部分递送到由相对的挤压棒限定的通道,所述相对的第一挤压棒和第二挤压棒相对于横向轴线间隔开,所述横向轴线基本上垂直于所述竖直轴线和所述纵向轴线,其中所述相对的挤压棒中的至少一个朝另一个挤压棒向内偏置;以及
b.在所述未成熟玉米籽粒相对于所述纵向轴线运动通过所述挤压部分的所述通道时,使用所述相对的挤压棒向所述未成熟玉米籽粒施加径向挤压力。
25.根据权利要求24所述的方法,其中收集所述玉米胚芽的步骤包括:
a.将胚芽收集管定位成与所述液池流体连通;以及
b.在响应于所述相对的挤压棒施加所述径向挤压力而从未成熟玉米籽粒提取胚芽后,使用液体流将所述胚芽输送通过所述胚芽收集管。
26.一种用于从未成熟玉米籽粒提取胚芽的系统,所述系统具有纵向轴线并且包括:
a.液池;
b.带组件,所述带组件定位在所述液池内,并且被配置成相对于所述系统的所述纵向轴线顺次地推进多个玉米籽粒;
c.施力组件,所述施力组件包括:
i.限定接纳通道的籽粒稳定部分,所述接纳通道被配置成在所述玉米籽粒相对于所述系统的所述纵向轴线推进时接纳并支撑处于所需位置的单独玉米籽粒,其中在所述所需位置,所述玉米籽粒的近端的至少一部分相对于竖直轴线从所述籽粒稳定部分向上延伸,所述竖直轴线基本上垂直于所述系统的所述纵向轴线;
ii.相对于所述籽粒稳定部分操作地定位的至少一个轮,其中所述至少一个轮可选择性地旋转,以在所述玉米籽粒相对于所述系统的所述纵向轴线推进通过所述籽粒稳定部分的所述接纳通道时向所述玉米籽粒的所述近端施加力;
iii.挤压部分,所述挤压部分具有相对于横向轴线间隔开的相对的第一挤压棒和第二挤压棒,所述横向轴线基本上垂直于所述系统的所述竖直轴线和所述纵向轴线,其中所述相对的挤压棒配合以限定通道,所述通道被配置成在所述玉米籽粒相对于所述系统的所述纵向轴线推进时从所述籽粒稳定部分接纳未成熟玉米籽粒,其中所述相对的挤压棒中的至少一个相对于所述横向轴线朝另一个挤压棒偏置,并且其中所述相对的挤压棒被配置成在所述未成熟玉米籽粒相对于所述纵向轴线运动通过所述挤压部分的所述通道时向所述未成熟玉米籽粒施加径向挤压力;以及
d.胚芽收集管,所述胚芽收集管被定位成与所述液池流体连通,并且被配置成响应于所述系统的所述挤压部分施加所述径向挤压力而接纳包含从未成熟玉米籽粒提取的胚芽的液体。
27.根据权利要求26所述的系统,其中所述挤压部分的所述第一挤压棒朝所述第二挤压棒向内偏置,并且其中所述第二挤压棒具有固定位置。
28.根据权利要求27所述的系统,其中所述第一挤压棒具有相对于所述系统的所述纵向轴线的凸状外形,并且其中所述第二挤压棒具有相对于所述系统的所述纵向轴线的凹状外形。
29.根据权利要求26所述的系统,其中所述施力组件的所述至少一个轮包括第一轮和第二轮,所述第一轮和所述第二轮定位在所述籽粒稳定部分的所述接纳通道的相对侧面上。
30.根据权利要求26所述的系统,所述系统还包括:
a.分离组件,所述分离组件被配置成接纳多个未成熟玉米籽粒,并将单个未成熟玉米籽粒与所述多个未成熟玉米籽粒中的其余未成熟玉米籽粒分离;以及
b.分度组件,所述分度组件被至少部分地定位在所述液池内,并且被配置成从所述分离组件接纳单个未成熟玉米籽粒,并将所述单个未成熟玉米籽粒以所需取向输送到所述带组件,
其中所述分离组件具有出口,其中所述分度组件具有入口,并且其中所述分离组件的所述出口被定位成与所述分度组件的所述入口连通。
31.根据权利要求30所述的系统,其中所述分离组件包括:
a.被配置成接纳多个未成熟玉米籽粒的料斗,所述料斗具有纵向轴线并且限定出口;
b.槽,所述槽具有纵向轴线,并且被配置成从所述料斗的所述出口顺次地接纳所述多个未成熟玉米籽粒,所述槽的所述纵向轴线基本上平行于所述系统的所述纵向轴线,所述槽限定基本上平行于所述槽的所述纵向轴线延伸的通道,其中所述通道限定所述分离组件的所述出口;以及
c.操作地联接到所述料斗的第一致动器,其中所述第一致动器被配置成实现所述料斗的振动。
32.根据权利要求31所述的系统,所述系统还包括传感器,所述传感器被配置成产生指示所述槽内存在或不存在未成熟玉米籽粒的输出,其中所述传感器被定位成与所述第一致动器操作地通信,并被配置成将所述输出传送到所述第一致动器,并且其中,所述第一致动器被配置成响应于接收到指示所述槽内存在未成熟玉米籽粒的输出而停止所述料斗的振动。
33.根据权利要求30所述的系统,其中所述分度组件包括:
a.轮,所述轮具有圆周,并且被配置用于围绕基本上平行于所述横向轴线的旋转轴线旋转,所述轮限定围绕其圆周的多个接收器,其中每个相应接收器被配置成当所述接收器处于相对于所述旋转轴线的第一旋转位置时,接纳单个未成熟玉米籽粒,并且其中每个接收器被配置成当所述接收器定位在相对于所述旋转轴线的第二旋转位置时,允许所述玉米籽粒离开所述接收器;
b.操作地联接到所述轮的轮致动器,其中所述致动器被配置成实现所述轮围绕所述旋转轴线的旋转;
c.进料链,所述进料链定位在所述液池内并限定多个接收器,其中所述进料链被配置用于相对于所述系统的所述纵向轴线进行轴向运动,并且其中所述进料链的每个接收器被配置成接纳单个未成熟玉米籽粒,并相对于所述系统的所述纵向轴线输送所述玉米籽粒。
34.根据权利要求33所述的系统,所述系统还包括传感器,所述传感器被配置成产生指示所述分度组件的所述入口内存在或不存在未成熟玉米籽粒的输出,其中所述传感器被定位成与所述轮致动器操作地通信,并被配置成将所述输出传送到所述轮致动器,并且其中,所述轮致动器被配置成响应于接收到指示所述分度组件的所述入口处存在未成熟玉米籽粒的输出而实现所述料斗的旋转。
35.根据权利要求33所述的系统,其中所述带组件包括第一侧面输送带和第二侧面输送带,所述第一侧面输送带和所述第二侧面输送带相对于所述系统的所述横向轴线间隔开以限定输送通道,所述输送通道基本上平行于所述系统的所述纵向轴线延伸,其中所述输送通道被定位成与所述进料链连通,并被配置成从所述进料链的接收器接纳未成熟玉米籽粒,其中所述第一侧面输送带和所述第二侧面输送带被配置成驱动所述未成熟玉米籽粒相对于所述系统的所述纵向轴线运动。
36.根据权利要求35所述的系统,其中所述带组件还包括:
a.相对于所述竖直轴线定位在所述输送通道上方的顶部带,其中所述顶部带的下表面具有相对于所述竖直轴线的恒定高度;以及
b.相对于所述竖直轴线定位在所述输送通道和所述顶部带下方的提升器带,其中所述提升器带的上表面被配置成接合所述输送通道内的未成熟玉米籽粒,并且驱动所述未成熟玉米籽粒相对于所述竖直轴线向上运动,直到所述未成熟玉米籽粒接触所述顶部带的所述下表面。
37.根据权利要求26所述的系统,所述系统还包括麸皮去除系统,所述麸皮去除系统限定具有入口部分和出口部分的接纳通道,所述接纳通道的所述入口部分被配置成接纳至少一个未成熟玉米籽粒,其中所述麸皮去除系统被配置成从所述接纳通道内未成熟玉米籽粒去除麸皮,并将所述未成熟玉米籽粒从所述接纳通道的所述入口部分输送到所述接纳通道的所述出口部分。
38.根据权利要求37所述的系统,其中所述麸皮去除系统包括:
a.具有至少一个导向板和穿孔板的板组件,所述穿孔板具有第一表面和相对的第二表面,并且限定相对于第一轴线从所述第一表面延伸到所述第二表面的多个孔,所述至少一个导向板和所述穿孔板的所述第一表面配合以限定所述接纳通道,所述接纳通道平行于第二轴线延伸,所述第二轴线基本上垂直于所述第一轴线,所述接纳通道的所述入口部分被配置成接纳至少一个未成熟玉米籽粒,所述穿孔板被配置用于相对于第三轴线选择性地振荡运动,所述第三轴线基本上垂直于所述第一轴线和所述第二轴线两者,所述穿孔板的所述第一表面具有所需表面粗糙度;以及
b.皮带轮组件,所述皮带轮组件被配置成使得所述至少一个籽粒相对于所述第二轴线从所述板组件的所述接纳通道的所述入口部分运动到所述板组件的所述接纳通道的所述出口部分,
其中所述板组件的所述至少一个导向板被配置成限制所述至少一个玉米籽粒相对于所述第三轴线的运动,并且
其中,在所述穿孔板的振荡运动期间,所述穿孔板被配置成在所述玉米籽粒相对于所述第二轴线在所述板组件的所述接纳通道内运动时将麸皮拉离所述至少一个玉米籽粒。

说明书全文

用于提取单子叶植物胚芽的方法和系统

[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2014年3月7日提交的名称为“Methods and Systems for Extracting Monocot Embryos”(用于提取单子叶植物胚芽的方法和系统)的美国临时专利申请61/949,819的提交日的优先权和权益,该临时专利申请全文以引用方式并入本文。

技术领域

[0003] 本发明整体涉及用于从单子叶植物种子提取单子叶植物胚芽的系统和方法,更具体地,涉及用于在不损坏单子叶植物胚芽的情况下,从单子叶植物种子提取单子叶植物胚芽的系统和方法。

背景技术

[0004] 人们已提出各种用于提取单子叶植物胚芽的大规模系统;然而,这些系统一般被设计成以在提取期间会损坏单子叶植物胚芽,并且提取的是单子叶植物种子的部分而非单子叶植物胚芽的方式进行提取。现今用于提取单子叶植物胚芽的系统和方法通常在种子仍然在其载体上时,穿过种子的远端(冠部)提取胚芽。例如,通常通过在籽粒附着于穗轴的情况下,迫使胚芽穿过籽粒冠部来提取玉米胚芽。玉米籽粒和其他单子叶植物种子的解剖结构一般要求施加相当大的才能穿过种子的远端(冠部)提取胚芽。这类相当大的力会给胚芽造成不期望的应力。通常,当前的单子叶植物胚芽提取方法还需要筛分提取的物料,以确保胚芽与其他物料分离。筛分步骤需要对胚芽进一步施力,从而进一步给胚芽带来应力。另外,用于提取双子叶植物胚芽的系统并不特别适用于提取单子叶植物胚芽。因此,需要从单子叶植物种子提取经分离且未损坏的单子叶植物胚芽的替代方法。

发明内容

[0005] 本文公开了从一般已脱离其生物载体的分离的单子叶植物种子提取单子叶植物胚芽的方法和系统,如本领域技术人员所知,该生物载体可为豆荚、穗轴或其他与种子相关的植物结构。本文中,之所以可称之为生物载体是为了与可承载物体的装置部分相区分。本领域技术人员可区分该术语的用法。可获取单子叶植物种子,然后放入液池中以实现所需取向。一般来讲,提取方法可包括向单子叶植物种子施力以提取单子叶植物胚芽。任选地,单子叶植物胚芽可释放到液池中。在示例性的方面,单子叶植物种子可以是未成熟的单子叶植物种子。
[0006] 本文所公开的方法和系统可包括将单子叶植物胚芽从具有近端和相对远端的单子叶植物种子自动分离。从便于熟悉和理解的度来讲,在从生物载体去除单子叶植物种子之前,单子叶植物种子的近端附着于生物载体,并且单子叶植物种子的远端与生物载体相间隔。在从生物载体去除单子叶植物种子后,可得到在其近端具有开口的经分离的单子叶植物种子。可去除单子叶植物种子近端的至少一部分,从而在不损坏单子叶植物胚芽的情况下,在单子叶植物种子的近端形成开口。可通过单子叶植物种子近端的开口提取单子叶植物胚芽,并且提取后单子叶植物胚芽一般不会受损。在提取单子叶植物胚芽后,未受损的单子叶植物胚芽可保持以完全存活力和活力而生长的能力。在示例性的方面,单子叶植物种子可以是未成熟的单子叶植物种子。
[0007] 本文所公开的方法和系统可包括从单子叶植物种子的单子叶植物胚芽再生出植物。在示例性的方面,单子叶植物种子可以是未成熟的单子叶植物种子。可在不损坏单子叶植物胚芽的情况下,从单子叶植物种子自动提取单子叶植物胚芽。单子叶植物胚芽可具有分生区和盾片区。可在不损坏所提取的单子叶植物胚芽的情况下,去除单子叶植物胚芽盾片区的样本部分。可按照1比1关系对该样本部分和有活力的胚芽进行跟踪和识别。可对单子叶植物胚芽盾片区的样本部分进行遗传分析,并且可从单子叶植物胚芽的其余部分(包括分生区)再生出植物。本文所公开的方法和系统可允许独立地分析多个单子叶植物种子中的每一个。可自动提取来自多个单子叶植物种子的每个相应单子叶植物种子的单子叶植物胚芽,并且可在不损坏单子叶植物胚芽的情况下,去除每个相应单子叶植物种子的单子叶植物胚芽盾片区的样本部分。可对每个相应单子叶植物种子的胚芽的样本部分(诸如,单子叶植物胚芽的盾片区)进行分析,例如进行遗传分析,并且可基于对每个相应单子叶植物种子的单子叶植物胚芽盾片区的样本部分的遗传分析,选择或丢弃每个相应单子叶植物种子的单子叶植物胚芽的其余部分。例如,样本可得自胚芽的一部分,并且可包含一个或多个细胞。可以设想,来自胚芽的样本可以像单个细胞核那样小。可对该多个单子叶植物种子的至少一个单子叶植物种子的单子叶植物胚芽的其余部分进行选择,并且可从每个相应所选单子叶植物胚芽的其余部分再生出至少一株植物。
[0008] 在一个方面,本文公开了用于从玉米籽粒去除麸皮的系统。该系统可具有板组件和皮带轮组件。板组件可具有至少一个导向板和穿孔板。穿孔板可具有第一表面和相对的第二表面,并且限定有相对于第一轴线从第一表面延伸到第二表面的多个孔。所述至少一个导向板和穿孔板的第一表面可配合以限定接纳通道,该接纳通道平行于第二轴线延伸,并且具有入口部分和出口部分,其中第二轴线基本上垂直于第一轴线。接纳通道的入口部分可被配置成接纳至少一个玉米籽粒。穿孔板可被配置用于相对于第三轴线选择性地振荡运动,该第三轴线基本上垂直于第一轴线和第二轴线两者。穿孔板的第一表面可具有所需表面粗糙度。皮带轮组件可被配置成达成所述至少一个种子相对于第二轴线从板组件的接纳通道的入口部分至板组件的接纳通道的出口部分的运动。板组件的所述至少一个导向板可被配置成限制所述至少一个玉米籽粒相对于第三轴线的运动。在穿孔板的振荡运动期间,穿孔板可被配置成在玉米籽粒相对于第二轴线在板组件的接纳通道内运动时将麸皮拉离所述至少一个玉米籽粒。
[0009] 在另一个方面,本文公开了用于从玉米籽粒提取胚芽的系统。该系统可具有纵向轴线、液池、带组件、施力组件和胚芽收集管。带组件可定位在液池内,并且被配置成相对于系统的纵向轴线顺次地推进多个玉米籽粒。任选地,施力组件可定位在液池内。施力组件可包括籽粒稳定部分、至少一个轮和挤压部分。籽粒稳定部分可限定接纳通道,该接纳通道被配置成在玉米籽粒相对于系统的纵向轴线而推进时,接纳并支撑处于所需位置的单独玉米籽粒。在所需位置,玉米籽粒近端的至少一部分可相对于基本上垂直于系统纵向轴线的竖直轴线从籽粒稳定部分向上延伸。所述至少一个轮可相对于籽粒稳定部分操作地定位。所述至少一个轮可选择性地旋转,以在玉米籽粒相对于系统的纵向轴线推进通过籽粒稳定部分的接纳通道时向玉米籽粒的近端施加力。所述至少一个轮所施加的力可足以在玉米籽粒的近端形成孔或开口。挤压部分可具有相对的第一挤压棒和第二挤压棒,它们相对于横向轴线间隔开,该横向轴线基本上垂直于系统的竖直轴线和纵向轴线。这两个相对的挤压棒可配合以限定通道,该通道被配置成在玉米籽粒相对于系统的纵向轴线推进时,从籽粒稳定部分接纳玉米籽粒。这两个相对的挤压棒中的至少一个可相对于横向轴线朝另一个挤压棒偏置。这两个相对的挤压棒可被配置成在玉米籽粒相对于纵向轴线运动通过挤压部分的通道时向玉米籽粒施加径向挤压力。胚芽收集管可定位成与液池流体连通,并且被配置成响应于系统挤压部分施加径向挤压力而接纳包含从玉米籽粒提取的胚芽的液体。
[0010] 任选地,用于从玉米籽粒提取胚芽的系统可包括分离组件,该分离组件被配置成接纳多个玉米籽粒,并将单个玉米籽粒与所述多个玉米籽粒中的其余玉米籽粒分离。任选地,用于从玉米籽粒提取胚芽的系统还可包括分度组件,该分度组件被配置成从分离组件接纳单个玉米籽粒,并将所述单个玉米籽粒以所需取向输送到带组件。在示例性的方面,分度组件可至少部分地定位在液池内。分离组件可具有出口,并且分度组件可具有入口。分离组件的出口可定位成与分度组件的入口连通。
[0011] 在各个方面,本文还公开了使用所公开的系统中的一个或多个来分离籽粒、从籽粒去除麸皮、和/或从籽粒提取玉米胚芽的方法。附图说明
[0012] 图1为未成熟玉蜀黍种子的示意图。未成熟玉蜀黍种子的果皮、胚乳和胚芽受到标记。如图所示,胚芽包括盾片组织和分生组织。
[0013] 图2A示出了用于承载单子叶植物种子的示例性生物载体(例如,穗轴)。图2B为图2A的生物载体的剖视图。
[0014] 图3A为如本文所公开的示例性种子去除系统的侧面透视图。图3B为图3A的种子去除系统的顶部透视图。
[0015] 图4A为如本文所公开的示例性种子去除系统的夹具组件的透视图。图4B为定位在如本文所公开的示例性种子去除系统的夹具组件内的生物载体的特写端部透视图。如图所示,生物载体附接于其茎秆的一部分。图4C为用茎秆去除工具去除茎秆后,图4B的生物载体的特写端部透视图。
[0016] 图5A为具有弯曲外形的玉米穗的顶部透视图。图5B为如本文所公开的示例性主轴的顶部透视图。图5C为在将主轴插入穗内并矫直穗后,图5A的玉米穗的顶部透视图。
[0017] 图6为如本文所公开的示例性种子去除系统的独立臂切割组件的独立透视图。
[0018] 图7为如本文所公开的种子去除系统的切割组件的示例性臂的特写透视图。
[0019] 图8为如本文所公开的种子去除系统的示例性切割组件的侧面透视图。如图所示,切割组件具有可在切割操作期间支撑玉米穗的多个臂。
[0020] 图9A为如本文所公开的种子去除系统的示例性切割组件的臂的顶部透视图,示出了与玉米穗籽粒接合的臂的切割部分和研磨部分。图9B为图9A的臂的特写侧面透视图。
[0021] 图10A为如本文所公开的种子去除系统的示例性循穗轴切割组件的透视图。图10B为图10A的循穗轴切割组件的端部透视图。图10C为图10A的循穗轴切割组件的侧面透视图。图10D为图10A的循穗轴切割组件的后部透视图。
[0022] 图11A为如本文所公开的种子去除系统的示例性外部切割组件的透视图。如图所示,外部切割组件具有多个进料轮。图11B为图11A的切割组件的顶视图。图11C为图11A的切割组件的切割臂和多个进料轮的特写透视图。
[0023] 图12A为如本文所公开的示例性麸皮去除系统的透视图。图12B为图12A的麸皮去除系统的出口部分的特写透视图。图12C为图12A的麸皮去除系统的出口部分的端视图。
[0024] 图13A为示出了获取经分离的玉米籽粒的示例性方法的流程图。图13B为示出了从玉米籽粒去除麸皮的示例性方法的流程图。图13C为示出了如本文所公开的分离玉米籽粒的示例性方法的流程图。
[0025] 图14A为如本文所公开的示例性胚芽提取系统的透视图,为清楚起见,该图在移除其槽的情况下示出。图14B为图14A的胚芽提取系统的透视图,该图在其水槽处于适当位置的情况下示出。
[0026] 图15A为图14A的胚芽提取系统的独立侧面透视图。图15B为图14A的胚芽提取系统的独立顶部透视图。
[0027] 图16A为如本文所公开的示例性分离组件的透视图。图16B为图16A的分离组件的侧面透视图。
[0028] 图17A为如本文所公开的使用流体流来分离玉米籽粒的示例性分离组件的透视图。图17B为图17A的分离组件的侧面透视图。图17C为图17A的分离组件的示意性顶部透视图。
[0029] 图18A为图14A的胚芽提取系统的示例性施力组件的独立顶视图。图18B为图14A的胚芽提取系统的示例性施力组件的独立顶部透视图。图18C为图14A的胚芽提取系统的另一个示例性施力组件的独立顶部透视图。图18D为图18C的第一轮和第二轮的底部透视图。图18E为图14A的胚芽提取系统的另一个示例性施力组件的独立顶部透视图。
[0030] 图19为示意图,其示出了如本文所公开的液池内的玉米籽粒的取向。
[0031] 图20为示意图,其示出了如本文所公开的胚芽提取系统的示例性施力组件向玉米籽粒施加力的情形。
[0032] 图21A为如本文所公开的自动化提取装置的透视图。图21B为图21A的自动化提取装置的顶视图。
[0033] 图22为流程图,其示出了如本文所公开的从单子叶植物种子提取单子叶植物胚芽的示例性方法。
[0034] 图23为流程图,其示出了如本文所公开的从单子叶植物种子提取单子叶植物胚芽的另一个示例性方法。
[0035] 图24A为流程图,其示出了在从单子叶植物种子提取出单子叶植物胚芽后,由单子叶植物胚芽的一些部分再生出植物的示例性方法。图24B为流程图,其示出了在从单子叶植物种子提取单子叶植物胚芽后,从选自多个单子叶植物胚芽的至少一个单子叶植物胚芽的一些部分再生出植物的示例性方法。图24C为流程图,其示出了在图24B中所示方法的执行期间,跟踪至少一个所提取的单子叶植物胚芽的位置的示例性方法。跟踪可包括识别胚芽、特定胚芽的样本或种子的一部分,并将它们与原始种子关联起来。一般来讲,种子的种类及种子与其生长的地理位置或遗传来源(起源)的关系是已知的或者会被跟踪。
[0036] 图25A为流程图,其示出了如本文所公开的将玉米籽粒放入液池中的示例性方法。图25B为流程图,其示出了如本文所公开的去除玉米籽粒近端的至少一部分以在玉米籽粒中形成开口的示例性方法。图25C为流程图,其示出了如本文所公开的施加力以通过玉米籽粒的开口提取玉米胚芽的示例性方法。
[0037] 图26为示出了如本文进一步所述的使用各种实验方法提取的玉米胚芽状况之比较结果的表格。

具体实施方式

[0038] 下文将结合附图更详细地描述本发明,附图中只显示了本发明的一些实施方案,而非全部实施方案。实际上,本发明可以多种不同的形式体现而不应理解为受限于本文所述的实施例。相反,提供这些实施方案的目的是使本公开将满足适用的法律要求。同样的编号在全文中是指同样的要素。应当理解,本发明不限于所述的特定方法和方案,因为这些可有所变化。还应当理解,本文所用的术语是仅出于描述特定实施方案的目的,而并非旨在限制本发明的范围。
[0039] 本发明所属领域的技术人员将想到本文阐明的本发明的许多修改形式和其他实施方案,它们具有在上述说明和相关图片中展示的教导内容的有益效果。因此,应理解,本发明不应限于所公开的具体实施方案,并且修改形式和其他实施方案旨在包括在所附权利要求书的范围内。虽然本文中采用特定术语,但这些术语仅在一般性和描述性意义上使用,而并非用于限制目的。
[0040] 除非上下文另外明确规定,如本文所用的单数形式“一个”、“一种”和“该”包括多个指代物。因此,例如,提及“一个样本部分”可包括多个此类样本部分,以此类推。除非另外明确指明,否则本文所用的所有技术和科学术语均具有本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的相同含义。
[0041] 范围可在本文表述为从“约”一个特定值和/或至“约”另一个特定值。当表述该范围时,另一个范围包括从一个特定值和/或至另一个特定值。相似地,当数值使用前置的“约”表述为近似值时,应当理解,该特定值构成另一方面。还应当理解,各范围的端点明显既与另一个端点相关又独立于另一个端点。
[0042] 如本文所用,术语“任选的”或“任选地”意指可能出现或可能不出现随后所述的事件或情形,并且该描述包括出现所述事件或情形的情况,以及不出现所述事件或情形的情况。
[0043] 如本文所用,词语“或”是指特定列表中的任一项目,并且也包括此列表项目的任何组合。
[0044] I.概述
[0045] 本发明包括用于提取分离的单子叶植物种子(诸如分离的未成熟单子叶植物种子)的单子叶植物胚芽的方法和系统。可以设想,所公开的方法和系统可用于在不损坏单子叶植物胚芽的情况下,提取单独单子叶植物种子的单子叶植物胚芽。在示例性的方面,可以设想,本文所公开的系统和方法可使用穿过籽粒冠部提取玉米胚芽所需力的约20%来完成玉米胚芽的提取。还可以设想,使用本文所公开的系统和方法提取的胚芽可与其他不需要进行筛分及其他机械胚芽分离步骤的物料充分分离。
[0046] 在操作中,本文所公开的系统和方法可允许逐颗地从单子叶植物种子提取胚芽。可以设想,与分批方法相比,本文所公开的逐颗方法可有利地容许改善单颗种子的清洁和消毒程度,例如,允许对种子的整个表面消毒。可以设想,所公开的方法和系统可容许在从相应单子叶植物种子提取单子叶植物胚芽后,跟踪和/或分析单独的单子叶植物胚芽。可以设想,所公开的方法和系统可容许使用所提取的单独的单子叶植物胚芽再生出植物。
[0047] 公开了在使单子叶植物种子在液池内取向后,提取单子叶植物胚芽、自动地提取单子叶植物胚芽及从单子叶植物种子(例如,未成熟单子叶植物种子)再生出植物的示例性方法。除非另有说明,否则可以设想,虽然这些示例性方法是分别描述的,但所公开的方法中任何一个的步骤可与其他所公开的方法中任何一个的步骤相结合,来达成从单子叶植物种子提取单子叶植物胚芽的方法。因此,可以设想,在使单子叶植物种子在液池内取向后提取单子叶植物胚芽的所公开方法的一个或多个步骤,可与自动提取单子叶植物胚芽和/或从单子叶植物种子再生出植物的所公开方法的一个或多个步骤结合使用。相似地,可以设想,在使单子叶植物种子在液池内取向后自动提取单子叶植物胚芽的所公开方法的一个或多个步骤,可与提取单子叶植物胚芽和/或从单子叶植物种子再生植物的所公开方法的一个或多个步骤结合使用。还可以设想,在使单子叶植物种子在液池内取向后再生植物的所公开方法的一个或多个步骤,可与提取单子叶植物胚芽和/或自动分离单子叶植物胚芽的所公开方法的一个或多个步骤结合使用。还可以设想,除非另有说明,否则所公开的胚芽提取方法的任何步骤可按自动化方式进行。
[0048] 图1示出了玉米(例如,玉蜀黍)种子10(玉米籽粒)的各组分,包括胚乳20和胚芽12。如图1中所示,胚乳20与胚芽12毗连,并且胚芽和胚乳被果皮18包裹。根据种子10的年龄,越靠近种子的远端24,胚乳20可含越多淀粉,而越靠近种子的近端22,胚乳可越发呈凝胶状。种子10具有在近端22与远端24之间延伸的侧面部分26。
[0049] 图2A示出了玉米穗30。如图所示,穗30具有近端32(茎秆附接之处)和相对的远端34。如图所示,穗具有已受精的玉米种子(籽粒)10。然而,应当理解,一些穗的至少远侧部分(靠近远端34)可存在未受精的玉米种子(籽粒)11。
[0050] 图2B为玉米穗30的横截面。如图所示,玉米籽粒10可限定穗30的外周长。自玉米种子(籽粒)10径向向内运动,穗30可包括颖片36、麸皮38、木质环40和髓42。
[0051] 如本文所用,术语“穗轴”是指不包括玉米种子(籽粒)的玉米生物载体。
[0052] 如本文所用,术语“穗”是指附着有玉米种子(籽粒)的穗轴,并且其可包裹在苞叶中或可不包裹在苞叶中。
[0053] 如本文所用,并如图1中所示,“胚芽”或“单子叶植物胚芽”12由分生区16和盾片区14组成。
[0054] 如本文所用,单子叶植物胚芽的“分生区”是指单子叶植物胚芽长成植物所需的基本遗传信息和胚芽结构。
[0055] 如本文所用,单子叶植物胚芽的“盾片区”是指通常围绕单子叶植物胚芽内的分生区、并储存有单子叶植物种子萌发期间动用的营养物质的组织。盾片区通常充当单子叶植物种子的胚乳与单子叶植物胚芽的分生组织之间的屏障。如本文所用,“未成熟的”单子叶植物种子是指在授粉选定天数内收获的单子叶植物种子。如本文所用,“未成熟的”单子叶植物种子是指在受精之后但在生理成熟之前收获的单子叶植物种子,并且除了硬壳种子的情况之外,若没有外部营养物质,该种子就不会在水中萌发。在一些示例中,预期在授粉后,达到200至750个生长度单位(GDU)之间时进行收获。
[0056] 如本文所用,“未受损的”胚芽或“未被损坏的”的胚芽是指,在提取后未表现出明显擦伤,并且保持有以完全存活力和活力而生长的能力的胚芽。例如,如果在提取后单子叶植物胚芽的存活力和活力基本上没有改变,则在提取后单子叶植物胚芽“未受损”。在示例性的方面,可以设想,如果单子叶植物胚芽的存活力和活力是使用常规手动提取方法提取的单子叶植物胚芽的存活力和活力的至少50%,则在提取后单子叶植物胚芽“未受损”。在一个示例性的方面,如果单子叶植物胚芽的存活力和活力是使用常规手动提取方法提取的单子叶植物胚芽的存活力和活力的至少60%,则在提取后单子叶植物胚芽“未受损”。在另一个示例性的方面,如果单子叶植物胚芽的存活力和活力是使用常规手动提取方法提取的单子叶植物胚芽的存活力和活力的至少70%,则在提取后单子叶植物胚芽“未受损”。在另一个示例性的方面,如果单子叶植物胚芽的存活力和活力是使用常规手动提取方法提取的单子叶植物胚芽的存活力和活力的至少80%,则在提取后单子叶植物胚芽“未受损”。在又一个示例性的方面,如果单子叶植物胚芽的存活力和活力是使用常规手动提取方法提取的单子叶植物胚芽的存活力和活力的至少90%,则在提取后单子叶植物胚芽“未受损”。在另外一个示例性的方面,如果单子叶植物胚芽的存活力和活力是使用常规手动提取方法提取的单子叶植物胚芽的存活力和活力的至少95%,则在提取后单子叶植物胚芽“未受损”。一般来讲,存活力是指胚芽在本领域技术人员已知的组织培养条件或生长培养基条件下萌发并发育成小植株的能力。一般来讲,活力是指所得小植株的生长和发育过程,一直到且包括雄花和雌花开花、籽粒发育、达到籽粒生理成熟。
[0057] 在其他示例性的方面,可以设想,如果单子叶植物胚芽萌发出有活力的小植株,则在提取后单子叶植物胚芽“未受损”。
[0058] 如本文所用,术语“自动的”或“自动地”是指,使用基于机械、电气、软件、成像、视觉的技术和/或其他已知的基于自动化的技术来加强通常由人工交互所执行的过程。
[0059] II.从未成熟的单子叶植物种子提取单子叶植物胚芽的方法
[0060] 在各个方面,并参照图22,提供了从单子叶植物种子提取单子叶植物胚芽的方法。在这些方面,方法可包括获取单子叶植物种子,例如,未成熟的单子叶植物种子。任选地,在一个方面,方法还可包括将单子叶植物种子放入液池中。在一个方面,可以设想,将单子叶植物种子放入液池中,可使单子叶植物种子自身在所需取向上取向。例如,可以设想,将玉米籽粒定位在液池内,可使玉米籽粒自身以籽粒远端(冠部)背离液池表面且籽粒近端面向液池表面的方式取向。另选地,该方法可包括使用其他方式将单子叶植物种子以所需取向放置,其他方式包括例如但不限于:将单子叶植物种子(例如,玉米籽粒)的冠部手动定位在真空杯上,使真空杯以所需取向保持单子叶植物种子,或使用常规机器视觉技术来定位,然后根据需要自动地(例如,机器人式地)拾取单子叶植物种子(例如,玉米籽粒),并将单子叶植物种子以所需取向放置。在一方面,方法还可包括施加力以从单子叶植物种子提取单子叶植物胚芽。任选地,当未成熟的单子叶植物种子定位在液池中时,可施加力使得单子叶植物胚芽释放到液池中。在一方面,可以设想,在向单子叶植物胚芽施加力的步骤期间,可任选地将单子叶植物种子完全浸入液池中。另选地,可以设想,单子叶植物种子的远端可浸入液池中,而近端的至少一部分定位在液池的表面上方。任选地,可以设想,整个单子叶植物种子可定位在液池的表面上方,使得单子叶植物胚芽在提取后释放到液池中。任选地,在一方面,可以设想,单子叶植物种子可为玉米种子(籽粒)或高粱种子或小麦种子或水稻种子。
在该方面,单子叶植物种子可任选地为未成熟的单子叶植物种子。
[0061] 在另外的方面,可以设想,单子叶植物胚芽自单子叶植物种子提取后可未受损。在这些方面,可以设想,在从单子叶植物种子提取单子叶植物胚芽后,单子叶植物胚芽可保持以完全存活力和活力而生长的能力。更一般地,可以设想,单子叶植物胚芽自单子叶植物种子提取后,可保持萌发的能力。任选地,在另外的方面,可以设想,可提取单子叶植物种子的单子叶植物胚芽,使得基本上不从单子叶植物种子提取单子叶植物种子的胚乳。另外还可以设想,在提取后,单子叶植物种子的所提取的单子叶植物胚芽可与其他物料充分分离,使得不需要对所提取的单子叶植物胚芽进行筛分。
[0062] 在一方面,单子叶植物种子可具有近端和相对的远端。在一方面,可以设想,在从生物载体去除未成熟的单子叶植物种子之前,单子叶植物种子的近端可附着于生物载体,并且单子叶植物种子的远端可与生物载体相间隔。在示例性的方面,当单子叶植物种子为玉米籽粒时,玉米籽粒的近端可包括玉米籽粒的尖冠,并且玉米籽粒的远端可包括玉米籽粒的冠部。
[0063] 任选地,在一些方面,可以设想,可在单子叶植物种子的近端形成开口或孔。在一方面,可任选地在向单子叶植物种子施加力之前,形成单子叶植物种子近端的开口或孔。在一方面,可以设想,单子叶植物种子可定位在如本文所公开允许向单子叶植物种子施加力的任何位置。在各方面,可以设想,可任选地在获取单子叶植物种子之前,形成单子叶植物种子近端的开口或孔。另选地,在其他任选方面,可以设想,可在已获取单子叶植物种子之后,制出单子叶植物种子近端的开口或孔。任选地,在一些方面,可以设想,该方法还可包括至少清洁单子叶植物种子的近端。在各方面,至少清洁单子叶植物种子的近端的步骤可包括对单子叶植物种子的表面消毒。在其他示例性的方面,可以设想,可在获取单子叶植物种子之前清洁单子叶植物种子。任选地,在各方面,可在获取单子叶植物种子之前对单子叶植物种子的表面消毒。
[0064] 任选地,在其他方面,可以设想,可在无需在单子叶植物种子中形成开口或孔的情况下,从单子叶植物种子提取单子叶植物胚芽。在这些方面,可以设想,可将单子叶植物种子的至少一部分放入液池中。任选地,可以设想,在向单子叶植物种子施加力之前,可任选地将单子叶植物种子完全浸入液池中。另选地,可以设想,单子叶植物种子的远端可任选地浸入液池中,而近端的至少一部分定位在液池的表面上方。还可以设想,在向单子叶植物种子施加力之前以及施力期间,可将整个单子叶植物种子定位在液池的表面上方。
[0065] 在示例性的方面,当在单子叶植物种子中形成开口或孔时,可以设想,施加力以提取单子叶植物胚芽的步骤可包括向单子叶植物种子的至少一个侧面部分施加压力,以迫使单子叶植物胚芽通过单子叶植物种子近端的开口或孔。在这些方面,单子叶植物种子包括从种子的近端延伸到远端的侧面部分。可以设想,向单子叶植物种子的至少一个侧面部分施加压力的步骤可包括在将压力施加到单子叶植物种子的至少一个侧面部分的同时,以所选取向支撑单子叶植物种子。在一个示例性的方面,向单子叶植物种子的至少一个侧面部分施加压力的步骤可包括沿着从种子远端朝种子近端的方向,向所述至少一个侧面部分施加辗压力。在其他示例性的方面,当未在单子叶植物种子中形成开口或孔时,可以设想,施加力以提取单子叶植物胚芽的步骤可包括向单子叶植物种子的所述至少一个侧面部分施加压力,以使单子叶植物种子近端的一部分裂开,并迫使单子叶植物胚芽通过由单子叶植物种子裂开部分限定的开口或孔。在这些方面,可以设想,向单子叶植物种子的至少一个侧面部分施加压力的步骤可包括在将压力施加到单子叶植物种子的至少一个侧面部分的同时,以所选取向支撑单子叶植物种子。
[0066] 任选地,在一些方面,在向单子叶植物种子施加力时,可将单子叶植物种子完全浸入液池中。在这些方面,可以设想,单子叶植物种子的所选取向可相对于将单子叶植物种子的近端指向液池的表面。在其他方面,可以设想,在向单子叶植物种子施加力时,可仅将单子叶植物种子部分地浸入液池中。在这些方面,可以设想,单子叶植物种子的所选取向可相对于将单子叶植物种子的远端浸入液池中,同时单子叶植物种子近端的至少一部分定位在液池的表面上方。在又一些其他方面,整个单子叶植物种子可定位在液池上方。
[0067] 在示例性的方面,可以设想,可通过如下方式使单子叶植物种子以所选取向定位:将单子叶植物种子定位在液池中,并且容许单子叶植物种子在液池中取向,使得单子叶植物种子的近端指向上(指向液池的表面)。在这些方面,可以设想,具有过多物料(例如,“颖片”或穗轴物料)、杂质或截留空气的单子叶植物种子可能不按所需的那样取向。为了解决截留空气的问题,可以设想,本文所公开的方法可任选地包括搅拌液池,以使截留空气从单子叶植物种子逸出。可以设想,诸如本文所公开的那些清洁单子叶植物种子和/或对单子叶植物种子消毒的任选步骤,可解决物料过多或其他杂质的问题。在其他示例性的方面,可以设想,可使用常规方式使单子叶植物种子以所选取向定位,常规方式包括例如但不限于例如下列中的至少一个:带有机器人分选和操纵的机器可视化操作、振动取向和进料、辊分选和进料,以及手动取向。
[0068] 可以设想,单子叶植物种子近端的开口或孔可通过任何常规装置形成,诸如,常规施力装置,包括常规切割装置、常规开裂装置、常规撕裂装置、常规挤压装置、常规压碎装置等。在示例性的方面,单子叶植物种子近端的开口或孔可通过常规刀片形成。任选地,在另外的示例性的方面,可在单子叶植物种子的尖冠(最近侧尖端)与种子内的单子叶植物胚芽之间的位置处,向单子叶植物种子的近端施加力以形成孔。在这些方面,可在与尖冠间隔选定距离的位置处,向单子叶植物种子的近端施加力以形成开口或孔。可以设想,离尖冠的选定距离可任选地在约0.1mm至约3mm的范围内。还可以设想,离尖冠的选定距离可任选地在约0.25mm至约1.5mm的范围内。
[0069] 任选地,在示例性的方面,可以设想,在单子叶植物种子的近端形成孔的步骤可为迭代过程,在该过程中将力施加于多个位置处,直到找到孔的所需位置。在这些方面,可以设想,可将第一力施加于单子叶植物种子的尖冠近侧。如果第一力的位置不是如本文所公开的开口或孔的所需位置,则可将第二力施加于更靠近单子叶植物胚芽的第二位置。可以设想,可根据需要,用后续的力重复该过程,直到到达开口或孔的所需位置。
[0070] 在另外的方面,可切割单子叶植物胚芽的盾片区的一部分,以提取盾片区的样本部分。任选地,在一个方面,盾片组织可通过激光切割,诸如但不限于:如本领域已知的冷切激光、Q开关CO2激光、飞秒激光、皮秒激光和纳秒激光。然而,可以设想,用于去除盾片的任何已知装置可与本文所公开的系统和方法结合使用。例如,在其他示例性的方面,可以设想,可使用线材戳刺方法、钻芯取样方法、细胞脱落方法、线材刮削方法或它们的组合来切割盾片组织。
[0071] 在其他方面,可对单子叶植物胚芽(例如,玉米胚芽)进行基因分型。在另一个方面,可基于基因分型来选择或丢弃单子叶植物胚芽。在另一个方面,可使所选单子叶植物胚芽的其余部分萌发。
[0072] 在另外的方面,可分析单子叶植物胚芽的盾片区的样本部分。在这些方面,所述分析可包括对样本部分进行的遗传分析、化学分析和光谱分析中的至少一个。在另外的方面,该方法还可包括基于对盾片区的样本部分的分析(例如,遗传分析),来选择或丢弃单子叶植物胚芽的其余部分。当基于对盾片区的样本部分的分析(例如,遗传分析)来选择单子叶植物胚芽时,可以设想,该方法还可包括使单子叶植物胚芽的其余部分(包括单子叶植物胚芽的分生区)萌发。
[0073] 在从单子叶植物种子提取单子叶植物胚芽后,该方法还可包括收集单子叶植物胚芽。可以设想,可通过机械装置收集单子叶植物胚芽。在示例性的方面,如本文所公开,可提取单子叶植物胚芽,使得所提取的单子叶植物胚芽被接在液池内。在这些方面,可以设想,可通过定位成与液池流体连通的管来收集单子叶植物胚芽。在这些方面,可以设想,该管可被配置成顺次地接纳单独的单子叶植物胚芽,并将单子叶植物胚芽输送到至少一个所选接收器。任选地,可以设想,可将连续的每个单子叶植物胚芽输送到与其相应的接收器,并接纳于该接收器内。另选地,可以设想,可将多个单子叶植物胚芽顺次地递送到单个接收器中。在另外的示例性的方面,可以设想,该管和所述至少一个所选接收器可操作地连接到正压源或负压源,诸如但不限于如本领域已知的抽吸
[0074] 在示例性的方面,液池可任选地填充有水、溶液、缓冲液或液体凝胶中的至少一种。
[0075] 在另外的示例性的方面,单子叶植物种子可任选地为,在授粉后8与20天之间获取的未成熟玉蜀黍种子。在另外的示例性的方面,单子叶植物种子可任选地为,在授粉后9与18天之间获取的未成熟玉蜀黍种子。在另外的示例性的方面,单子叶植物种子可任选地为,在授粉后10与15天之间获取的未成熟玉蜀黍种子。
[0076] III.从未成熟的单子叶植物种子自动提取单子叶植物胚芽的方法
[0077] 在各个方面,提供了用于从单子叶植物种子自动提取单子叶植物胚芽,由此使得在提取后单子叶植物胚芽不受损的方法。单子叶植物种子可具有近端和相对的远端。在从生物载体去除单子叶植物种子之前,单子叶植物种子的近端可附着于生物载体,并且单子叶植物种子的远端可与生物载体相间隔。在各个示例性的方面,单子叶植物种子可以是如本文所公开的未成熟单子叶植物种子。
[0078] 在一个方面,并参照图23,该方法可包括提供分离的单子叶植物种子。任选地,在一个示例性的方面,单子叶植物种子可在其近端具有开口或孔。在该方面,可在从生物载体去除单子叶植物种子后,得到分离的单子叶植物种子。在另一个方面,当单子叶植物种子的近端具有如本文所述的开口或孔时,该方法可包括通过单子叶植物种子近端的开口或孔自动提取单子叶植物胚芽。任选地,可以设想,可提取单子叶植物种子的单子叶植物胚芽,从而不提取单子叶植物种子的胚乳。当单子叶植物种子具有如本文所述的开口或孔时,可以设想,可提取单子叶植物种子的单子叶植物胚芽,使得不通过单子叶植物种子的开口或孔提取单子叶植物种子的胚乳。另外还可以设想,在提取后,单子叶植物种子的所提取的单子叶植物胚芽可与其他物料充分分离,使得不需要对所提取的单子叶植物胚芽进行筛分。在另外的方面,还可以设想,提供单子叶植物种子的步骤可包括在不损坏单子叶植物胚芽的情况下,自动去除单子叶植物种子近端的至少一部分以形成开口或孔。任选地,在一些方面,可以设想,可在液池内提取单子叶植物胚芽,如本文进一步公开。在这些方面,还可以设想,可将所提取的单子叶植物胚芽输送到所选的接收器,如本文进一步公开。
[0079] 在示例性的方面,可以设想,单子叶植物种子可选自玉米种子(籽粒)和高粱种子。任选地,单子叶植物种子可选自未成熟的玉米籽粒(例如,未成熟的玉蜀黍种子)和未成熟的高粱种子。
[0080] 在另外一个方面,可以设想,自动提取单子叶植物胚芽的步骤可包括将压力自动施加到单子叶植物种子的至少一个侧面部分,以迫使单子叶植物胚芽通过单子叶植物种子近端的开口或孔。另选地,当未在单子叶植物种子中形成开口或孔时,可以设想,自动提取单子叶植物胚芽的步骤可包括将压力自动施加到单子叶植物种子的至少一个侧面部分,以使单子叶植物种子近端的一部分裂开,并迫使单子叶植物胚芽通过由单子叶植物种子裂开部分限定的开口或孔。在另外一个方面,可以设想,该方法还可包括在单子叶植物种子的近端形成开口或孔。在该方面,可以设想,可任选地在单子叶植物种子的近端自动制出开口或孔。如本文进一步所述,可以设想,在单子叶植物种子的近端内形成开口或孔的步骤可为迭代过程。任选地,在另外的示例性的方面,可在单子叶植物种子的尖冠(最近侧尖端)与种子内的单子叶植物胚芽之间的位置处,向单子叶植物种子的近端施加力以形成开口或孔。在这些方面,可在与尖冠间隔选定距离的位置处,向单子叶植物种子的近端施加力以形成开口或孔。可以设想,离尖冠的选定距离可任选地在约0.1mm至约3mm的范围内。还可以设想,离尖冠的选定距离可任选地在约0.25mm至约1.5mm的范围内。在各个示例性的方面,可以设想,该方法还可包括使用成像系统对单子叶植物胚芽进行自动成像,以容许识别所提取的单子叶植物胚芽的盾片区和分生区。
[0081] 任选地,在一些方面,可在提供分离的单子叶植物种子之前,对种子的外表面进行清洁和/或消毒。另选地,在其他任选方面,可以设想,该方法还可包括在单子叶植物种子的近端制作开口,和/或向单子叶植物种子的所述至少一个侧面部分施加压力之前,至少清洁单子叶植物种子的近端。还可以设想,该方法可包括在单子叶植物种子的近端形成开口或孔,和/或向单子叶植物种子的所述至少一个侧面部分施加压力之前,对单子叶植物种子进行消毒。在示例性的方面,该方法可任选地包括诸如在单子叶植物种子中形成开口或孔之前,和/或在提取单子叶植物胚芽之前,使单子叶植物种子以如本文进一步公开的所选取向定位。在这些方面,使单子叶植物种子以所选取向定位的步骤可任选地包括将单子叶植物种子放入液池中,如本文进一步公开。
[0082] 任选地,在另一个方面,可将所提取的单子叶植物胚芽从单子叶植物种子的开口或孔释放到液池中。在该方面,液池可任选地填充有水、溶液、缓冲液和液体凝胶中的至少一种。任选地,在一些方面,可以设想,在单子叶植物种子中形成开口或孔,和/或从单子叶植物种子提取单子叶植物胚芽的步骤可在单子叶植物种子至少部分地浸入液池内的情况下进行,如本文进一步公开。
[0083] 在其他方面,可对单子叶植物胚芽(例如,玉米胚芽)进行基因分型。在另一个方面,可基于基因分型来选择或丢弃单子叶植物胚芽。在另一个方面,可使所选单子叶植物胚芽的其余部分萌发。
[0084] 在另外一个任选方面,该方法还可包括在不损坏所提取的单子叶植物胚芽的情况下,自动去除所提取的单子叶植物胚芽的盾片组织的样本部分。任选地,还可以设想,盾片组织的样本部分可通过激光去除,诸如但不限于:如本领域已知的冷切激光、Q开关CO2激光、飞秒激光、皮秒激光和纳秒激光。然而,可以设想,用于去除盾片的任何已知装置可与本文所公开的系统和方法结合使用。例如,在其他示例性方面,可以设想,可使用线材戳刺方法、钻芯取样方法、细胞脱落方法、线材刮削方法或它们的组合来切割盾片组织。
[0085] 在各方面,可分析盾片组织的样本部分。在这些方面,所述分析可包括对样本部分进行的遗传分析、化学分析和光谱分析中的至少一个。在另外的方面,该方法还可包括基于对盾片组织的样本部分的分析(例如,遗传分析),来选择或丢弃单子叶植物胚芽的分生组织。当基于盾片组织的样本部分的分子分析(例如,遗传分析)来选择单子叶植物胚芽的分生组织时,可以设想,该方法还可包括使单子叶植物胚芽的其余部分(包括所选分生组织)萌发。
[0086] 在示例性的方面,单子叶植物种子可任选地为,在授粉后8与20天之间获取的未成熟玉蜀黍种子。未成熟种子可为在受精之后但在生理成熟之前收获的单子叶植物种子,并且除了硬壳种子的情况之外,若没有外部营养物质,该种子就不会在水中萌发。例如,可在授粉后,达到200至750个生长度单位(GDU)之间时进行收获。在示例性的方面,单子叶植物种子可任选地为,在授粉后9与18天之间获取的未成熟玉蜀黍种子。在示例性的方面,单子叶植物种子可任选地为,在授粉后10与15天之间获取的未成熟玉蜀黍种子。
[0087] IV.从未成熟的单子叶植物种子再生出植物的方法
[0088] 在各个方面,并参照图24A,提供了从单子叶植物种子再生出植物的方法。在这些方面,该方法可包括从单子叶植物种子自动提取单子叶植物胚芽。任选地,单子叶植物种子可为未成熟的单子叶植物种子。如本文进一步公开,单子叶植物胚芽包括分生区和盾片区。可以设想,可任选地在不损坏单子叶植物胚芽的情况下提取单子叶植物胚芽。还可以设想,可自动地提取单子叶植物种子的单子叶植物胚芽,从而不提取单子叶植物种子的大部分胚乳。另外还可以设想,在提取后,单子叶植物种子的所提取的单子叶植物胚芽可与其他物料充分分离,使得不需要对所提取的单子叶植物胚芽进行筛分。
[0089] 任选地,在一些方面,可以设想,方法可包括在提取单子叶植物胚芽之前在单子叶植物种子中形成开口或孔的步骤,如本文进一步公开。如本文所用,术语“开口”和“孔”可互换使用,并且是指穿过种子果皮的使种子内部的一部分暴露于外部环境的任何开口、孔、孔隙或裂口,并且可包括在种子上制出薄弱位点,诸如刮擦或蚀刻位点,从而在向种子施加压力或在种子的内部产生压力时,薄弱位点裂开形成孔或开口。如本文进一步所述,可以设想,在单子叶植物种子的近端内形成开口或孔的步骤可为迭代过程。任选地,在示例性的方面,可在单子叶植物种子的尖冠(最近侧尖端)与种子内的单子叶植物胚芽之间的位置处,向单子叶植物种子的近端施加力以形成开口或孔。在这些方面,在与尖冠间隔所选距离的位置处,向单子叶植物种子的近端施加力以形成孔。可以设想,离尖冠的选定距离可任选地在约0.1mm至约3mm的范围内。可以设想,离尖冠的选定距离可任选地在约0.25mm至约1.5mm的范围内。在一方面,可以设想,单子叶植物种子可具有近端和远端,其中近端比远端更靠近单子叶植物胚芽。在一方面,可以设想,可在不损坏单子叶植物胚芽的情况下,在单子叶植物种子的近端形成开口或孔。在示例性的方面并如本文进一步公开,可以设想,可使用常规装置在未成熟单子叶植物种子的近端形成开口或孔,所述常规装置诸如但不限于:切割刀片、激光、挤压装置、压碎装置、开裂装置、撕裂装置等。在示例性的方面,可以设想,也可通过向种子和/或在种子内施加压力来形成开口或孔,如本文进一步所述。例如,可以设想,可在种子近端的薄弱部分处形成开口或孔。在示例性的方面,可通过削弱种子的外表面,诸如通过刮擦、蚀刻或化学降解近端的一部分,来形成种子近端的薄弱部分。在已形成薄弱部分后,可以设想,可通过对种子或种子的一部分施加压力,或夹紧、撕裂、戳刺、刮削和/或进一步化学降解种子近端的薄弱部分,来形成开口或孔。
[0090] 在示例性的方面,方法可任选地包括诸如在单子叶植物种子中形成孔之前,和/或在提取单子叶植物胚芽之前,使单子叶植物种子以如本文进一步公开的所选取向定位。任选地,在一些方面,使单子叶植物种子以所选取向定位的步骤可包括将单子叶植物种子放入液池内,如本文进一步公开。在这些方面,液池可任选地填充有水、溶液、缓冲液和液体凝胶中的至少一种。在这些方面,可以设想,从单子叶植物种子自动提取单子叶植物胚芽的步骤可任选地在单子叶植物种子至少部分地浸入液池内的情况下进行,如本文进一步公开。
[0091] 在另外的示例性的方面,可以设想,可对单子叶植物种子的外表面的至少一部分进行清洁和/或消毒,如本文进一步公开。
[0092] 在另外的方面,可以设想,可将所提取的单子叶植物胚芽输送到所选的接收器,如本文进一步公开。
[0093] 在另一个方面,该方法可包括在不损坏单子叶植物胚芽的情况下,自动去除单子叶植物胚芽的盾片区的样本部分。在其他示例性的方面,还可以设想,盾片组织的样本部分可通过激光去除,诸如但不限于:如本领域已知的冷切激光、Q开关CO2激光、飞秒激光、皮秒激光和纳秒激光。然而,可以设想,用于去除盾片的任何已知装置可与本文所公开的系统和方法结合使用。例如,在一些方面,可以设想,可通过如本领域已知的戳刺、刮削和/或脱落操作,来去除盾片组织的样本部分。在各个示例性的方面,可以设想,该方法还可包括使用成像系统对单子叶植物胚芽进行自动成像,以容许识别所提取的单子叶植物胚芽的盾片区和分生区。
[0094] 在又一方面,该方法可包括分析(例如,遗传分析)单子叶植物胚芽的盾片区的样本部分。在该方面,可以设想,对样本部分的分析可包括遗传分析、化学分析和光谱分析中的至少一个。在另外一个方面,该方法可包括从单子叶植物胚芽的其余部分(包括单子叶植物胚芽的分生区)再生出植物。在该方面,可以设想,在提取后单子叶植物胚芽可未受损。
[0095] 在另外的方面,可以设想,自动提取单子叶植物胚芽的步骤可包括自动施加力以提取单子叶植物胚芽。在这些方面,还可以设想,施加力以提取单子叶植物胚芽的步骤可包括将压力施加到单子叶植物种子的至少一个侧面部分,以迫使单子叶植物胚芽通过单子叶植物种子近端的孔。
[0096] 在各方面,单子叶植物种子可以是未成熟的单子叶植物种子,包括但不限于:未成熟玉米籽粒(例如,未成熟玉蜀黍种子)、未成熟高粱种子、未成熟小麦种子或未成熟水稻种子。
[0097] 在各方面,单子叶植物种子可任选地为,在授粉后8与20天之间获取的未成熟玉蜀黍种子。在另外的示例性方面,单子叶植物种子可任选地为,在授粉后9与18天之间获取的未成熟玉蜀黍种子。在另外的示例性方面,单子叶植物种子可任选地为,在授粉后10与15天之间获取的未成熟玉蜀黍种子。
[0098] 可以设想,可修改从单子叶植物种子的所选分生组织再生出植物的方法,以容许对多个单子叶植物种子进行分析。在示例性的方面,并如图24B中所示,这种方法可包括自动提取来自多个单子叶植物种子的每个相应单子叶植物种子的单子叶植物胚芽。
[0099] 在一些方面,可对所提取的单子叶植物胚芽(例如,玉米胚芽)进行基因分型。在另一个方面,可基于基因分型来选择或丢弃单子叶植物胚芽。在另一个方面,可使所选单子叶植物胚芽的其余部分萌发。
[0100] 在另外的方面,该方法还可包括在不损坏单子叶植物胚芽的情况下,自动去除每个相应单子叶植物种子的单子叶植物胚芽的盾片区的样本部分。任选地,可提取每个相应单子叶植物种子的单子叶植物胚芽,使得不通过单子叶植物种子近端的孔提取单子叶植物种子的胚乳。该方法还可包括自动分析(例如,遗传分析、化学分析和/或光谱分析)每个相应单子叶植物种子的单子叶植物胚芽的盾片区的样本部分。该方法另外还包括基于对每个相应单子叶植物种子的单子叶植物胚芽的盾片区的样本部分的分析,来自动选择或丢弃每个相应单子叶植物种子的单子叶植物胚芽的其余部分。在示例性的方面,可选择所述多个单子叶植物种子中至少一个单子叶植物种子的单子叶植物胚芽的分生组织。在另外的方面,该方法可包括从每个相应单子叶植物胚芽的其余部分(包括分生区)再生出植物。
[0101] 任选地,在示例性的方面,可以设想,以下步骤中的至少一个可按自动方式执行:去除每个相应单子叶植物种子的单子叶植物胚芽的盾片区的样本部分;对每个相应单子叶植物种子的单子叶植物胚芽的盾片区的样本部分进行遗传分析;基于对每个相应单子叶植物种子的单子叶植物胚芽的盾片区的样本部分的遗传分析,来选择或丢弃每个相应单子叶植物种子的单子叶植物胚芽的其余部分;以及从每个相应所选单子叶植物种子的单子叶植物胚芽的其余部分再生出植物。
[0102] V.所提取的单子叶植物胚芽的示例性用途
[0103] 在各个方面,并且参照图24C,可以设想,本文所公开的单子叶植物胚芽提取方法和系统可容许运用大规模跟踪系统对单独单子叶植物胚芽进行一对一跟踪。在这些方面,可以设想,可给容纳每个相应单子叶植物胚芽(或来自所选批次的单子叶植物胚芽组)的接收器分配至少一个唯一识别符(例如,条码批次识别号),所述至少一个唯一识别符被输入数据库中,并且使用常规自动化和/或计算机化方法进行跟踪。还可以设想,每个唯一接收器识别符可与接收器内所容纳的所述一个或多个单子叶植物胚芽相关的信息联系起来,所述信息诸如但不限于:单子叶植物种子的品种、用于获取单子叶植物胚芽的植物的具体位置(田间)、单子叶植物种子在其生物载体上的位置(例如,玉米籽粒在穗上的位置)等。因此,可以设想,可给每个接收器分配至少一个唯一识别符,所述至少一个唯一识别符被读取并输入跟踪系统的数据库中。相似地,可以设想,可给单子叶植物胚芽的给定批次分配唯一批次识别符,可在提取过程开始之前通过跟踪系统扫描该唯一批次识别符。当来自给定批次的一个或多个单子叶植物胚芽接纳在接收器内时,可自动更新与接收器相关的数据库条目,以将接收器与批次识别符相关联。跟踪还可包括创建并使用相同或不同的唯一识别符,以将种子的胚芽与胚芽或种子的其他部分相关联,诸如将胚芽与该胚芽的样本或从中提取胚芽的种子的样本(例如,胚乳)相关联。
[0104] 下文公开了所提取的单子叶植物胚芽的一些示例性应用。
[0105] a.植物育种
[0106] 在示例性的方面,可以设想,按照本文所公开的方式提取的单子叶植物胚芽可用于如本领域已知的植物育种。一般来讲,在各方面,可以设想,可从按照本文所公开的方式提取的未受损单子叶植物胚芽再生出植物。还可以设想,可使用常规植物育种方法来完成使用所提取的单子叶植物胚芽进行的植物再生。
[0107] 在各方面,可以设想,按照本文所公开的方式提取的单子叶植物胚芽可用于如本领域已知的植物育种目的,例如对于包含特定性状或基因的胚芽(不论是野生型还是转基因)而言。在各方面,可将一个或多个所提取的单子叶植物胚芽放入含一种或多种选择剂的生长培养基中,以评估单子叶植物胚芽对一种或多种选择剂的耐受性。可以设想,对一种或多种选择剂具有耐受性的单子叶植物胚芽将生长,而对一种或多种选择剂的耐受性不足的单子叶植物胚芽将死亡。
[0108] 在各方面,可以设想,可在将单子叶植物胚芽放入选择培养基或生长培养基中之前,获取所提取的单子叶植物胚芽的盾片区的样本。在各方面,可以设想,可使用多种技术去除单子叶植物胚芽的盾片区的样本部分。在示例性的方面,可以设想,去除盾片区的样本部分的过程可包括通过自动化检测装置识别所提取的单子叶植物胚芽的取向和位置,该自动化检测装置诸如但不限于:如本领域已知的机器视觉、成像系统和感测装置。去除样本的过程还可包括使用自动化装置(例如,机器人装置)拾取单子叶植物胚芽。然后可将单子叶植物胚芽与切割装置(诸如但不限于:组织切割激光器)对齐。可将切割装置应用于单子叶植物胚芽的盾片区,以便按照保留如本文所公开的单子叶植物胚芽的存活力和活力的方式获取样本。然后可将样本接纳在所选接收器内,诸如但不限于:弹形管、场板等。在去除样本后,该过程还可包括将单子叶植物胚芽定位在生长培养基上,诸如但不限于Phytatray,或如本领域已知的其他容器。在将单子叶植物胚芽定位在选择培养基或生长培养基之中或之上后,可以设想,所得经培养的组织可用于如本领域已知的植物育种应用。
[0109] 在示例性的方面,可以设想,按照本文所公开的方式提取的单子叶植物胚芽可用于如本领域已知的加倍单倍体过程。在这些方面,可以设想,加倍单倍体过程可任选地与如本领域已知的植物育种过程结合使用。在一些方面,可将一个或多个所提取的单子叶植物胚芽放入包含如本领域已知的抗有丝分裂的染色体加倍剂(例如,秋水仙、黄草消或氟乐灵)的培养基中。在这些方面,可以设想,将所提取的单子叶植物胚芽放入加倍培养基中可引起每个单子叶植物胚芽的染色体加倍。还可以设想,可基于特性(例如,通过化学分析和/或光谱分析揭示的特性)来选择所提取的单子叶植物胚芽。在另外的方面,在识别加倍单倍体后,可将加倍单倍体放在生长培养基上,然后可开始进行萌发过程。任选地,可以设想,可在将单子叶植物胚芽放入生长培养基中之前,获取所提取的单子叶植物胚芽的盾片区的样本。
[0110] VI.用于提取和/或分离单子叶植物胚芽的示例性系统
[0111] 可以设想用于执行本文所公开的方法步骤中的一个或多个的各种系统。虽然本文所公开的系统和组件中的多数都参照玉米籽粒进行描述,但可以设想,这些系统和组件也可用于从其他单子叶植物种子(诸如本文所公开的那些)处理和提取胚芽。相似地,可以设想,本文所公开的用于从未成熟单子叶植物种子(例如,未成熟玉米籽粒)处理和提取胚芽的系统和组件,也可用于从更成熟的单子叶植物种子处理和提取胚芽。
[0112] 本文所公开的系统和组件被描述为具有各种致动器,这些致动器使得所述系统和组件的部件以所需方式运动。在示例性的方面,可以设想,所公开的系统和组件的致动器可被定位成与处理器操作性地通信,该处理器诸如但不限于:如本领域已知的计算机的可编程逻辑控制器(PLC)或处理器。在这些方面,可以设想,处理器可被配置成按自动化方式激活所公开的系统和组件的致动器。
[0113] a.种子完整去除系统和方法
[0114] 当单子叶植物种子为玉米(例如,玉蜀黍)籽粒(例如,未成熟玉米籽粒)时,可以设想,可在将玉米籽粒从其穗轴去除后,得到玉米籽粒以在所公开的方法中使用。在各方面,可以设想,可在不使籽粒破裂的情况下手动去除玉米籽粒。在其他示例性的方面,可以设想,可通过如下设备去除玉米籽粒:该设备被配置成充分靠近穗轴进行切割以避免损坏玉米籽粒的胚芽。在另外的示例性的方面,可以设想,可通过如下设备去除玉米籽粒:该设备被配置成从穗轴去除玉米籽粒,同时保持玉米籽粒基本上完整。
[0115] i.制备穗
[0116] 在示例性的方面,可以设想,可使用常规方法从田间收获玉米穗。任选地,可从田间手动收获穗。任选地,在收获后,可接着将穗放入网眼袋中置于冷藏室内大约两(2)天。在冷藏后,可任选地剥去穗的苞叶。可以设想,可手动剥去穗的苞叶。在剥去穗的苞叶后,可任选地用所选清洗液清洁穗,该清洗液诸如但不限于:水、10%漂白剂和数滴吐温-20表面活性剂的混合物。
[0117] ii.支撑与切割系统及方法
[0118] 在示例性的方面,提供了用于从穗轴去除玉米籽粒的方法。在这些方面,可提供切割组件以便去除玉米籽粒,同时使籽粒基本上保持完整。在玉米籽粒的切割期间,可从外部支撑玉米穗,或可将玉米穗支撑在穗的穗轴内。
[0119] 1.采取外部穗轴支撑方式的切割系统和方法
[0120] 在一个方面,并参照图11A-图11C,公开了用于在外部支撑穗轴的情况下,从穗轴去除玉米籽粒的系统500。
[0121] 在另一个方面,系统500可包括基座部分510,该基座部分具有上表面512和内部空间514。在该方面,上表面512可限定从基座部分510的上表面延伸到内部空间514的多个孔518。
[0122] 在另外一个方面,系统500可包括成批进料组件532,该成批进料组件相对于竖直轴线590与基座部分510轴向地间隔开。在该方面,成批进料组件532可限定开口550,该开口被配置成接纳基本上平行于竖直轴线590而定位的玉米穗。在示例性的方面,成批进料组件532可由至少一个支撑件516支撑,所述至少一个支撑件相对于竖直轴线590从基座部分510向上延伸。
[0123] 在另外一个方面,系统500可包括多个进料轮。在该方面,可以设想,所述多个进料轮可包括定位在成批进料组件的开口550的第一侧面上的至少一个进料轮540,以及定位在成批进料组件的开口的第二侧面上的至少一个进料轮542。还可以设想,定位在开口550的第一侧面上的进料轮540可相对于基本上垂直于竖直轴线590的第一轴线592,与定位在开口的第二侧面上的进料轮542间隔开。任选地,在示例性的方面,定位在开口550的第一侧面上的所述至少一个进料轮540可包括相对于第二轴线594间隔开的至少两个进料轮,该第二轴线基本上垂直于竖直轴线590和第一轴线592。任选地,在其他示例性的方面,定位在开口550的第二侧面上的所述至少一个进料轮542可包括相对于第二轴线594间隔开的至少两个进料轮。
[0124] 在示例性的方面,每个进料轮540可被配置用于相对于相应旋转轴线541旋转。任选地,在这些方面,进料轮540的旋转轴线541可相对于竖直轴线590向内朝开口550以选定锐角成角度。在另外的示例性的方面,每个进料轮542可被配置用于相对于相应旋转轴线543旋转。任选地,在这些方面,进料轮542的旋转轴线543可相对于竖直轴线590向内朝开口
550以选定锐角成角度。因此,可以设想,进料轮540,542可向内朝彼此成角度。在示例性的方面,所选锐角可在约1度至约5度的范围内,并且更优选地,可为约3度。
[0125] 在另外一个方面,系统500可包括切割臂580,该切割臂具有近侧部分586和远侧部分588。在该方面,远侧部分588可限定切割元件582和研磨元件584。在另一个方面,切割臂580可基本上平行于第二轴线594延伸,并且切割臂的远侧部分588可相对于竖直轴线590定位在成批进料组件的开口550上方。在示例性的方面,切割元件582可偏离研磨元件584。例如,在这些方面,切割元件582可相对于第一轴线592与研磨元件584偏移约0.5mm至约2.0mm的距离。在另外的示例性的方面,切割元件582可相对于竖直轴线590从切割臂580的远侧部分588(并从研磨元件584)向上突出,从而得到为系统500赋予稳定性的钩式布置方式。任选地,切割元件582一般可按向上方向取向,该向上方向与研磨元件584的取向成角度地偏移。
在操作中,切割元件582可被配置成对正围绕竖直轴线590旋转的籽粒进行底切,而研磨元件584可被配置成磨碎穗轴的较为致密的木质环。在示例性的方面,切割元件582可被成形为使得在穗围绕竖直轴线590旋转期间,籽粒接近从切割臂580的近侧部分586朝切割臂的远侧部分588运动的切割元件。
[0126] 在另一个方面,系统500可包括振荡组件570,该振荡组件操作地联接到切割臂580的近侧部分586,并且被配置成实现切割臂的至少远侧部分588相对于竖直轴线590的振荡运动。在示例性的方面,振荡组件570可包括常规致动器,诸如但不限于达。
[0127] 在另外一个方面,系统500可包括多个轴520。在该方面,每个轴520可具有近侧部分522和远侧部分524,近侧部分定位在基座部分510的上表面512的对应孔518内,并且远侧部分操作地联接到多个进料轮中的至少一个进料轮540,542。
[0128] 在又一个方面,系统500可包括至少一个马达528,所述至少一个马达操作地联接到所述多个轴的近侧部分522。在该方面,所述至少一个马达528可被配置成实现多个轴和多个进料轮的选择性旋转运动。因此,可以设想,所述至少一个马达528可被配置成实现多个进料轮相对于其相应旋转轴线的选择性旋转运动。
[0129] 任选地,在一个示例性的方面,成批进料组件530可包括固定部分532和活动部分534,这两部分配合以限定成批进料组件的开口550。在该方面,定位在开口550的第一侧面上的所述至少一个进料轮540可联接到固定部分532,并且定位在开口550的第二侧面上的所述至少一个进料轮542可联接到活动部分534。在另一个方面,活动部分534可相对于第一轴线592选择性地轴向运动,以选择性地调节成批进料组件的开口550的直径。在示例性的方面,系统500可包括至少一个致动器536,所述至少一个致动器操作地联接到活动部分
534,并且被配置成实现活动部分的选择性轴向运动。在一个示例性的方面,定位在开口550的第一侧面上并联接到固定部分532的所述至少一个进料轮540可包括至少两个固定进料轮,并且定位在开口550的第二侧面上并联接到活动部分534的所述至少一个进料轮542可包括单个进料轮。
[0130] 任选地,在另外一个示例性的方面,可以设想,所述多个轴的至少一个轴520的至少一部分可为柔性的。例如,在一个任选方面,操作地联接到进料轮542的轴520的至少一部分可为柔性的,其中该进料轮定位在成批进料组件的开口550的第二侧面上。在示例性的方面,每个轴520的近侧部分522和远侧部分524可为基本上刚性的,并且中间柔性部分526可在轴的近侧部分和远侧部分之间延伸。在使用中,可以设想,轴520的柔性部分可适应如本文所公开的成批进料组件的活动部分534的运动,以及进料轮的角度取向。
[0131] 在另外一个任选方面,可以设想,至少定位在开口550的第二侧面上的进料轮542可包括多个堆叠的轮组件,其中每个轮组件具有两个进料轮,这两个进料轮相对于它们的旋转轴线以对齐方式定位。在一个示例性的方面,定位在开口550的第一侧面上并联接到固定部分532的所述至少一个进料轮540可包括至少两个固定进料轮,并且定位在开口550的第二侧面上并联接到活动部分534的所述至少一个进料轮542可包括至少两个堆叠的轮组件。
[0132] 在示例性的方面,系统500还可包括盖板560,该盖板相对于竖直轴线定位在成批进料组件530的顶表面上方。在这些方面,可以设想,盖板560可限定开口562,该开口会接纳定位在开口550第二侧面上的进料轮542的至少顶部。还可以设想,当成批进料组件的活动部分534发生运动以扩大开口550的尺寸时,限定开口562的盖板560的表面可被配置成接触进料轮542,并限制活动部分534的进一步运动。因此,可以设想,盖板560可相对于成批进料组件530选择性地定位,以有效地设定开口550的最大直径。
[0133] 在一个方面,可以设想,可将玉米穗(首先是远端)放入由成批进料组件限定的开口中。还可以设想,成批进料组件可被配置成发生闭合(经由活动部分534的选择性运动),以使作用于玉米穗的力基本上保持恒定。在玉米穗保持在开口中的情况下,切割臂可开始相对于竖直轴线振荡,并且进料轮可开始围绕其旋转轴线旋转。在该方面,研磨元件可研磨掉穗轴物料,直到其遇到更致密的穗轴物料。然后穗轴可随进料轮的旋转而旋转,并被进料轮牵拉通过成批进料组件。当研磨元件保持在贴靠穗木质环的位置时,切割元件能够在紧邻籽粒穗轴的位置处对籽粒进行底切。
[0134] 在使用中,可以设想,切割元件和研磨元件可继续基于玉米穗的木质环深度来去除玉米籽粒。在已去除玉米籽粒后,可以设想,可通过正气压或负气压、重力或其他常规方式收集所去除的玉米籽粒。然后可在已去除所有玉米籽粒后处置穗轴。
[0135] 2.采取内部穗轴支撑方式的切割系统和方法
[0136] 在示例性的方面,并参照图3A-图10D,本文公开了用于从穗轴去除未成熟玉米籽粒的系统100。在这些方面,系统100可具有纵向轴线102和横向轴线105。
[0137] 在一个方面,系统100可包括至少一个夹具组件110a,110b。在该方面,每个夹具组件110a,110b可包括相对的第一接合元件112a和第二接合元件112b,它们相对于平移轴线113间隔开。所述至少一个夹具组件110a,110b的第一接合元件112a和第二接合元件112b可配合以限定被配置成接纳玉米穗的接纳空间114。在示例性的方面,第一接合元件112a或第二接合元件112b中的至少一个可被配置用于相对于平移轴线113进行选择性轴向运动。在这些方面,可以设想,所述至少一个夹具组件110a,110b可被配置成将玉米穗以基本上垂直于平移轴线113的所需取向牢固地接合在接纳空间114内。
[0138] 在另外一个方面,系统100还可包括钻孔组件116、茎秆去除工具117和钻孔致动器118。钻孔致动器118可操作地联接到钻孔组件116,并且钻孔组件可操作地联接到茎秆去除工具117。在该方面,钻孔致动器118被配置成推进钻孔组件116,从而推进茎秆去除工具117从穗近端去除硬茎秆物料45,以便进入穗的较软髓42。
[0139] 在示例性的方面,所述至少一个夹具组件110a,110b可被配置用于在第一操作位置(图3A-图3B中所示)与第二操作位置之间运动。在第一操作位置处,所述至少一个夹具组件110a,110b可被配置成在钻孔组件116被激活以去除茎秆物料并进入穗的髓42时支撑玉米穗。在钻孔组件已完成其对茎秆物料的去除后,钻孔组件116可从穗抽出,并且所述至少一个夹具组件110a,110b可在保持接合有穗的情况下,运动到第二操作位置。可以设想,所述至少一个夹具组件110a,110b的运动可手动进行或通过使用自动化装置(诸如但不限于致动器)进行。任选地,所述至少一个夹具组件110a,110b在第一操作位置和第二操作位置之间的运动可为旋转运动。因此,在一些方面,旋转致动器可联接到所述至少一个夹具组件,以实现夹具组件在第一操作位置和第二操作位置之间的运动。在第二操作位置处,所述至少一个夹具组件110a,110b可被配置成,将穗定位成与取向轴线基本上对齐,使得主轴115可沿着该取向轴线轴向推进,如本文进一步公开。在主轴115充分插入穗中后,所述至少一个夹具组件110a,110b可被配置成释放所接合的穗,然后返回到第一操作位置。
[0140] 在另外的示例性的方面,可提供具有主轴115的主轴组件。任选地,在这些方面,并如图5A-图5C中所示,主轴115可具有近侧基座部分119b和从该基座部分延伸的螺纹部分119a,其中螺纹部分119a限定主轴的远端119c。主轴组件还可包括主轴致动器130,该主轴致动器被配置成操作地接合到主轴115的近侧基座部分119b,并且被配置成使主轴旋转。主轴致动器130可使用任何常规装置(包括例如但不限于机械臂)操作地联接到近侧基座部分
119b。任选地,主轴致动器130可被配置成使主轴115以基本上等于主轴螺纹部分119a节距的节距旋转。在一个方面,主轴组件可操作地联接到线性致动器190,该线性致动器被配置成实现主轴组件(和主轴115)的轴向运动。在该方面,线性致动器190可被配置成将主轴115轴向推进到以所需取向定位的玉米穗的穗轴部分中。在该方面,主轴115可相对于基本上垂直于所述至少一个夹具组件110a,110b的平移轴线113(且基本上平行于系统100的纵向轴线)的轴线(未示出)推进。因此,主轴致动器130和线性致动器190相组合可被配置成实现主轴115的线性运动与旋转运动。在另外一个方面,所述至少一个夹具组件110a,110b可被配置成,在将主轴115定位在穗的穗轴部分内后使玉米穗脱离。如图5A和图5C中所示,如本文所公开的,插入主轴115可矫直穗,从而减少穗的形状和外形相对于系统100的纵向轴线102的变化。
[0141] 因此,在使用中,并参照图13A,在获取分离的玉米籽粒的方法中,可使用所公开的系统100。在一个方面,该方法可包括将未成熟玉米的穗定位在接纳空间内,该接纳空间限定在所述至少一个夹具组件的相对接合元件之间。在该方面,可从茎秆去除穗,穗包括近端、远端、具有髓的穗轴以及附着于穗轴的至少一个未成熟玉米籽粒,其中,在从茎秆去除穗之前,穗的近端附着于茎秆。在另一个方面,该方法可包括选择性地调节相对的接合元件相对于平移轴线的位置,以牢固地接合处于基本上垂直于平移轴线的取向的穗。任选地,在接合元件保持接合有穗的情况下,该方法可包括将穗定位成与主轴组件对齐,如本文所公开。在另外一个方面,该方法可包括将主轴的螺纹部分插入穗的穗轴的髓的至少一部分。在该方面,主轴可基本上垂直于平移轴线延伸,并且主轴可具有邻接穗近端的基座部分。在示例性的方面,将主轴的螺纹部分插入穗的穗轴的髓的至少一部分可矫直穗,如本文进一步公开。
[0142] 在另外一个方面,系统100可包括切割组件120,170,该切割组件被配置成从穗的穗轴部分去除玉米籽粒。
[0143] 图3A-图3B和图6-图9B中示出了示例性的独立臂切割组件120。在一个方面,切割组件120可包括具有切割部分122的至少一个切割臂126。在一个方面,线性致动器190可被配置成实现主轴组件(和主轴115)相对于取向轴线121的选择性轴向运动,并且主轴致动器130可被配置成实现主轴115相对于取向轴线的选择性旋转。在示例性的方面,所述至少一个切割臂126可相对于取向轴线121且相对于主轴致动器130操作地定位。在另外的示例性的方面,所述至少一个切割臂126可被偏置以便进行枢转运动,从而使每个相应切割臂的切割部分122相对于与取向轴线121相交的所需弓形轨迹进行运动。在使用中,可以设想,所述至少一个切割臂126的切割部分122可被配置成从定位在主轴115上的穗的穗轴去除完整玉米籽粒。
[0144] 虽然主轴115在上文被描述为操作地联接到单独的线性致动器和旋转致动器,但可以设想,主轴能够另选地操作地联接到能够实现主轴线性运动与旋转运动的单个致动器。
[0145] 任选地,在示例性的方面,所述至少一个切割臂126可包括多个切割臂,如图8中所示。在该方面,多个切割臂126可任选地包括三个切割臂。然而,可以设想,可使用任何所需数量的切割臂。
[0146] 在另一个方面,切割组件120的所述至少一个切割臂中的每个切割臂126还可包括研磨部分124。任选地,在该方面,每个相应切割臂126的切割部分122可相对于切割臂的研磨部分124偏移约0.5mm至约2.0mm的距离127,该切割部分和研磨部分沿径向运动远离取向轴线121。在示例性的方面,研磨部分124可大致朝取向轴线121(和穗)取向(例如,面向),而切割部分122可大致以基本上平行于取向轴线的方向取向(例如,面向)。在另外的示例性的方面,切割臂126的切割部分122和研磨部分124可限定相应的齿123,125以改善切割与研磨动作。任选地,在示例性的方面,研磨部分124的齿可相对于切割部分122的齿成角度地取向。如图9B中所示,在切割位置处,切割臂126的切割部分122可相对于取向轴线121与研磨部分124径向地间隔开;即,与研磨部分124相比,切割部分122可与穗轴间隔得更远。在操作中,切割部分122可被配置成对正围绕取向轴线121旋转的籽粒进行底切,而研磨部分124可被配置成磨碎穗轴的较为致密的木质环。当研磨部分124保持在贴靠穗木质环的位置时,切割部分122能够在紧邻籽粒穗轴的位置处对籽粒进行底切。
[0147] 在另外一个方面,切割组件120还可包括至少一个气缸150,所述至少一个气缸操作地联接到切割组件120的所述至少一个切割臂126。在该方面,所述至少一个气缸150可被配置成向所述至少一个切割臂126选择性地施加压力,以使每个相应切割臂的至少切割部分122朝取向轴线121运动。然而,可以设想,用于实现所述至少一个切割臂126的枢转运动和/或旋转运动的任何常规装置可用来代替所述至少一个气缸150。
[0148] 在另外一个方面,切割组件120还可包括支撑元件140(例如,尾座)。在该方面,所述至少一个切割臂126可相对于取向轴线121定位在主轴致动器130与支撑元件140之间,并且支撑元件140可被配置成牢固地接合主轴115的远侧部分119c,该主轴延伸穿过玉米穗,以在所述至少一个切割臂126的操作期间维持玉米穗的稳定。在使用中,支撑元件140可被配置成随主轴115(和玉米穗)一起轴向地运动。在示例性的方面,系统100可包括复位元件142(例如,回位弹簧),该复位元件被配置成在支撑元件随主轴115一起轴向推进后,使支撑元件140返回到操作位置。
[0149] 在示例性的方面,切割组件120还可包括安装板106,该安装板相对于系统100的纵向轴线102从框架104径向向外延伸。在这些方面,所述至少一个切割臂126能够枢转地安装到安装板106。任选地,可以设想,所述至少一个气缸150可具有固定到安装板106的远端。在另外的示例性的方面,安装板106可限定开口108,该开口被配置成在主轴和穗相对于取向轴线121推进时,接纳主轴115和穗30。
[0150] 在另外的示例性的方面,所述至少一个切割臂126可限定切割孔口,该切割孔口对应于当切割臂处于其相对于取向轴线121的最内位置时,所述至少一个切割臂所切割的最小直径。在这些方面,至少一个孔口销162可操作地联接到每个切割臂126,并且被配置成将每个切割臂定在限定所需孔口尺寸的位置。在另外的方面,每个孔口销162可操作地联接到孔口调节机构160,该孔口调节机构可选择性地旋转,以实现孔口销162的所需运动,从而调节由切割臂126所限定的孔口尺寸。
[0151] 在另外的示例性的方面,每个切割臂126可任选地联接到刮削元件128。任选地,在这些方面,每个刮削元件128可安装到相应切割臂126。在操作中,可以设想,刮削元件128可被配置成随切割臂126的运动而滑行,以在切割操作期间使主轴115和穗30保持稳定。
[0152] 图10A-图10D中示出了循穗轴切割组件170。在一个方面,系统100可包括如上结合切割组件120所公开的主轴致动器130和线性致动器190。在操作中,主轴致动器130可被配置成操作地接合主轴115的近侧部分119b,并且主轴致动器130可被配置成使主轴115相对于取向轴线173旋转。另外,线性致动器190可被配置成使主轴组件(包括主轴115)相对于取向轴线173轴向地推进。
[0153] 在另外一个方面,切割组件170可包括切割头176,该切割头相对于取向轴线173与所述至少一个主轴致动器130轴向地间隔开。在该方面,切割头176可包括主体部分177,该主体部分限定了面向取向轴线173的第一接合表面184a和第二接合表面184b。在另一个方面,切割头176可包括支撑臂178,该支撑臂枢转地联接到主体部分177,并且朝取向轴线173径向向内偏置。在该方面,支撑臂178可限定第三接合表面180。在另外一个方面,第一接合表面184a、第二接合表面184b和第三接合表面180可与主体部分177的相邻部分配合,以限定围绕取向轴线173的接收器185。在该方面,接收器185可被配置成接纳定位成与取向轴线173对齐的玉米穗的至少一部分。任选地,支撑臂178可被弹簧182(其在示例性的方面可为恒力弹簧)径向向内偏置。
[0154] 在另外一个方面,切割组件170可包括切割构件172,该切割构件固定到主体部分177,并且朝取向轴线173径向偏置。在该方面,切割头176的切割构件172可被配置成在穗相对于取向轴线173推进时,从定位在主轴115上的穗的穗轴去除完整的未成熟玉米籽粒。任选地,切割构件172可包括切割元件和研磨元件174。任选地,可以设想,切割元件和研磨元件174可具有与上述切割组件120的切割部分和研磨部分相同的整体布置方式。具体地,可以设想,切割构件172可相对于取向轴线173径向地偏移研磨元件174。还可以设想,研磨元件174可大致朝取向轴线173(和穗)取向,而切割构件可大致以基本上平行于取向轴线173的方向取向。
[0155] 在另一个方面,系统100可包括支撑框架104。在该方面,切割头176能够枢转地联接到框架104,使得切割头可自由地围绕取向轴线173枢转。任选地,系统100还可包括轴承座186,该轴承座将切割头176操作地联接到框架104。
[0156] 在另外一个方面,可选择性地调节切割头176相对于竖直轴线103的位置。在该方面,竖直轴线103可基本上垂直于取向轴线173。任选地,可以设想,系统100还可包括滑动机构171以及操作地连接到该滑动机构的竖直支撑件189,其中滑动机构171联接到切割头176,并且被配置成容许切割头相对于竖直轴线103自由地运动。
[0157] 在另外一个方面,可选择性地调节切割头176的切割构件172相对于竖直轴线103(和主体部分177)的位置。任选地,可以设想,系统100还可包括滑动机构175,该滑动机构操作地连接到切割头176的主体部分177,其中滑动机构175联接到切割构件172,并且被配置成容许切割构件相对于竖直轴线103并且相对于切割头176的主体部分177自由地运动。
[0158] 在另外一个方面,系统100还可包括至少一个气缸188,所述至少一个气缸联接到切割头176的切割构件172。在该方面,所述至少一个气缸188可被配置成向切割构件172选择性地施加压力,以使切割构件朝取向轴线173运动。
[0159] 在又一个方面,切割组件170还可包括如针对切割组件120所公开的支撑元件140(例如,尾座)。在该方面,切割头176可相对于取向轴线173定位在主轴致动器130与支撑元件140之间,并且支撑元件140可被配置成牢固地接合主轴115的远侧部分119c,该主轴延伸穿过玉米穗,以在切割头176的切割构件172的操作期间维持玉米穗的稳定。在使用中,支撑元件140可被配置成随主轴115(和玉米穗)一起轴向地运动。在示例性的方面,系统100可包括复位元件(例如,回位弹簧),该复位元件被配置成在支撑元件随主轴115一起轴向推进后,使支撑元件140返回到操作位置。
[0160] 在另外的任选方面,系统100还可包括起动气缸187,该起动气缸被配置成选择性地调节切割头176(和切割构件172)相对于穗轴的操作位置。在这些方面,起动气缸可被配置成将切割头锁定在操作位置,在该操作位置处,切割头会限定切割孔口,该切割孔口对应于在穗轴相对于取向轴线173推进时,切割构件172所切割的最小直径。在这些方面,起动气缸187可操作地联接到切割头176,并且被配置成将切割头锁定在限定所需切割孔口尺寸的位置。
[0161] 在示例性的方面,可以设想,可将玉米穗放入定心固定装置,诸如本文所公开的至少一个夹具组件。还可以设想,可在近端去除覆盖穗中心的茎秆物料以使髓露出。在从穗去除茎秆物料后,可在近端将主轴插入穗中心,如本文所公开。如图5A-图5C中所示,可以设想,刚性主轴可减小穗曲率。一旦将主轴插入穗中,就可从定心固定装置(例如,至少一个夹具组件)释放穗。在旋转期间,可从穗的远端开始,将穗轴向地驱动穿过如本文所公开的切割组件。
[0162] 任选地,在一个示例性的方面,当如本文所公开的独立臂切割组件用于从穗轴去除玉米籽粒时,切割机构可包括可安装在一个或多个切割臂上的切割部分和/或研磨部分,所述一个或多个切割臂以与取向轴线相交的弧线枢转。还可以设想,研磨部分可被配置成通过去除穗的较软外部结构,而快速地朝穗中心径向地推进。当研磨部分到达穗的较为致密木质环时,可极大地减少在径向上所去除的物料。在该方面,可以设想,相对于穗轴定位在离研磨部分固定偏移量处的切割部分,可在穗的木质环上方的对应偏移量处从穗轴切割下完整玉米籽粒。去除的玉米籽粒可进而掉落到储藏箱或其他接收器中。
[0163] 任选地,在另一个示例性的方面,当使用如本文所公开的循穗轴切割组件从穗轴去除玉米籽粒时,切割机构可包括v形导向件(由第一接合表面和第二接合表面限定),该v形导向件可与穗接触,并将切割构件始终定位在相对于穗的所需位置处。还可以设想,支撑臂可受到弹簧支承,以便与穗保持3点接触。可具有一体化研磨机或滑行件的切割构件可安装到滑动机构上,该滑动机构被设计成使刀片的切割刃完全径向地朝穗中心运动,同时保持切割的深度。当穗旋转时,切割头可枢转并平移,以保持与穗的完全径向对齐。在该方面,可以设想,可使用气缸188(诸如但不限于低摩擦气缸)迫使切割构件朝穗轴径向运动。最开始,在穗的远端处(该处常常存在未受精的籽粒和较软的木质环),气缸可被配置成施加最小径向力(“低作用力”操作条件)。到达存在籽粒的穗轴区域后,木质环可更加致密,且气缸可被配置成向切割构件施加更大的径向力(“高压力”操作条件),并且该设置可应用于穗的余下长度。
[0164] 在如本文所公开的那样去除玉米籽粒后,可从穗轴抽出主轴,并且可在切割组件到达穗的近端时丢弃穗轴。
[0165] iii.籽粒调理
[0166] 在一个方面,可以设想,可对完整玉米籽粒进行分选,以将任何未受精的玉米籽粒、残骸或受损的玉米籽粒分离出来。还可以设想,可在空气和/或水中搅拌完整玉米籽粒,以去除松动的麸皮和颖片。可使任何附着有多余麸皮的籽粒经历单独的“去麸皮”过程,以去除多余麸皮。然后可为完整籽粒的进一步加工做好准备。
[0167] 图12A-图12C中示出了从玉米籽粒去除麸皮的示例性系统200。任选地,麸皮去除系统200可作为整体胚芽处理系统300的一部分来提供,如本文进一步所述。在一个方面,系统200可包括板组件210,该板组件具有至少一个导向板212a,212b和穿孔板214。在该方面,穿孔板214可具有第一表面216和相对的第二表面218,并且限定有相对于第一轴线222从第一表面延伸到第二表面的多个孔220。在另一个方面,所述至少一个导向板212a,212b的内表面213及穿孔板214的第一表面216可配合以限定平行于第二轴线232延伸的接纳通道230,该第二轴线基本上垂直于第一轴线222。在示例性的方面,所述至少一个导向板212a,
212b可包括接纳通道230的相对两侧上的导向板叠堆,这些导向板配合以限定内表面213。
接纳通道230可具有入口部分234和出口部分236。接纳通道230的入口部分234可被配置成接纳至少一个玉米籽粒,并且穿孔板214可被配置用于相对于第三轴线238进行选择性振荡运动,该第三轴线基本上垂直于第一轴线222和第二轴线232两者。在示例性的方面,穿孔板
214的第一表面216可具有所需表面粗糙度。任选地,在这些方面,可凭借因冲压过程而限定于穿孔板214的第一表面216中的毛刺来提供所需表面粗糙度。然而,可以设想,可按任何常规方式提供表面粗糙度。
[0168] 在另一个方面,系统200可包括皮带轮组件240,该皮带轮组件被配置成,使得所述至少一个种子相对于第二轴线232从板组件210的接纳通道230的入口部分234运动到板组件的接纳通道的出口部分236。在使用中,板组件210的所述至少一个导向板212a,212b可被配置成,限制所述至少一个玉米籽粒相对于第三轴线238的运动。在穿孔板214的振荡运动期间,穿孔板可被配置成在玉米籽粒相对于第二轴线232在板组件210的接纳通道230内运动时将麸皮拉离所述至少一个玉米籽粒。如图12C中所示,导向板的内表面213能够以相对于第三轴线238的所选角度215定位。在示例性的方面,所选角度215可任选地在约10度至约75度的范围内。如图12C中进一步所示,接纳通道230可包括具有最大直径231的顶部以及具有最小直径233的底部(最靠近穿孔板的第一表面),其中最小直径小于所述至少一个玉米籽粒的较小尺寸。因此,当籽粒定位在接纳通道230内时,籽粒不会延伸到通道之下,但附着于籽粒的任何麸皮的部分可延伸到通道之下并接合于穿孔板。
[0169] 在另外一个方面,系统200还可包括马达224,该马达操作地联接到穿孔板214。在该方面,马达224可被配置成实现穿孔板214相对于第三轴线238的选择性振荡运动。在示例性的方面,马达224可被配置成实现穿孔板214相对于第三轴线238以所选振荡速率而进行的选择性振荡运动。任选地,在这些方面,所选振荡速率可在约20个行程/分钟至约150个行程/分钟的范围内。在另外的方面,可以设想,每个行程可对应于相对于第三轴线的所选行程距离。在这些方面,所选行程距离可任选地在约1英寸至约3英寸的范围内。
[0170] 在另外一个方面,系统200的皮带轮组件240可包括带式皮带轮242,以及操作地联接到带式皮带轮242的带辊244。在该方面,带辊244可被配置用于与板组件210的接纳通道230内的所述至少一个玉米籽粒接合。在另一个方面,皮带轮组件240还可包括带马达246,该带马达操作地联接到带式皮带轮242,并且被配置成使带辊244以所选带速度进行运动。
任选地,在该方面,所选带速度可在约50英寸/分钟至约200英寸/分钟的范围内。在另外一个方面,皮带轮组件240还可包括至少一个空转皮带轮248,所述至少一个空转皮带轮与带式皮带轮242相对于第二轴线232轴向地间隔开。在示例性的方面,带辊244可包括软泡沫(例如,软泡沫罩),该软泡沫被配置成实现籽粒的翻滚运动,以确保籽粒的所有侧面都有机会受到穿孔板214的处理。
[0171] 任选地,在另一个方面,系统200还可包括至少一个安全防护件250,所述至少一个安全防护件在穿孔板的振荡运动期间至少部分地围绕穿孔板214。在另外的任选方面,系统200可包括框架202,该框架被配置成支撑板组件210、皮带轮组件240以及任何包封穿孔板
214的安全防护件250。
[0172] 在示例性的方面,并参照图13B,在从至少一个玉米籽粒去除麸皮的方法中可使用系统200。在一个方面,该方法可包括将至少一个未成熟玉米籽粒定位在由板组件限定的接纳通道的入口部分内。在另一个方面,该方法可包括实现穿孔板相对于第三轴线的选择性振荡运动,该第三轴线基本上垂直于第一轴线和第二轴线两者。在另外一个方面,该方法可包括选择性地激活皮带轮组件,以接合所述至少一个未成熟玉米籽粒,并使得所述至少一个未成熟玉米籽粒相对于第二轴线从板组件的接纳通道的入口部分运动到板组件的接纳通道的出口部分。在操作中,板组件的所述至少一个导向板可限制所述至少一个未成熟玉米籽粒相对于第三轴线的运动。在穿孔板的振荡运动期间,穿孔板可在玉米籽粒相对于第二轴线在板组件的接纳通道内运动时将麸皮拉离所述至少一个未成熟玉米籽粒。
[0173] b.分离组件
[0174] 如本文进一步所述,在已去除穗的玉米籽粒后,可对玉米籽粒进行“分离”,以使得系统一次一个地处理单独的种子。
[0175] i.分离组件(干)
[0176] 图14A-图16B中示出了在不使用流体流的情况下,对种子进行分离的示例性分离组件。在一个方面,分离组件310可被配置成接纳多个玉米籽粒,并将单个玉米籽粒与所述多个玉米籽粒中的其余玉米籽粒分离。在操作中,分离组件可被配置成将单个玉米籽粒递送到分度组件,如本文进一步公开。在一个方面,分离组件310具有出口325,该出口被定位成与分度组件连通。任选地,分离组件310可作为整体胚芽处理系统300的一部分来提供,如本文进一步所述。在示例性的方面,并如本文进一步所述,胚芽处理系统300可具有纵向轴线302、横向轴线304和竖直轴线306。
[0177] 在另一个方面,分离组件310可包括料斗312,该料斗被配置成接纳多个玉米籽粒。在该方面,料斗312可具有纵向轴线并限定出口313。出口可具有任何合适的形状,诸如但不限于:通往接收器的侧面开口(图14A-图15B)或通往漏斗的底部开口(图16A-图16B)。在另外一个方面,分离组件310可包括槽316,该槽具有纵向轴线319,并且被配置成从料斗312的出口313顺次地接纳所述多个玉米籽粒。在该方面,槽的纵向轴线319可基本上平行于系统
300的纵向轴线302。在另一个方面,槽316可限定通道317,该通道基本上平行于槽的纵向轴线319延伸。在该方面,可以设想,通道317可限定分离组件310的出口325。
[0178] 在另外一个方面,分离组件310可包括第一致动器314,该第一致动器操作地联接到料斗312。在该方面,第一致动器314可被配置成实现料斗312的振动。
[0179] 在另外一个方面,分离组件310还可包括传感器320,该传感器被配置成产生指示槽316内存在或不存在玉米籽粒的输出。在该方面,传感器320可被定位成与第一致动器314操作地通信,并且被配置成将输出传送到第一致动器。响应于接收到指示槽316内存在未成熟单子叶植物种子的输出,第一致动器314可被配置成停止料斗312的振动。任选地,在示例性的方面,传感器320可为光学传感器
[0180] 任选地,如图14A-图15B中所示,料斗312的纵向轴线可基本上垂直于槽316的纵向轴线319。另选地,如图16A-图16B中所示,料斗312的纵向轴线可基本上平行于槽316的纵向轴线319,或与该纵向轴线对齐。
[0181] 任选地,在另外一个示例性的方面,分离组件310还可包括第二致动器318,该第二致动器操作地联接到槽316。在该方面,第二致动器318可被配置成实现槽316的振动。
[0182] 任选地,在另外一个方面,分离组件310可包括基座322,该基座被配置成使分离组件保持稳定。在另外一个任选方面,分离组件310可包括框架324,该框架从基座向上延伸,并且在相对于基座322的所需竖直位置处支撑料斗312和/或槽316。
[0183] 在示例性的方面,并且参照图13C,在获取分离的玉米籽粒的方法中,可使用所公开的分离组件。在一个方面,该方法可包括将多个玉米籽粒置于料斗内。在另一个方面,该方法可包括实现料斗的振动。在另外一个方面,该方法可包括将所述多个玉米籽粒从料斗的出口顺次地接纳在槽的通道内。任选地,该方法还可包括使用传感器产生指示槽内存在或不存在玉米籽粒的输出,并且将该输出传送到第一致动器,该第一致动器被配置成实现料斗的振动。响应于接收到输出,第一致动器可停止料斗的振动。任选地,在另外一个方面,该方法还可包括实现槽的振动。在籽粒接纳在槽内后,籽粒可在槽的通道内朝分度组件运动,如本文进一步公开。
[0184] ii.分离组件(湿)
[0185] 图17A-图17C示出了使用液体流对种子进行分离的示例性分离组件。在一个方面,分离组件330包括如针对分离组件310所公开的料斗。在另一个方面,分离组件330包括循环槽332,该循环槽容纳水或另一种所选液体。液体管道334被定位成与循环槽332连通,以容许液体选择性地递送到循环槽。在使用中,料斗的出口被定位成与循环槽332连通,并且循环槽从料斗的出口接收玉米籽粒。液体管道334可被定位成与液体源连通,该液体源可将液体选择性地递送到液体管道,从而为循环槽内的玉米籽粒提供循环和流动。
[0186] 在另一个方面,分离组件330可包括轨道部分336,该轨道部分具有入口338和出口340。轨道部分336的入口338可被定位成,在与液体管道334基本上相对的位置处与循环槽
332流体连通。在操作中,轨道部分336的入口338可被配置成,当种子在循环槽332内循环时接纳玉米籽粒。
[0187] 在另外一个方面,分离组件330可包括沿着轨道部分336在入口338与出口340中间的位置处定位的闸组件。如图所示,闸门组件可具有刷子342(任选地,鬃毛刷)、闸门344、致动器346和光学传感器348。刷子342可被配置用于相对于与轨道336内液体流的方向基本上垂直的轴线进行旋转运动,使得刷子(例如,刷子的鬃毛)迫使轨道部分336内的籽粒朝出口340运动。致动器346可操作地联接到闸门344,并且被配置成使闸门344在打开位置和阻挡位置之间来回运动。光学传感器348可被定位成检测轨道内及闸门近侧存在或不存在玉米籽粒。在闸门处于阻挡位置的情况下,在检测到存在玉米籽粒后,光学传感器348可被配置成将输出传送到致动器346,从而使得闸门从阻挡位置运动到打开位置动,以容许玉米籽粒穿过。任选地,输出可传送到旋转致动器(未示出),该旋转致动器被定位成与刷子操作地通信,使得在检测到存在玉米籽粒后,旋转致动器可被配置成停止刷子的旋转。在液体流(单独或与刷子组合)推动玉米籽粒通过开启的闸门后,玉米籽粒会到达轨道336的出口340,该出口充当了分离组件330的出口。
[0188] 在一个示例性的方面,可以设想,可将完整籽粒放入如本文所公开的料斗中。还可以设想,料斗可振动而将完整籽粒进料到循环槽。在该方面,与液体源连通的流体喷射器/供应源可为循环槽内的籽粒提供循环和流动。液体流可捕集籽粒,并可向轨道顺次地进给籽粒。在操作中,鬃毛刷可不断旋转,直到籽粒遮挡光学传感器。一旦光学传感器被遮挡,闸门就可开启,并且籽粒可随液体流一起推进到轨道的出口。
[0189] iii.其他示例性分离组件
[0190] 在一个示例性的方面,可以设想,可通过首先将单子叶植物种子定位在液池中,对单子叶植物种子与其他单子叶植物种子进行分离。在该方面,液池可被定位在容器内,并且容器可限定出口开口或通路,该出口开口或通路被配置成在给定时间接纳单个单子叶植物种子。容器可被配置成促使液体流过出口开口或通路,使得单独的单子叶植物种子穿过开口或通路,从而确保在容器内对每个相应单子叶植物种子与其他单子叶植物种子进行分离。任选地,可提供机械装置以便实现单子叶植物种子朝出口开口或通路的运动。出口开口或通路可被定位成与施力组件流体连通,如本文进一步公开。
[0191] 在其他示例性的方面,可以设想,可采用用于对单子叶植物种子与其他单子叶植物种子进行分离的任何常规装置。例如,可以设想,用于对单子叶植物种子进行分离的装置可包括料斗,该料斗被配置成一次仅容许漏出单个单子叶植物种子。
[0192] c.自动化提取系统
[0193] 在示例性的方面,自动化系统还可被配置成向玉米籽粒(或其他单子叶植物种子)施加力,从而在不损伤玉米胚芽的情况下,提取玉米籽粒的玉米胚芽。可以设想,可采用任何常规施力装置在玉米籽粒的近端形成开口或孔,如本文所述。在示例性的方面,可以设想,施力装置可为切割装置,诸如但不限于:如本领域已知的刀或刀片组件。然而,可以设想,施力装置可以是用于形成孔或开口的任何常规机构,包括例如但不限于:夹紧装置、开裂装置、撕裂装置、挤压装置和压碎装置。在各个方面,可以设想,施力装置可结合到自动化系统中,以便在至少一个玉米籽粒中形成开口或孔,如本文所公开。
[0194] i.具有一体化分度、输送与切割组件的自动化提取系统
[0195] 如上所讨论,可提供自动化胚芽处理系统300。在示例性的方面,并如本文进一步所述,胚芽处理系统300可具有纵向轴线302、横向轴线304和竖直轴线306。在示例性的方面,系统300可包括液池305、分度组件350、带组件380、施力组件420和胚芽收集管480,如本文进一步公开。任选地,系统300还可包括分离组件(例如,分离组件310或分离组件330)。任选地,系统300还可包括麸皮去除系统300和/或籽粒去除系统100,如本文进一步公开。在示例性的方面,系统300可包括外壳308,该外壳被配置成接纳本文所公开的各种致动器及驱动轴的部分。可以设想,系统300的所有电子部件可牢固地接纳在外壳308内,该外壳在操作中可与流体浴305相对于竖直轴线306轴向地间隔开。在示例性的方面,可以设想,外壳308可选择性地脱离系统300的其余部分,以容许对系统的各种非电气部件进行清洁而不暴露于电气部件。虽然下文中将分度组件350、带组件380和施力组件420作为一体化系统的一部分,但可以设想,这些组件可作为独立式和/或自立式系统提供。
[0196] 1.分度组件
[0197] 图14A-图15B示出了示例性分度组件。如图所示,分度组件350可被至少部分地定位在液池305内,并且被配置成接纳单个玉米籽粒(任选地,从分离组件310,330接纳),并将单个玉米籽粒以所需取向输送到带组件380。在示例性的方面,分度组件350可具有入口351,该入口被定位成与分离组件310,330的出口325,340流体连通。
[0198] 在示例性的方面,分度组件350可包括轮360,该轮具有圆周,并且被配置用于围绕旋转轴线363旋转,该旋转轴线基本上平行于系统300的横向轴线304。轮360可限定围绕其圆周的多个接收器362。在一个示例性的方面,每个相应接收器362可被配置成,当接收器处于相对于旋转轴线363的第一旋转位置365a时,接纳单个未成熟玉米籽粒。在该方面,可以设想,每个接收器362可被配置成,当接收器定位在相对于旋转轴线的第二旋转位置365b时,容许玉米籽粒离开接收器。在另一个示例性的方面,接收器的第一旋转位置365a靠近分度组件350的入口351,并且接收器的第二旋转位置365b在液池305内。
[0199] 在另外一个方面,分度组件350可包括轮致动器/驱动轴361,该轮致动器/驱动轴操作地联接到轮。在该方面,轮致动器/驱动轴361可被配置成实现轮360围绕旋转轴线363的旋转。在示例性的方面,轮致动器361的一部分(包括轮致动器的所有电气部件)可被定位在外壳308之内或之上的操作位置,同时轴延伸穿过由外壳限定的开口。
[0200] 在另外一个方面,分度组件350还可包括传感器352,该传感器被配置成产生指示分度组件的入口351内存在或不存在玉米籽粒的输出。在该方面,传感器352可被定位成与轮致动器361操作地通信,并且被配置成将输出传送到轮致动器。响应于接收到指示分度组件350的入口351处存在玉米籽粒的输出,轮致动器361可被配置成实现轮360的旋转。在示例性的方面,传感器352可为光学传感器。
[0201] 在示例性的方面,轮360可包括第一外板367a和第二外板367b,它们相对于旋转轴线363(和系统的横向轴线304)间隔开。在这些方面,轮360还可包括籽粒释放器364,该籽粒释放器定位在第一外板和第二外板之间,并且牢固地固定到轮的框架部分355。也就是说,当轮360相对于框架355旋转时,籽粒释放器364可以是静止的。籽粒释放器364可固定到轮360的框架,使得当接收器接近第二旋转位置365b时,籽粒释放器的至少一部分突伸入接收器362中。在使用中,当接收器362继续其旋转时,籽粒释放器364可逐渐突伸入接收器中,直到接收器内的所有籽粒(例如,卡住的籽粒)都被排出接收器。因此,籽粒释放器364的存在确保了所有籽粒在接收器完成整圈旋转之前离开其接收器。
[0202] 在示例性的方面,分度组件350还可包括防护元件366,该防护元件固定到轮360的框架部分355,并且与轮360的圆周径向地间隔开,其中防护元件366至少部分地围绕轮的圆周延伸。在这些方面,可以设想,防护元件366可被配置成引导在轮旋转期间排出接收器的任何玉米籽粒。可以设想,防护元件可被配置成将此玉米籽粒引向液池,从而确保不损失或污染玉米籽粒。任选地,在示例性的方面,分度组件350可包括液体分配器(未示出),该液体分配器定位在防护元件366的上附接点近侧,其中防护元件固定到轮的框架部分。在这些方面,液体分配器可被配置成当轮360旋转时,以相对于竖直轴线306的向下方向分配液体。可以设想,液体分配器可被定位成使得当接收器处于轮顶部附近的旋转位置时,由分配器分配的液体将籽粒保持在接收器内,并且当接收器接近第二旋转位置365b时,将籽粒冲洗出其接收器。还可以设想,由分配器分配的液体可有助于降低籽粒的表面张力,使籽粒更易沉到液池内。
[0203] 在使用中,一旦传感器在处于第一旋转位置的接收器中检测到籽粒,就可使轮旋转成使得相继的下一接收器定位在第一旋转位置,从而容许由分离组件递送的下一玉米籽粒进入下一接收器。玉米籽粒会留在给定接收器,直到接收器到达第二旋转位置(液池内),此时玉米籽粒可从接收器掉落到液池中。
[0204] 因此,在示例性的方面,并参照图25A,分度组件350可用于将玉米籽粒顺次地递送到液池。在一个方面,使用分度组件的方法可包括将未成熟玉米籽粒定位在围绕轮圆周所限定的接收器内,其中当接收器处于相对于旋转轴线的第一旋转位置时,未成熟玉米籽粒定位在接收器内。在另一个方面,该方法可包括使轮围绕旋转轴线旋转,从而将接收器定位在第二旋转位置处。在第二旋转位置处,玉米籽粒可离开接收器进入液池中。任选地,在接收器从第一旋转位置旋转到第二旋转位置期间,接收器可进入液池。
[0205] 2.籽粒取向
[0206] 在示例性的方面,如图15A-图15B中所示,分度组件350还可包括进料链370,该进料链定位在液池305内并限定多个接收器374。在这些方面,进料链370可被配置用于相对于系统300的纵向轴线302进行轴向运动。可以设想,进料链370的每个接收器可被配置成接纳单个玉米籽粒,并且相对于系统300的纵向轴线302输送玉米籽粒。
[0207] 在示例性的方面,接收器374可由多个间隔的桨叶372限定,所述多个间隔的桨叶固定到链370并从该链向外伸出。在另外的示例性的方面,链370可操作地联接到轮376,该轮继而操作地联接到驱动轴/致动器371,该驱动轴/致动器被配置成实现链的运动。在这些方面,可以设想,驱动轴/致动器371的一部分(包括致动器的所有电气部件)可被定位在外壳308之内或之上的操作位置,同时轴延伸穿过由外壳限定的开口。
[0208] 在另外的示例性的方面,并参照图15A,分度组件的轮360还可包括籽粒助沉物368,该籽粒助沉物固定到轮的框架部分并与轮圆周径向地间隔开。籽粒助沉物368可限定导向表面369,该导向表面相对于竖直轴线306在链370上方间隔所选距离。在一个方面,导向表面369可被配置成确保没有漂浮籽粒进入带输送组件中,如本文进一步公开;换句话讲,导向表面369被定位和成形为迫使(例如,敲落)任何半浮性玉米籽粒进入相应接收器
374。
[0209] 在示例性的方面,并参照图19,可以设想,流体浴内的流体可使液池内的籽粒以其尖端向上的方式下沉,以使得链370的接收器374接纳处于该取向的籽粒。因此,在示例性的方面,所需取向可为如下取向:其中籽粒的尖冠以相对于竖直轴线306的向上方向取向。
[0210] 在示例性的方面,并参照图25A,使用分度组件350的方法可包括将玉米籽粒接纳在由进料链限定的接收器内,其中进料链定位在液池内。在另一个方面,该方法可包括实现进料链相对于系统300的纵向轴线302进行轴向运动,以相对于纵向轴线输送玉米籽粒。
[0211] 3.带输送
[0212] 在示例性的方面,带组件380可定位在液池305内,并且被配置成相对于系统300的纵向轴线302顺次地推进多个玉米籽粒。
[0213] 在一个示例性的方面,带组件380可包括第一侧面输送带390a和第二侧面输送带390b,它们相对于系统300的横向轴线304间隔开以限定输送通道394,该输送通道基本上平行于系统的纵向轴线302延伸。在该方面,输送通道394可被定位成与进料链370连通,并且被配置成从进料链的接收器374接收玉米籽粒。在另一个方面,第一侧面输送带390a和第二侧面输送带390b可被配置成驱动玉米籽粒相对于系统300的纵向轴线302进行运动。在示例性的方面,侧面输送带390a,390b可包含酯。然而,可以设想,可使用能够如本文所公开的那样接合籽粒并驱动籽粒发生轴向运动的任何物料。
[0214] 在示例性的方面,带组件380还可包括顶部带400,该顶部带相对于竖直轴线306定位在输送通道394上方。在这些方面,顶部带400可具有下表面405,该下表面相对于竖直轴线306具有恒定高度。在另外的方面,带组件还可包括提升器带410,该提升器带相对于竖直轴线306定位在输送通道394和顶部带400下方。也就是说,输送通道394可相对于竖直轴线306定位在顶部带400与提升器带410之间。在这些方面,提升器带可具有上表面415,该上表面被配置成接合输送通道394内的玉米籽粒,并且驱动玉米籽粒相对于竖直轴线306进行向上运动,直到玉米籽粒接触顶部带400的下表面405。
[0215] 在示例性的方面,侧面输送带390a,390b可通过轮391和/或皮带轮392的组合而操作地联接到致动器(未示出),该轮和/或皮带轮操作地联接到驱动轴396,以将运动传递到带。在另外的示例性的方面,顶部带400可通过轮401和皮带轮402而操作地联接到致动器(未示出),该轮和皮带轮操作地联接到驱动轴404,以将运动传递到顶部带。在另外的示例性的方面,提升器带410可通过轮412和皮带轮413来操作地联接到致动器(未示出),该轮和皮带轮操作地联接到驱动轴416,以将运动传递到提升器带。在示例性的方面,提升器带410可包括提升器臂414,该提升器臂在轮412与皮带轮413之间延伸,并且联接到该轮和皮带轮。在示例性的方面,驱动轴396,404,416及其相关致动器(未示出)的至少一部分(包括致动器的所有电气部件)可被定位在外壳308之内或之上的操作位置,同时轴延伸穿过由外壳限定的对应开口。
[0216] 在操作中,在籽粒被牵拉到侧面输送带中后,带提升器可与籽粒的底部发生接触。然后籽粒可得以提升,从而与顶部带发生接触。在该方面,籽粒可继续随侧面输送带一起运动,并且可在恒定顶端高度处进入施力组件420。
[0217] 因此,在示例性的方面,并且参照图25A,使用带组件380的方法可包括将未成熟玉米籽粒从进料链的接收器递送到输送通道。在这些方面,该方法还可包括使用带组件的侧面输送带驱动未成熟玉米籽粒相对于纵向轴线进行运动。在另一个方面,该方法还可包括使用提升器带接合输送通道内的未成熟玉米籽粒,并且驱动玉米籽粒相对于竖直轴线进行向上运动,直到玉米籽粒接触顶部带的下表面。
[0218] 4.尖冠去除
[0219] 在示例性的方面,并参照图14A-图15B、图18A-图18D和图20,施力组件420可任选地定位在液池305内。在其他方面,可以设想,施力组件420可在干燥条件下于外部或与液池分开地进行操作。在一个方面,施力组件420可包括籽粒稳定部分430,该籽粒稳定部分限定接纳通道436,该接纳通道被配置成在玉米籽粒相对于系统300的纵向轴线302推进时,接纳并支撑处于所需位置的单独玉米籽粒。在所需位置处,可以设想,玉米籽粒近端的至少一部分相对于竖直轴线306从籽粒稳定部分430向上延伸。在另外一个方面,切割组件420可包括相对于籽粒稳定部分430操作地定位(例如,操作地定位在籽粒稳定部分上方)的至少一个轮440,其中所述至少一个轮440任选地联接到籽粒稳定部分430。在该方面,所述至少一个轮440可选择性地旋转,以在玉米籽粒相对于系统300的纵向轴线302推进通过籽粒稳定部分430的接纳通道436时,向玉米籽粒的近端施加力。可以设想,由所述至少一个轮440施加的力可为挤压力、夹紧力、压碎力、切割力、撕扯力或撕裂力中的至少一个。在示例性的方面,籽粒稳定部分430可具有第一臂432和第二臂434,它们相对于横向轴线304间隔开,并且配合以限定接纳通道436。
[0220] 在一个示例性的方面,且如图18B-图18C中所示,施力组件的所述至少一个轮440包括第一轮440和第二轮450,它们定位在籽粒稳定部分430的接纳通道436的相对侧面上。任选地,在该方面,且如图18B中所示,第一轮440和第二轮450可包括具有相应相对啮合表面的第一轮和第二轮,该啮合表面可任选地包含橡胶(例如,氯丁橡胶)。任选地,可以设想,第一轮440可被配置用于沿第一方向围绕其旋转轴线旋转,而第二轮450可被配置用于沿与第一方向相反的第二方向旋转,使得第一轮440和第二轮450相对于彼此反向旋转。还可以设想,在接纳通道436内,相反的第一旋转方向和第二旋转方向可大致对应于第一轮440和第二轮450朝施力组件的挤压部分470所进行的旋转。在另外的示例性的方面,当第一轮和第二轮沿相反方向旋转时,第一轮440的外表面的至少一部分可被配置成接触第二轮450的外表面的一部分。
[0221] 任选地,在一个另选方面,且如图18C-图18D中所示,第一轮440和第二轮450可具有相应基座部分444,464(例如,橡胶基座部分)和切割部分442,462。在该方面,每个相应轮440,450的切割部分442,462可相对于竖直轴线306定位在轮的基座部分444,464下方。如图
18D中所示,可以设想,每个相应轮440,450的切割部分442,462可限定周向刀片。任选地,可以设想,第一轮440可被配置用于沿第一方向围绕其旋转轴线旋转,而第二轮450可被配置用于沿与第一方向相反的第二方向旋转,使得第一轮440和第二轮450相对于彼此反向旋转。还可以设想,在接纳通道436内,相反的第一旋转方向和第二旋转方向可大致对应于第一轮440和第二轮450朝施力组件的挤压部分470所进行的旋转。任选地,在另外的示例性的方面,当第一轮和第二轮沿相反方向旋转时,第一轮440的橡胶基座部分444的外表面的至少一部分可被配置成接触第二轮450的橡胶基座部分464的外表面的一部分。
[0222] 在另外一个另选方面,并且如图18E中所示,施力组件420的所述至少一个轮可包括单个轮440。在该方面,可以设想,轮440的直径可相对于横向轴线304在接纳通道436上方延伸。还可以设想,轮增大的直径可被配置成向籽粒的尖冠施加侧向推动力,从而从籽粒撕下尖冠的一部分。任选地,可以设想,单个轮440可具有啮合表面。
[0223] 在示例性的方面,所公开的去除器轮440,450可操作地联接到驱动轴446,452,该驱动轴继而联接到致动器,该致动器被配置成实现轮的选择性旋转运动。在这些方面,驱动轴446,452及其相关致动器的一部分(包括致动器的所有电气部件)可被定位在外壳308之内或之上的操作位置,同时轴延伸穿过由外壳限定的对应开口。
[0224] 在一个方面,可以设想,每个籽粒的尖端可在相对于竖直轴线的恒定高度处接近施力组件420的挤压部分470。在示例性的方面,所述至少一个轮440,450可在固定高度处旋转,并与接近的籽粒的尖冠基本上对齐。可以设想,当籽粒开始接触去除轮时,胚芽可被更深地推入籽粒(远离尖冠)。还可以设想,籽粒可继续相对于系统的纵向轴线运动通过去除轮,并且其尖冠可在所施加的力(例如,撕裂、夹紧、切割、压碎、开裂、挤压)的作用下形成孔或开口。任选地,施加力可从籽粒去除尖冠的至少一部分,然后可冲走和/或真空吸除尖冠的所去除部分。
[0225] 在示例性的方面,并参照图25B,使用施力组件420的方法可包括将单独玉米籽粒定位在由籽粒稳定部分限定的接纳通道内。在这些方面,在玉米籽粒相对于纵向轴线推进时,籽粒稳定部分可将玉米籽粒支撑在所需位置。在所需位置处,玉米籽粒近端的至少一部分可相对于竖直轴线从籽粒稳定部分向上延伸。在另一个方面,该方法还可包括使至少一个轮旋转,以在玉米籽粒相对于纵向轴线推进通过籽粒稳定部分的接纳通道时向玉米籽粒的近端施加力。
[0226] 5.籽粒挤压和胚芽收集
[0227] 在示例性的方面,并参照图14A-图15B和图18A-图18E,施力组件420还可包括挤压部分470,该挤压部分具有相对于横向轴线304间隔开的相对的第一挤压棒472和第二挤压棒474。在这些方面,相对的挤压棒472,474可配合以限定通道476,该通道被配置成在玉米籽粒相对于系统300的纵向轴线302推进时,从籽粒稳定部分430接收玉米籽粒。在示例性的方面,挤压棒472,474可任选地沿带组件380的侧面输送带390a,390b径向向外地定位(相对于纵向轴线302),并且挤压棒472,474可与侧面输送带配合以限定通道476。在这些方面,可以设想,侧面输送带390a,390b相对于系统300的纵向轴线302的形状和外形可适形于由相应挤压棒472,474所限定的外形,如本文进一步公开。在示例性的方面,可以设想,挤压棒472,474的至少一部分可伸出到侧面输送带390a,390b上方。任选地,可以设想,挤压棒472,
474可包含塑料或其他丙烯酸系材料;然而,可以设想,可使用能够施加如本文所公开的挤压力的任何合适材料。
[0228] 在一个方面,相对的挤压棒472,474中的至少一个相对于横向轴线304朝另一个挤压棒偏置。任选地,在该方面,可以设想,两个挤压棒472,474可朝彼此偏置。可使用任何常规偏置装置;然而,在示例性的方面,挤压棒472,474中的至少一个可受到朝向另一个挤压棒的弹簧支承。在操作中,相对的挤压棒472,474可被配置成在玉米籽粒相对于纵向轴线302运动通过挤压部分470的通道476时,向玉米籽粒施加径向挤压力。
[0229] 虽然本文所公开的是径向向内偏置的装置,但可以设想,也可采用用于实现挤压棒径向运动的其他装置。例如,可以设想,至少一个挤压棒472,474可操作地联接到致动器,该致动器被配置成实现挤压棒朝另一个挤压棒的运动。
[0230] 在示例性的方面,系统300还可包括胚芽收集管480,该胚芽收集管被定位成与液池305流体连通,并且被配置成响应于系统挤压部分470施加径向挤压力而接纳包含从玉米籽粒提取的胚芽的液体。
[0231] 在一个示例性的方面,挤压部分470的第一挤压棒472可朝第二挤压棒474向内偏置,并且第二挤压棒可具有固定位置。任选地,在该方面,第一挤压棒472可具有相对于系统300的纵向轴线302的凸状外形,并且第二挤压棒474可具有相对于系统的纵向轴线的凹状外形。可以设想,该外形可沿不同方向对种子施加径向力,以迫使胚芽离开种子。在另外的示例性的方面,可以设想,第一挤压棒472和第二挤压棒474中的至少一个可具有相对于系统300的纵向轴线302的恒定弓形外形。例如,第一挤压棒472可任选地具有凸状的恒定弓形外形,而第二挤压棒474可任选地具有凹状的恒定弓形外形。另选地,第一挤压棒472可具有凸状的恒定弓形外形,而第二挤压棒474可具有平滑(平直)外形。在再另外的示例性的方面,可以设想,第一挤压棒472和第二挤压棒474中的至少一个可具有相对于系统300的纵向轴线302变化的波状外形。例如,第一挤压棒472可任选地具有第一波状外形,该第一波状外形与第二挤压棒474的第二波状外形基本上互补。另选地,第一挤压棒472可具有波状外形,而第二挤压棒474可具有恒定弓形外形或平滑(平直)外形。
[0232] 在一个示例性的方面,可以设想,离开轮440,450的去冠籽粒可继续相对于纵向轴线302朝挤压部分470运动。在该方面,挤压部分470(第一挤压棒472和第二挤压棒474)可通过侧面带390a,390b向籽粒的侧面逐渐施加递增的压力。然后可从籽粒释放胚芽,并且可通过液体流将胚芽捕获在胚芽收集管480中。其余籽粒物料可继续随侧面带390a,390b一起运动,直到其到达废料收集篮490。胚芽可经由液体流运送通过胚芽收集管480到达收集容器。一旦胚芽到达收集容器,就可将胚芽铺板到培养皿上或另行为进一步加工做好准备。
[0233] 在示例性的方面,并参照图25C,使用施力组件420的方法可包括当玉米籽粒相对于纵向轴线推进时,将未成熟玉米籽粒从籽粒稳定部分递送到由相对的挤压棒所限定的通道。在另一个方面,该方法可包括当未成熟玉米籽粒相对于纵向轴线运动通过挤压部分的通道时,使用相对的挤压棒向未成熟玉米籽粒施加径向挤压力。在另外一个方面,该方法可包括将胚芽收集管定位成与液池流体连通。在响应于相对的挤压棒施加径向挤压力而从未成熟玉米籽粒提取胚芽后,液体流可用于将胚芽输送通过胚芽收集管。
[0234] ii.自动化提取装置
[0235] 在一个示例性的方面,并且如图21A-图21B中所示,提供了用于从玉米籽粒提取玉米胚芽的自动化提取装置600。在该方面,可以设想,自动化提取装置600可作为自动化胚芽提取系统的一部分来提供。然而,还可以设想,自动化提取装置600可独立地用于手动过程,在该过程中,单独玉米籽粒被选择性地定位在提取装置内。在一个方面,提取装置600可具有支撑基座610,该支撑基座操作地联接到装置的底部612。支撑基座610可被配置成支撑处于如本文所公开的所需取向的玉米籽粒。提取装置600还可包括多个沿圆周间隔开的指状物620,这些指状物与支撑基座610配合以限定用于接纳玉米籽粒的中心接纳空间630。所述多个沿圆周间隔开的指状物620可具有相应抓持表面622,该抓持表面朝装置600的中心轴线602取向,该中心轴线与玉米籽粒10的中心点15基本上对齐。所述多个沿圆周间隔开的指状物620可被配置用于在打开位置与抓持位置之间进行选择性径向运动。所述多个沿圆周间隔开的指状物620可被配置成通过其抓持表面622向玉米籽粒10选择性地施加径向力。在示例性的方面,所述多个指状物620可被配置成在如本文所公开的玉米籽粒10中形成开口或孔的期间,施加足以支撑玉米籽粒的第一大小的力。在这些方面,所述多个指状物620还可被配置成施加足以迫使玉米籽粒的玉米胚芽通过玉米籽粒的孔而不损坏胚芽的第二大小的第二力。可以设想,可任选地使用气动装置(诸如但不限于气动软管640)启动所述多个指状物620。在示例性的方面,所述多个指状物620可包括三个指状物。一般来讲,可以设想,奇数个的抓持表面622可提供有利的定心作用。还可以设想,如图所示的指状物620的倾斜可产生有利的向内且向下的挤压外形(相对于竖直轴线)。在示例性的方面,所述多个指状物620可被配置成以脉冲方式施加径向提取力。另外还可以设想,指状物620的抓持表面622可具有大致匹配玉米籽粒曲率的曲率。在另外的示例性的方面,可以设想,自动化提取装置600可包括3-钳口机器人式操纵器,其中每个钳口联接到相应指状物620,并且支撑基座610安装到机器人式操纵器的顶表面。在再另外的示例性的方面,可以设想,自动化提取装置
600可被配置用于水下使用。另选地,自动化提取装置600可被定位在液池上方,使得离开提取装置内的籽粒的胚芽接纳在液池内。
[0236] d.单子叶植物胚芽输送组件
[0237] 在从如本文所公开的单子叶植物种子提取单子叶植物胚芽后,可从容器收集单子叶植物胚芽,该容器为诸如但不限于包含如本文所述的液池的容器。可以设想,可凭借避免损坏单子叶植物胚芽的任何机械装置来收集单子叶植物胚芽。在示例性的方面,可以设想,可通过定位成与容器流体连通的管来收集单子叶植物胚芽。在这些方面,可以设想,该管可被配置成顺次地接纳单独的单子叶植物胚芽,并将单子叶植物胚芽输送到至少一个所选接收器。任选地,在另外的示例性的方面,可以设想,该管和所述至少一个所选接收器可操作地连接到正压源或负压源,诸如但不限于如本领域已知的抽吸泵
[0238] e.分析系统
[0239] 在示例性的方面,可以设想,可使用常规遗传分析设备、常规化学分析设备、和/或常规光谱分析设备、和/或自动化系统来进行所公开方法的分析步骤,所述自动化系统将包括任何数量的例如但不限于提取、稀释等的步骤。
[0240] 以下实施例以说明性方式而不是以限制性方式提供。
[0241] 实验
[0242] 实施例1:使用五种不同方法提取的未成熟玉米胚芽的状况和质量的比较[0243] 使用以下五种不同方法提取未成熟玉米胚芽:手动提取、高压水、抽吸、手动挤压、和半自动化挤压。评价每种相应方法所提取胚芽的状况和质量。
[0244] 对于每种提取方法均使用未成熟玉米的一个穗。胚芽为2.0mm-3.5mm长,并且在授粉后12-18天(对应于340-380个生长度单位(GDU))提取。胚芽的尺寸基本上与典型加倍单倍体生产方法中所用的胚芽相同。
[0245] a.消毒与清洁
[0246] 最开始,从四个未成熟玉米的穗去除苞叶和穗丝。在去除苞叶和穗丝后,将每个穗固定到穗保持器。然后将穗定位在空水罐内。接着在水罐中充入包含20%-50%CLOROX漂白剂、一滴 20和自来水的溶液。将穗浸泡在消毒溶液中,间或使用穗保持器旋转穗。在浸泡15-20分钟后,将穗从溶液中取出,然后用自来水冲洗三次。
[0247] b.种子制备
[0248] 对于手动、高压水和抽吸提取方法,使用穗保持器保持穗,并使用解剖刀切开穗上每个玉米籽粒的籽粒冠。
[0249] 对于手动挤压提取方法,使用穗保持器保持穗,并且使用指尖从穗轴剥下整个种子。然后使用解剖刀切开种子的各个籽粒尖端。
[0250] 对于半自动化挤压提取方法,使用穗保持器保持穗,并且使用指尖从穗轴剥下整个种子。
[0251] c.胚芽提取
[0252] 对于手动提取方法,使用刮刀从穗(已去除种子冠部)刮下30个胚芽。
[0253] 对于高压水提取方法,将穗(已去除种子冠部)选择性地定位,并且使用手压式喷嘴将胚芽从种子冲洗到捕集盘(器皿)中。使用自来水清洗胚芽残骸,使其通过尺寸递减的网筛,直到可明确识别胚芽。使用刮刀从筛子刮下30个胚芽。
[0254] 对于真空提取方法,使用真空泵经由管材从穗(已去除种子冠部)抽取胚芽。将管材定位成与锥形瓶流体连通,使得所提取的胚芽递送到该锥形瓶。使用自来水清洗该锥形瓶内的胚芽,使其通过尺寸递减的网筛,以将胚芽与胚芽残骸分离,直到可明确识别胚芽。使用刮刀从筛子刮下30个胚芽。
[0255] 对于手动挤压提取方法,将每个种子(已去除其尖端)定位在操作员的拇指与食指之间,然后轻轻施加压力直到胚芽从种子挤出到干净容器中。使用刮刀从容器刮下30个胚芽。
[0256] 对于半自动化挤压提取方法,对如本文所公开并示于图21A-图21B中的自动化提取装置进行设置,使其指状物处于打开位置。将单独籽粒定位在中心接纳空间内,该中心接纳空间限定在提取装置的打开指状物与支撑基座之间。将籽粒以其尖端朝上的方式定位,并将提取装置的指状物推进到抓持位置,以保持籽粒处于所需取向。在第一试验中,在提取装置的指状物抓持籽粒的同时,使用解剖刀去除一些籽粒的尖端的一部分(而不损坏胚芽),而其他籽粒的尖端则在籽粒定位在提取装置内之前去除。在第二试验中,所有籽粒的尖端均在籽粒定位在提取装置内之前去除。在提取装置的指状物抓持每个籽粒的情况下,将指状物径向地推进以向籽粒的侧面施加提取力。根据需要将提取力以脉冲形式触发,直到胚芽离开籽粒尖端中所形成的孔。然后使指状物返回到打开位置,并且收集所提取的胚芽。重复该过程,直到提取并收集30个胚芽。
[0257] d.胚芽铺板
[0258] 在五个培养皿中加入605J恢复培养基,并且在一个培养皿中加入272X恢复培养基。取下每个培养皿的盖子后,使用刮刀将用于每种相应提取方法的30个所提取的胚芽均匀分布在对应培养皿中的恢复培养基上(以确保胚芽之间有恰当的间距)。将使用手动提取、高压水、抽吸和手动挤压方法提取的胚芽置于605J恢复培养基内,并且将使用半自动化挤压方法提取的胚芽置于272X恢复培养基内。将盖子盖回到每个培养皿上,并根据培养皿内胚芽的提取方法及该培养皿相对于其他培养皿的位置,使用记号笔标记每个培养皿。
[0259] e.胚芽分析
[0260] 在显微镜下分析每个胚芽,并且由两名不同分析员独立地记录每个胚芽的状况和质量的评分。分析员检查损伤、缺陷或其他可给胚芽的生长和/或活力带来不利影响的紧迫问题。根据1-3的通用状况量表对每个胚芽进行评级,其中1=状况优异,2=轻微缺陷或损伤(仍能正常生长),以及3=重大缺陷或损伤(不太可能生长或不太可能正常生长)。记录与每个胚芽状况或质量相关的任何解释或注释。做好每个培养皿及其内容物的数字记录。
[0261] f.结果
[0262] 图26所提供的表中示出了胚芽状况和质量评分。如表中所指出,通过人工手动挤压方法和手动方法提取的胚芽的状况和质量非常好并且基本上相同。通过半自动化提取方法提取的胚芽的状况和质量略逊于通过人工手动挤压方法和手动提取方法提取的胚芽。与手动挤压方法、手动方法和半自动化提取方法相比,通过抽吸方法或高压冲洗方法提取的胚芽的状况和质量较差。
[0263] 处理单子叶植物种子的示例性方法
[0264] 在一个示例性的方面,本文公开了从具有近端和相对远端的未成熟单子叶植物种子自动分离单子叶植物胚芽的方法,其中,在将未成熟单子叶植物种子从其生物载体去除之前,未成熟单子叶植物种子的近端附着于生物载体,并且未成熟单子叶植物种子的远端与生物载体间隔开,所述方法包括:(a)提供在其近端具有开口或孔的经分离的未成熟单子叶植物种子,其中在从生物载体去除未成熟单子叶植物种子后得到经分离的未成熟单子叶植物种子;以及(b)通过经分离的未成熟单子叶植物种子近端的开口或孔提取单子叶植物胚芽,其中提取后单子叶植物胚芽未受损。
[0265] 在另一个示例性的方面,在提取单子叶植物胚芽后,单子叶植物胚芽会保持以完全存活力和活力而生长的能力。
[0266] 在另一个示例性的方面,提供单子叶植物种子的步骤包括在不损坏单子叶植物胚芽的情况下,去除单子叶植物种子近端的至少一部分。
[0267] 在另一个示例性的方面,未成熟单子叶植物种子为玉米籽粒。
[0268] 在另一个示例性的方面,未成熟单子叶植物种子为高粱种子、小麦种子或水稻种子。
[0269] 在另一个示例性的方面,未成熟单子叶植物种子包括在其近端和远端之间延伸的侧面部分,其中通过孔提取单子叶植物胚芽的步骤包括向单子叶植物种子的至少一个侧面部分施加压力,以迫使单子叶植物胚芽通过单子叶植物种子近端的孔。
[0270] 在另一个示例性的方面,所述方法还包括在单子叶植物种子的近端形成开口或孔。
[0271] 在另一个示例性的方面,将所提取的单子叶植物胚芽释放到液池中,而不将种子的大致所有其他内容物释放到液池中。
[0272] 在另一个示例性的方面,所述方法还包括自动收集所提取的单子叶植物胚芽。在另一个示例性的方面,所述方法还包括将所提取的单子叶植物胚芽定位在培养基之内或之上。在一个方面,所述培养基为生长培养基。在另一个方面,所述培养基为包含选择剂的培养基。在另一个方面,所述培养基包含抗有丝分裂剂或染色体加倍剂。
[0273] 在另一个示例性的方面,所提取的单子叶植物胚芽包括盾片区和分生区,其中所述方法还包括去除所提取的单子叶植物胚芽的盾片区的样本部分。在另一个示例性的方面,以1对1的方式跟踪单子叶植物胚芽的样本部分和单子叶植物胚芽的其余有活力的部分,以便于后续识别和检索。在另一个示例性的方面,在去除所提取的单子叶植物胚芽的盾片区的样本部分后,单子叶植物胚芽会保持以完全存活力和活力而生长的能力。在另一个示例性的方面,所述方法还包括使用成像或测量系统来描绘所提取的单子叶植物胚芽的特征,以容许识别所提取的单子叶植物胚芽的盾片区和分生区。在另一个示例性的方面,通过激光去除所提取的单子叶植物胚芽的盾片区的样本部分。在一个方面,所述激光选自冷切激光、Q开关CO2激光、飞秒激光、皮秒激光和纳秒激光。
[0274] 在另一个示例性的方面,所述方法还包括分析所提取的单子叶植物胚芽的盾片区的样本部分。在一个方面,所述分析包括对样本进行遗传分析。在另一个示例性的方面,所述方法还包括基于对所提取的单子叶植物胚芽的盾片区的样本部分进行的遗传分析,来选择或丢弃所提取的单子叶植物胚芽的其余部分。在另一个示例性的方面,所述方法还包括使所选单子叶植物胚芽的其余有活力的部分萌发。在另一个示例性的方面,所选单子叶植物胚芽用于单子叶植物育种计划。
[0275] 在另一个示例性的方面,未成熟单子叶植物种子为在授粉后的预定时间获取的玉蜀黍种子。
[0276] 在各个示例性的方面,本文公开了从未成熟单子叶植物种子再生出植物的方法,所述方法包括:(a)从单子叶植物种子自动提取单子叶植物胚芽,所提取的单子叶植物胚芽包括分生区和盾片区,其中提取后所述所提取的单子叶植物胚芽未受损,(b)在不损坏所提取的单子叶植物胚芽的情况下,去除单子叶植物胚芽的盾片区的样本部分,(c)识别样本并将样本与有活力的胚芽部分关联起来,以便按1对1关系进行跟踪;(d)对单子叶植物胚芽的盾片区的样本部分进行遗传分析,以及(e)从所提取的单子叶植物胚芽的其余部分萌发出小植株,其中所提取的单子叶植物胚芽的其余部分包括所提取的单子叶植物胚芽的分生区。
[0277] 在另一个示例性的方面,在提取单子叶植物胚芽并去除单子叶植物胚芽的盾片区的样本部分后,单子叶植物胚芽会保持以完全存活力和活力而生长的能力。
[0278] 在另一个示例性的方面,未成熟单子叶植物种子具有近端和相对的远端,其中,在从生物载体去除未成熟单子叶植物种子之前,未成熟单子叶植物种子的近端附着于生物载体,并且未成熟单子叶植物种子的远端与生物载体间隔开,其中在从生物载体去除单子叶植物种子后,从单子叶植物种子提取单子叶植物胚芽,并且其中在单子叶植物种子的近端形成开口或孔,而不损坏单子叶植物胚芽。在另一个示例性的方面,使用切割刀片、采用夹紧和撕裂、戳刺、刮削、化学降解方式及使用激光或其他切割元件,在单子叶植物种子的近端形成开口或孔。
[0279] 在另一个示例性的方面,通过激光、戳刺、刮削或脱落来去除单子叶植物胚芽的盾片区的样本部分。在另一个示例性的方面,激光被选择和配置成最大限度地减小单子叶植物胚芽的热影响区。
[0280] 在另外的示例性的方面,本文公开了提取玉米胚芽的方法,所述方法包括:(a)获取从穗轴剥下的经分离的玉米籽粒;(b)将玉米籽粒以所需取向放置;及(c)去除玉米籽粒的尖冠;(d)施加力以从玉米籽粒提取玉米胚芽;以及(e)收集胚芽。任选地,玉米籽粒为未成熟玉米籽粒。
[0281] 在另一个示例性的方面,将玉米籽粒以所需取向定位的步骤包括将玉米籽粒放入液池中,其中在将玉米籽粒定位在液池中后,玉米籽粒实现所需取向。
[0282] 在另一个示例性的方面,未成熟玉米籽粒具有近端和相对的远端,其中,在从穗轴去除未成熟玉米籽粒之前,未成熟玉米籽粒的近端附着于穗轴,并且未成熟玉米籽粒的远端与穗轴间隔开,其中在步骤(b)中,在将未成熟玉米籽粒放入液池中之前,该籽粒在近端具有开口或孔,或者在步骤(b)中,将玉米籽粒放入液池中的步骤之后,在近端形成开口或孔。
[0283] 在另一个示例性的方面,在玉米胚芽提取后,玉米胚芽会保持以完全存活力和活力而生长的能力。
[0284] 在另一个示例性的方面,所述方法还包括对玉米胚芽进行基因分型。在另一个方面,所述方法还包括基于基因分型来选择或丢弃玉米胚芽。在另一个方面,所述方法还包括使所选玉米胚芽的其余部分萌发。
[0285] 在另一个示例性的方面,切割玉米胚芽的盾片区的一部分,以提取盾片区的样本部分。在另一个示例性的方面,通过激光切割盾片区。在另一个示例性的方面,对盾片区的样本部分进行遗传分析。在另一个示例性的方面,所述方法还包括基于对盾片区的样本部分进行的分析来选择或丢弃玉米胚芽。在另一个示例性的方面,所述方法还包括使所选单子叶植物胚芽的其余部分萌发。
[0286] 在另一个示例性的方面,液池填充有水、无菌溶液、缓冲液或液体凝胶中的至少一种。
[0287] 在另一个示例性的方面,在授粉后的预定时间获取未成熟玉米籽粒。
[0288] 在另一个示例性的方面,获取经分离的未成熟玉米籽粒的步骤包括:将未成熟玉米的穗定位于在至少一个夹具组件的相对接合元件之间所限定的接纳空间内,所述穗从茎秆去除并且具有近端、远端、具有髓的穗轴以及附着于穗轴的至少一个未成熟玉米籽粒,其中,在从茎秆去除穗之前,穗的近端附着于茎秆;选择性地调节相对的接合元件相对于平移轴线的位置,以牢固地接合处于基本上垂直于平移轴线的取向的穗;以及将主轴的螺纹部分插入穗的穗轴的髓的至少一部分,所述主轴基本上垂直于平移轴线延伸,所述主轴具有邻接穗近端的基座部分。
[0289] 在另一个示例性的方面,将主轴的螺纹部分插入髓的至少一部分的步骤包括将主轴的基座部分操作地联接到至少一个主轴致动器,并且选择性地激活所述至少一个主轴致动器,以使主轴的螺纹部分旋转并轴向地推进穿过髓的至少一部分。
[0290] 在另一个示例性的方面,获取经分离的未成熟玉米籽粒的步骤还包括:选择性地调节相对的接合元件相对于平移轴线的位置以使穗脱离;将主轴的基座部分操作地联接到至少一个致动器;以及选择性地激活所述至少一个致动器,以实现主轴和穗相对于取向轴线的轴向与旋转运动,其中选择性地激活所述至少一个致动器,以将主轴和穗推进穿过切割组件。
[0291] 在另一个示例性的方面,切割组件从穗的穗轴去除未成熟玉米籽粒,并且其中所述方法还包括收集已从穗轴去除的未成熟玉米籽粒。
[0292] 在另一个示例性的方面,获取经分离的未成熟玉米籽粒的步骤包括:将主轴插入玉米穗的穗轴,其中主轴的基座部分邻接穗的近端,并且主轴的螺纹部分延伸穿过玉米穗的穗轴,并且其中主轴的螺纹部分的远端从穗的远端突出;使主轴和玉米穗相对于取向轴线轴向地推进和旋转,其中玉米穗被轴向地推进穿过具有至少一个切割臂的切割组件;以及使切割组件的至少一个切割臂枢转,以使所述至少一个切割臂的切割部分相对于与取向轴线相交的所需弓形轨迹进行运动,其中在所述至少一个切割臂的枢转运动期间,所述至少一个切割臂的切割部分从穗的穗轴去除完整的未成熟玉米籽粒。
[0293] 在另一个示例性的方面,所述至少一个切割臂的每个切割臂具有相对于切割部分成角度地取向的研磨部分,并且其中在切割臂朝取向轴线径向向内地运动时,研磨部分会去除穗的较软外部结构。
[0294] 在另一个示例性的方面,使所述至少一个切割臂枢转的步骤包括使用至少一个气缸向所述至少一个切割臂选择性地施加压力,并且其中所述至少一个气缸实现每个相应切割臂的切割部分朝取向轴线的运动。
[0295] 在另一个示例性的方面,所述方法还包括将主轴的远端与支撑元件牢固地接合,以在所述至少一个切割臂的操作期间稳定穗,其中所述至少一个切割臂相对于取向轴线定位在至少一个主轴致动器与支撑元件之间。
[0296] 在另一个示例性的方面,获取经分离的未成熟玉米籽粒的步骤包括:将主轴插入玉米穗的穗轴,其中主轴的基座部分邻接穗的近端,并且主轴的螺纹部分延伸穿过玉米穗的穗轴,并且其中主轴的螺纹部分的远端从穗的远端突出;以及使主轴和玉米穗相对于取向轴线轴向地推进和旋转,其中玉米穗被轴向地推进穿过具有切割头的切割组件,所述切割头具有主体部分、支撑臂和切割构件,所述支撑臂枢转地联接到主体部分,并朝取向轴线径向向内偏置,并且所述切割构件固定到主体部分并朝取向轴线径向偏置,其中所述主体部分和所述支撑臂配合以接合玉米穗,并且其中在穗相对于取向轴线推进时,切割头的切割构件从定位在主轴上的穗的穗轴去除完整的未成熟玉米籽粒。
[0297] 在另一个示例性的方面,所述方法还包括将切割头枢转地联接到框架,以容许切割头围绕取向轴线进行枢转运动。
[0298] 在另一个示例性的方面,所述方法还包括选择性地调节切割头相对于竖直轴线的位置,所述竖直轴线基本上垂直于取向轴线。
[0299] 在另一个示例性的方面,所述方法还包括选择性地调节切割构件相对于竖直轴线的位置,所述竖直轴线基本上垂直于取向轴线。
[0300] 在另一个示例性的方面,所述方法还包括使用至少一个气缸向切割构件选择性地施加压力,其中所述至少一个气缸实现切割构件朝取向轴线的径向运动。
[0301] 在另一个示例性的方面,所述方法还包括将主轴的远端与支撑元件牢固地接合,以在切割头的操作期间稳定穗,其中切割头相对于取向轴线定位在至少一个主轴致动器与支撑元件之间。
[0302] 在另一个示例性的方面,切割头的切割构件具有切割元件和研磨元件,其中研磨元件相对于切割元件成角度地取向,并且其中研磨元件在切割构件朝取向轴线径向向内运动时去除穗的较软外部结构。
[0303] 在另一个示例性的方面,获取分离的未成熟玉米籽粒的步骤包括:将玉米穗的远端插入穿过由成批进料组件限定的开口,所述成批进料组件相对于竖直轴线与基座部分轴向地间隔开,其中至少一个进料轮定位在成批进料组件的开口的第一侧面上,并且至少一个进料轮定位在成批进料组件的开口的第二侧面上,其中定位在开口的第一侧面上的进料轮相对于第一轴线与定位在开口的第二侧面上的进料轮间隔开,所述第一轴线基本上垂直于竖直轴线;使多个轴选择性地旋转,每个轴具有近侧部分和远侧部分,所述近侧部分定位在由基座元件限定的对应孔内,所述远侧部分操作地联接到所述多个进料轮的至少一个进料轮,其中所述多个轴的旋转实现所述多个进料轮的对应旋转;以及实现切割臂相对于竖直轴线的振荡运动,所述切割臂具有近侧部分和远侧部分,所述远侧部分限定切割元件和研磨元件,其中切割臂基本上平行于第二轴线延伸,并且其中切割臂的远侧部分相对于竖直轴线定位在成批进料组件的开口上方,其中在穗相对于竖直轴线推进到成批进料组件的开口中时,切割组件的切割元件从穗的穗轴切下完整的未成熟玉米籽粒。
[0304] 在另一个示例性的方面,成批进料组件包括固定部分和活动部分,它们配合以限定成批进料组件的开口,其中定位在开口的第一侧面上的所述至少一个进料轮联接到固定部分,其中定位在开口的第二侧面上的所述至少一个进料轮联接到活动部分,并且其中所述方法还包括使成批进料组件的活动部分相对于第一轴线选择性地轴向运动,以选择性地调节成批进料组件的开口的直径。
[0305] 在另一个示例性的方面,获取分离的未成熟玉米籽粒的步骤包括去除至少一个未成熟玉米籽粒的麸皮,去除所述至少一个未成熟玉米籽粒的麸皮包括:将至少一个未成熟玉米籽粒定位在接纳通道的入口部分内,所述接纳通道由具有至少一个导向板和穿孔板的板组件限定,所述穿孔板具有第一表面和相对的第二表面,并且限定相对于第一轴线从第一表面延伸到第二表面的多个孔,所述至少一个导向板和穿孔板的第一表面配合以限定接纳通道,所述接纳通道平行于第二轴线延伸,所述第二轴线基本上垂直于第一轴线,所述穿孔板的第一表面具有所需表面粗糙度;实现穿孔板相对于第三轴线的选择性振荡运动,所述第三轴线基本上垂直于第一轴线和第二轴线两者;以及选择性地激活皮带轮组件,以接合所述至少一个未成熟玉米籽粒,并实现所述至少一个未成熟玉米籽粒相对于第二轴线从板组件的接纳通道的入口部分运动到板组件的接纳通道的出口部分,其中所述板组件的至少一个导向板限制所述至少一个未成熟玉米籽粒相对于第三轴线的运动,并且其中,在穿孔板的振荡运动期间,在玉米籽粒相对于第二轴线在板组件的接纳通道内运动时,穿孔板将麸皮拉离所述至少一个未成熟玉米籽粒。
[0306] 在另一个示例性的方面,实现穿孔板相对于第三轴线的选择性振荡运动的步骤包括实现穿孔板相对于第三轴线以所选振荡速率进行选择性振荡运动,并且其中所选振荡速率在约20个行程/分钟至约150个行程/分钟的范围内。
[0307] 在另一个示例性的方面,每个行程对应于相对于第三轴线的所选行程距离,并且其中所选行程距离在约1英寸至约3英寸的范围内。
[0308] 在另一个示例性的方面,皮带轮组件实现所述至少一个未成熟玉米籽粒相对于第二轴线以约50英寸/分钟至约200英寸/分钟范围内的带速度进行运动。
[0309] 在另一个示例性的方面,获取分离的未成熟玉米籽粒的步骤包括:将多个未成熟玉米籽粒定位在具有纵向轴线的料斗内,所述料斗限定出口;实现料斗的振动;以及将所述多个未成熟玉米籽粒从料斗的出口顺次地接纳在槽的通道内,所述槽的通道基本上平行于槽的纵向轴线延伸。
[0310] 在另一个示例性的方面,所述方法还包括:使用传感器产生指示使用传感器的槽内存在或不存在未成熟玉米籽粒的输出;以及将所述输出传送到第一致动器,所述第一致动器被配置成实现料斗的振动,其中,响应于接收到指示槽内存在未成熟玉米籽粒的输出,第一致动器停止料斗的振动。
[0311] 在另一个示例性的方面,所述方法还包括实现槽的振动。
[0312] 在另一个示例性的方面,将未成熟玉米籽粒放入液池中的步骤包括:将未成熟玉米籽粒定位在围绕轮圆周限定的接收器内,所述轮被配置用于围绕旋转轴线旋转,其中当接收器处于相对于旋转轴线的第一旋转位置时,未成熟玉米籽粒定位在接收器内;以及使轮围绕旋转轴线旋转,以将接收器定位在第二旋转位置处,其中,在第二旋转位置,玉米籽粒离开接收器进入液池中,并且其中,在接收器从第一旋转位置旋转到第二旋转位置期间,接收器进入液池。
[0313] 在另一个示例性的方面,所述方法还包括:将玉米籽粒接纳在接收器内,所述接收器由定位在液池内的进料链限定;以及实现进料链相对于纵向轴线的轴向运动,以相对于纵向轴线输送玉米籽粒,所述纵向轴线基本上垂直于轮的旋转轴线。
[0314] 在另一个示例性的方面,带组件包括相对于横向轴线间隔开的第一侧面输送带和第二侧面输送带,所述横向轴线基本上垂直于纵向轴线和竖直轴线,其中第一输送带和第二输送带限定基本上平行于纵向轴线延伸的输送通道,其中输送通道被定位成与进料链连通,并且其中所述方法还包括:将未成熟玉米籽粒从进料链的接收器递送到输送通道;以及使用侧面输送带驱动未成熟玉米籽粒相对于纵向轴线运动。
[0315] 在另一个示例性的方面,所述方法还包括使用定位在输送通道下方的提升器带接合输送通道内的未成熟玉米籽粒,并且驱动玉米籽粒相对于竖直轴线向上运动,直到玉米籽粒接触顶部带的下表面,所述顶部带相对于竖直轴线定位在输送通道上方,其中顶部带的下表面具有相对于竖直轴线的恒定高度。
[0316] 在另一个示例性的方面,去除未成熟玉米籽粒近端的至少一部分以在玉米籽粒中形成开口的步骤包括:将单独玉米籽粒定位在由籽粒稳定部分限定的接纳通道内,其中在玉米籽粒相对于纵向轴线推进时,籽粒稳定部分将玉米籽粒支撑在所需位置,其中在所需位置,玉米籽粒近端的至少一部分相对于竖直轴线从籽粒稳定部分向上延伸,所述竖直轴线基本上垂直于纵向轴线;以及使至少一个轮旋转,以在玉米籽粒相对于纵向轴线推进通过籽粒稳定部分的接纳通道时向玉米籽粒的近端施加力。
[0317] 在另一个示例性的方面,向玉米籽粒近端施加的力可为撕扯力、撕裂力、挤压力、夹紧力、压碎力或切割力中的至少一个。
[0318] 在另一个示例性的方面,使至少一个轮旋转以向玉米近端施加力的步骤包括使相对的第一轮和第二轮反向旋转,以向玉米籽粒的近端施加夹紧力,从而去除未成熟玉米籽粒的近端的至少一部分。
[0319] 在另一个示例性的方面,施加力以通过玉米籽粒的开口提取玉米胚芽的步骤包括:在玉米籽粒相对于纵向轴线推进时,将未成熟玉米籽粒从籽粒稳定部分递送到由相对的挤压棒限定的通道,相对的第一挤压棒和第二挤压棒相对于横向轴线间隔开,所述横向轴线基本上垂直于竖直轴线和纵向轴线,其中相对的挤压棒中的至少一个朝另一个挤压棒向内偏置;以及在未成熟玉米籽粒相对于纵向轴线运动通过挤压部分的通道时,使用相对的挤压棒向未成熟玉米籽粒施加径向挤压力。
[0320] 在另一个示例性的方面,收集玉米胚芽的步骤包括:将胚芽收集管定位成与液池流体连通;以及在响应于相对的挤压棒施加径向挤压力而从未成熟玉米籽粒提取胚芽后,使用水流将胚芽输送通过胚芽收集管。
[0321] 在另外的示例性的方面,本文公开了从未成熟单子叶植物种子再生出植物的方法,所述方法包括:(a)从多个单子叶植物种子的每个相应单子叶植物种子自动提取单子叶植物胚芽,每个所提取的单子叶植物胚芽包括分生区和盾片区,其中每个从相应单子叶植物种子提取的单子叶植物胚芽在提取后未受损,(b)取出每个相应单子叶植物种子的单子叶植物胚芽的盾片区样本部分而不损坏单子叶植物胚芽,并且识别胚芽并将胚芽与样本相关联,以便以1对1关系跟踪样本部分和单子叶植物胚芽,(c)对每个相应单子叶植物种子的单子叶植物胚芽的盾片区样本部分进行遗传分析,以及(d)基于对每个相应单子叶植物种子的单子叶植物胚芽的盾片区样本部分的遗传分析结果,来选择或丢弃每个相应单子叶植物种子的单子叶植物胚芽的其余部分,其中对所述多个单子叶植物种子中至少一个单子叶植物种子的单子叶植物胚芽的其余部分进行选择;以及(e)从每个相应所选单子叶植物种子的单子叶植物胚芽的其余部分再生出植物。
[0322] 在另一个示例性的方面,在提取每个相应单子叶植物种子的单子叶植物胚芽并取出每个相应单子叶植物种子的单子叶植物胚芽的盾片区样本部分后,每个相应单子叶植物种子的单子叶植物胚芽保持以完全存活力和活力生长的能力。
[0323] 在另一个示例性的方面,每个相应单子叶植物种子具有近端和相对的远端,其中,在从生物载体取出每个未成熟单子叶植物种子之前,未成熟单子叶植物种子的近端附着于载体,而未成熟单子叶植物种子的远端与载体间隔开,其中从载体取出单子叶植物种子后,从单子叶植物种子提取每个相应未成熟单子叶植物种子的单子叶植物胚芽,并且其中在每个相应单子叶植物种子的近端形成开口或孔,而不损坏单子叶植物种子的单子叶植物胚芽。
[0324] 在另一个示例性的方面,所述方法不包括筛分从每个单子叶植物种子提取的物料以将每个相应单子叶植物种子的单子叶植物胚芽与其他所提取的物料分离。
[0325] 在另一个示例性的方面,所述方法还包括:(i)给每个从相应单子叶植物种子提取的单子叶植物胚芽分配至少一个识别符,每个识别符指示从中获取单子叶植物胚芽的多种单子叶植物种子中的至少一个;(ii)将至少一个识别符与每个相应提取的单子叶植物胚芽相关联;以及(iii)使用与至少一个所提取的单子叶植物胚芽相关联的至少一个识别符跟踪所述至少一个所提取的单子叶植物胚芽的位置。
[0326] 在另一个示例性的方面,以下步骤中的至少一个是自动执行的:(b)取出每个相应单子叶植物种子的单子叶植物胚芽的盾片区样本部分,(c)对每个相应单子叶植物种子的单子叶植物胚芽的盾片区样本部分进行遗传分析,(d)基于对每个相应单子叶植物种子的单子叶植物胚芽的盾片区样本部分的遗传分析结果,来选择或丢弃每个相应单子叶植物种子的单子叶植物胚芽的其余部分,以及(e)从每个相应所选单子叶植物种子的单子叶植物胚芽的其余部分再生出植物。
[0327] 示例性种子处理系统
[0328] 在示例性的方面,本文公开了用于从未成熟玉米籽粒去除麸皮的系统,包括:具有至少一个导向板和穿孔板的板组件,所述穿孔板具有第一表面和相对的第二表面,并且限定相对于第一轴线从第一表面延伸到第二表面的多个孔,所述至少一个导向板和所述穿孔板的第一表面配合以限定接纳通道,所述接纳通道平行于第二轴线延伸,并且具有入口部分和出口部分,所述第二轴线基本上垂直于第一轴线,所述接纳通道的入口部分被配置成接纳至少一个未成熟玉米籽粒,所述穿孔板被配置用于相对于第三轴线选择性地振荡运动,所述第三轴线基本上垂直于第一轴线和第二轴线两者,所述穿孔板的第一表面具有所需表面粗糙度;以及皮带轮组件,所述皮带轮组件被配置成实现所述至少一个籽粒相对于第二轴线从板组件的接纳通道的入口部分运动到板组件的接纳通道的出口部分,其中所述板组件的至少一个导向板被配置成限制所述至少一个玉米籽粒相对于第三轴线的运动,并且其中,在穿孔板的振荡运动期间,穿孔板被配置成在玉米籽粒相对于第二轴线在板组件的接纳通道内运动时将麸皮拉离所述至少一个玉米籽粒。
[0329] 在另一个示例性的方面,皮带轮组件包括皮带轮及操作地联接到带式皮带轮的带辊,其中带辊被配置用于与板组件的接纳通道内的至少一个玉米籽粒接合。在另一个示例性的方面,带辊包含泡沫。
[0330] 在另外的示例性的方面,本文公开了用于从未成熟玉米籽粒提取胚芽的系统,所述系统具有纵向轴线,并且包括:液池;带组件,所述带组件定位在液池内,并且被配置成相对于系统的纵向轴线顺次地推进多个玉米籽粒;施力组件,其包括:限定接纳通道的籽粒稳定部分,所述接纳通道被配置成在玉米籽粒相对于系统的纵向轴线推进时接纳并支撑处于所需位置的单独玉米籽粒,其中在所需位置,玉米籽粒近端的至少一部分相对于竖直轴线从籽粒稳定部分向上延伸,所述竖直轴线基本上垂直于系统的纵向轴线;相对于籽粒稳定部分操作地定位的至少一个轮,其中所述至少一个轮可选择性地旋转,以在玉米籽粒相对于系统的纵向轴线推进通过籽粒稳定部分的接纳通道时向玉米籽粒的近端施加力;挤压部分,所述挤压部分具有相对于横向轴线间隔开的相对的第一挤压棒和第二挤压棒,所述横向轴线基本上垂直于系统的竖直轴线和纵向轴线,其中相对的挤压棒配合以限定通道,所述通道被配置成在玉米籽粒相对于系统的纵向轴线推进时从籽粒稳定部分接纳未成熟玉米籽粒,其中相对的挤压棒中的至少一个相对于横向轴线朝另一个挤压棒偏置,并且其中相对的挤压棒被配置成在未成熟玉米籽粒相对于纵向轴线运动通过挤压部分的通道时向未成熟玉米籽粒施加径向挤压力;以及胚芽收集管,所述胚芽收集管被定位成与液池流体连通,并且被配置成响应于系统挤压部分施加径向挤压力而接纳包含从未成熟玉米籽粒提取的胚芽的液体。
[0331] 在另一个示例性的方面,挤压部分的第一挤压棒朝第二挤压棒向内偏置,并且第二挤压棒具有固定位置。
[0332] 在另一个示例性的方面,第一挤压棒具有相对于系统的纵向轴线的凸状外形,并且第二挤压棒具有相对于系统的纵向轴线的凹状外形。
[0333] 在另一个示例性的方面,施力组件的所述至少一个轮包括第一轮和第二轮,它们定位在籽粒稳定部分的接纳通道的相对侧面上。
[0334] 在另一个示例性的方面,施力组件的所述至少一个轮包括单个轮。
[0335] 在另一个示例性的方面,系统还包括:分离组件,所述分离组件被配置用于接纳多个未成熟玉米籽粒,并将单个未成熟玉米籽粒与所述多个未成熟玉米籽粒中的其余未成熟玉米籽粒分离;以及分度组件,所述分度组件至少部分地定位在液池内,并且被配置用于从分离组件接纳单个未成熟玉米籽粒,并将单个未成熟玉米籽粒以所需取向输送到带组件,其中所述分离组件具有出口,而所述分度组件具有入口,并且其中所述分离组件的出口被定位成与所述分度组件的入口连通。
[0336] 在另一个示例性的方面,分离组件包括:被配置成接纳多个未成熟单子叶植物籽粒的料斗,所述料斗具有纵向轴线并且限定出口;槽,所述槽具有纵向轴线,并且被配置成从料斗的出口顺次地接纳所述多个未成熟单子叶植物籽粒,所述槽的纵向轴线基本上平行于系统的纵向轴线,并且所述槽限定基本上平行于槽的纵向轴线延伸的通道,其中所述通道限定分离组件的出口;以及操作地联接到料斗的第一致动器,其中所述第一致动器被配置成实现料斗的振动。
[0337] 在另一个示例性的方面,系统还包括传感器,所述传感器被配置成产生指示槽内存在或不存在未成熟单子叶植物籽粒的输出,其中所述传感器被定位成与第一致动器操作地通信,并被配置成将所述输出传送到第一致动器,并且其中,第一致动器被配置成响应于接收到指示槽内存在未成熟单子叶植物籽粒的输出而停止料斗的振动。
[0338] 在另一个示例性的方面,分度组件包括:轮,所述轮具有圆周,并且被配置用于围绕基本上平行于横向轴线的旋转轴线旋转,所述轮限定围绕其圆周的多个接收器,其中每个相应接收器被配置成当接收器处于相对于旋转轴线的第一旋转位置时接纳单个未成熟玉米籽粒,并且其中每个接收器被配置成当接收器定位在相对于旋转轴线的第二旋转位置时允许玉米籽粒离开接收器;操作地联接到轮的轮致动器,其中所述致动器被配置成实现轮围绕旋转轴线的旋转;进料链,所述进料链定位在液池内并限定多个接收器,其中所述进料链被配置用于相对于系统的纵向轴线进行轴向运动,并且其中进料链的每个接收器被配置成接纳单个未成熟单子叶植物籽粒,并相对于系统的纵向轴线输送单子叶植物籽粒。
[0339] 在另一个示例性的方面,系统还包括传感器,所述传感器被配置成产生指示分度组件的入口内存在或不存在未成熟单子叶植物籽粒的输出,其中所述传感器被定位成与轮致动器操作地通信,并被配置成将所述输出传送到轮致动器,并且其中,轮致动器被配置成响应于接收到指示分度组件的入口处存在未成熟单子叶植物籽粒的输出而实现料斗的旋转。
[0340] 在另一个示例性的方面,带组件包括第一侧面输送带和第二侧面输送带,它们相对于系统的横向轴线间隔开以限定输送通道,所述输送通道基本上平行于系统的纵向轴线延伸,其中所述输送通道被定位成与进料链连通,并被配置成从进料链的接收器接纳未成熟玉米籽粒,其中第一侧面输送带和第二侧面输送带被配置成驱动未成熟玉米籽粒相对于系统纵向轴线运动。
[0341] 在另一个示例性的方面,带组件还包括:相对于竖直轴线定位在输送通道上方的顶部带,其中所述顶部带的下表面具有相对于竖直轴线的恒定高度;以及相对于竖直轴线定位在输送通道和顶部带下方的提升器带,其中所述提升器带的上表面被配置成接合输送通道内的未成熟玉米籽粒,并且驱动未成熟玉米籽粒相对于竖直轴线向上运动,直到未成熟玉米籽粒接触顶部带的下表面。
[0342] 在另一个示例性的方面,系统还包括麸皮去除系统,所述麸皮去除系统限定具有入口部分和出口部分的接纳通道,所述接纳通道的入口部分被配置成接纳至少一个未成熟玉米籽粒,其中所述麸皮去除系统被配置用于去除接纳通道内未成熟玉米籽粒的麸皮,并将未成熟玉米籽粒从接纳通道的入口部分输送到接纳通道的出口部分。在另一个示例性的方面,麸皮去除系统包括:具有至少一个导向板和穿孔板的板组件,所述穿孔板具有第一表面和相对的第二表面,并且限定相对于第一轴线从第一表面延伸到第二表面的多个孔,所述至少一个导向板和所述穿孔板的第一表面配合以限定接纳通道,所述接纳通道平行于第二轴线延伸,所述第二轴线基本上垂直于第一轴线,所述接纳通道的入口部分被配置成接纳至少一个未成熟玉米籽粒,所述穿孔板被配置用于相对于第三轴线选择性地振荡运动,所述第三轴线基本上垂直于第一轴线和第二轴线两者,所述穿孔板的第一表面具有所需表面粗糙度;以及皮带轮组件,所述皮带轮组件被配置成实现所述至少一个籽粒相对于第二轴线从板组件的接纳通道的入口部分运动到板组件的接纳通道的出口部分,其中所述板组件的至少一个导向板被配置成限制所述至少一个玉米籽粒相对于第三轴线的运动,并且其中,在穿孔板的振荡运动期间,穿孔板被配置成在玉米籽粒相对于第二轴线在板组件的接纳通道内运动时将麸皮拉离所述至少一个玉米籽粒。
[0343] 说明书中提到的所有公布和专利申请指示了本发明适合的本领域技术人员的水平。所有公布和专利申请以引用方式并入本文,如同每个单独的公布或专利申请被具体地和独立地指出以引用方式并入本文一样。
[0344] 虽然为了清楚理解的目的已通过例证和实施例的方式详细地描述的前述发明,但一些变化和修改可在所附权利要求的范围内实施。
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