[发明专利]用于对植物材料取样以及追踪的系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2007年8月8日提交的美国专利申请序列号11/835,986 的优先权，其全文通过引用结合在此。

发明领域

本发明总体上涉及用于从大数量植物中对植物材料取样以及追踪 (tracking)的系统以及方法。更具体地讲，本发明涉及的系统以及方法从叶片 样本材料中获得分子信息，以便在应用于发现、标记辅助的选择、或者质 量控制程序中用于DNA、RNA、蛋白质或者代谢产物的分析。本发明特别 的、但并非独特的有用之处在于从大数量的植物中获得遗传标记信息以帮 助植物的选择。

发明背景

众所周知，遗传标记可以从DNA中获得并且用于多种目的。例如，在 植物分析领域，可以分析从植物材料中获得的DNA以产生分子标记信息。 在这个过程中，可以分析DNA序列的改变以便首先发现在分子标记与性状 之间的关联性。然后，基于分子标记信息针对所希望的性状可以对这些植 物进行选择。通过这个过程所选择的性状可以(非限制性地)包括农艺性 状，如产量、非生物性胁迫耐性、生物性胁迫耐性，或者终端用户性状， 如植物构成、动物营养性状、人类健康、以及类似性状。

对于标记辅助育种，带有所希望性状的植物的种子在温室或者田地中 被种植在土壤中。一旦从这些植物中可以移除足够的组织而不损害其生存 力，则从这些植物中收获植物组织(即叶片)用于DNA的制备。因此，将 基因组DNA分离出用于进一步处理以寻找具体的遗传特征。在随后的处理 中，将这些特征与所感兴趣的性状联系在一起并且由此用来预测在这些取 样的植物中所感兴趣的性状的存在或者不存在。

作为实际问题，植物的识别包括多个复杂的程序，它们难以(若并非 不可以的话)在田地中现场完成。当涉及大数量的植物时，这种情况变得 更加复杂，如在商业化的农业运营中，其中成千上万株的不同植物被栽培 在同田地中。在这样的运营中，随后地识别特定植物的能力可以具有至关 重要的意义。

对于如以上提到的大的商业化运营，几个考虑是特别重要的。一方面， 在田地里的所有植物都需要得到适当识别。另一方面，需要完成这些识别 而无不适当的延迟。并且，最后，被识别的每棵植物必须能够随后在其大 田位置处被找到。

鉴于以上情况，本发明的目的是为处理植物材料的多个样本提供系统 以及方法，其中在田地中的特定的植物可以随后被找到。本发明的另目的 是为处理植物材料的样本提供系统以及方法，其中这些植物可以被识别并 处理。本发明的另目的是为处理植物材料的多个样本提供系统以及方法， 该系统以及方法易于实施，使用简便并且是相对地有成本效益的。

发明概述

根据本发明，在实验中使用的、用于处理(即取样以及追踪)植物材 料的系统(system)以及方法提供了对植物样本追踪到其源(source)植物的 能力。在该系统中，在田地中的此类植物的每个单独的源植物的身份必须 是可确定的。为此，当计划实验时，最初创建虚拟植物的数据库。具体地 讲，通过实验名字(例如，XYZ)以及植物编号(例如，1到999)来识别 多个虚拟(virtual)植物。并且，播种了数目为“n”的种子。在这些种子发芽成 为植物之后，通过使用独特的机械可读的特征直接亦或间接地识别出每株 植物。例如，独特特征(如条形码或者射频识别(radio frequency identification) (RFID)标签)可以被直接地附接到一棵植物上或者附接到在该植物位置 处的柱(stake)上。为了本发明的目的，该独特特征包括了虚拟植物的身份(例 如XYZ-001)。换言之，该发芽的植物与该实验数据库中的条目相匹配。 通过这个文件记录的植物的身份，其它植物通过它们相对于该文件记录的 植物的位置而可以被识别出，并且同样地与该实验数据库中的虚拟植物相 匹配，例如，从XYZ-002到XYZ-999。可替代地，通过独特特征，如条形 码、RFID标签或者全球定位系统(GPS)坐标，所有植物都可以直接被识 别出。在任何情况下，每个植物经由该独特特征而连接到该数据库中的身 份上。

在每个发芽的植物已经与来自该实验数据库中的身份相匹配之后，可 以从任何选定的植物获取植物材料样本。优选地，这个样本将处于插片 (plug)的形式，该插片是取自该植物的叶片。对于本发明，从同植物可以 获取任意多的样本。