[发明专利]为种子分析而去除特定种子组织或结构的基于修剪的种子采样

说明书

本申请是原案申请号为200780049369.X，申请日为2007年11月13日，发明名称为“为种子分析而去除特定种子组织或结构的基于修剪的种子采样”的分案申请。

【技术领域】

本发明涉及以有效方法从单个种子中获取组织样品。

【背景技术】

在植物育种或者植物进化实验中的通常做法是由已知来源的种子来种植植物。种子被种植在实验田、生长室、温室或者其它的生长环境中，其中它们要么是与其它已知来源的植物交叉授粉，要么是自身授粉。所产生的种子是来自两个亲本植物或者自身授粉植物的后代，并且种子被收获、处理以及种植以便继续植物育种循环。为了辅助培植或者推进选择过程，可以在植物、植物组织、种子或者种子组织上实施特定实验室或者基于场地的测试。

基于已知的交叉或者自身授粉的植物代被种植，并且随后被测试以便弄清这些族系或者品种是否正在向着市场上期望的特征移动。期望特性的实施例包括，但不限于，产量的增加、纯和性的提高、新近赋予的对于特定除草剂和/或害虫以及病原体抵抗力和/或忍耐力或其改良、含油量的增加、淀粉含量的改变、营养食品成分、耐旱性以及具体的基于形态上特性的增强。

如所能够理解的和现有技术中已知的，这些实验的规模可以是巨大的。它们需要从科学家到田地工作人员的庞大劳动力来进行设计、种植、维持以及做实验，这些试验能够包含成千上万的单个植物。它们还需要大量的土地资源。田地或者温室会占用成千上万英亩的土地。当植物发芽、生长以及生产种子时，这占用大量土地达数月，在此期间种子可能不仅被采样用于实验室或者田间测试，并且随后必须对大量种子单个地进行标记、收获以及处理。

另一个困难是许多实验毫无结果。有文献报道，一些种子公司在实验的早期丢弃任何一代的80-90％的植物。因此，大部分花费在用于种子的生长、收获以及收获后处理的大量的土地、人力和物力最终被浪费了。

时间压力也是一个因素。为了更快速地推进植物的族系或者种类以实现更多和更好的特性和特征，植物育种的重大进展将施加更多压力给种子公司。因而，植物育种家和有关工作人员处在增加的压力之下以更有效率和更有力地处理这些植物，并且来做出植物更多和更初期的选择，所述植物应当继续进入下一代的育种

因此，出现了通过基于实验室的种子测试以实现在早期识别所关心特性的运动。对种子进行非破坏性的测试，以便导出基因、生化或者显性的信息。如果所关心的特性被识别，则挑选出来的来自特定植物的种子被用于进一步的实验和进化或者用于生产商用数量。对种子进行测试避免了种子生长为不成熟植物的需要，植物随后被测试。这节省了时间、空间以及工作量。如果在早期有效地识别了种子所期望的特性能够导致极大地减少用于实验测试的土地量，减少了必须测试的种子量并减少了导出所需信息以便进化试验的所需要时间量。例如，不需要成千上万亩植物以及后续加工和处理所有那些植物，只要一小部分土地和植物就充足了。然而，因为时间安排仍然是重要的，因为甚至这种减少包含每天处理例如数以千计种子，这仍然是基本任务。

以下给出了一种试图非致命性的种子采样的传统方法。使用镊子将感兴趣的单个种子固定于在表面上展开的一张纸上。小钻头被用于钻入种子上的小位置。通过钻头从种子去除的碎片被收集在该纸上。拿起该纸，并将碎片被运送到试管或者其它的容器。从而其被收集并且被准备好用于实验室分析。该方法意图是不破坏种子。然而处理较慢。它的成功和有效性严重依赖工作人员的注意力和精确性。每一粒种子必须通过镊子进行手工拾取和固定。钻孔同样是手工的。碎片的钻孔和加工必须小心。单一容器(例如单个试管)随后必须进行加工和标记，或者用其它方式跟踪和识别。另外，镊子和钻孔在各种子样品之间必须是清洁的。通过样品到样品的携带和手工处理可能存在重大污染风险。并且，很多时候希望从种子的某一生理的组织获得种子材料。例如，可能期望从玉米种子的胚乳获取样品。在这种情况下，这不仅琐碎而且耗时，并且存在某些困难，以便以这种方式手工地抓住小的玉米种子，从而允许胚乳被定向以使其暴露用于钻孔。来自其他的例如种子胚芽的种子结构的采样必须被避免，因为来自这种种子区域的采样对发芽率有负面影响。有时使用这种方法难以获得样品的有用量。总之，来自种子的采样严重依赖工作人员的技能，并且与吞吐量和精确度相关，包含程序是否给予种子一次发芽的良机。当工作人员一天负责处理许多种子时，这些问题会被放大。