(57)【要約】脂肪酸特徴のハイスループット・スクリーニングの方法を提供する。方法は、種子をサンプリング・ステーションに個別に送り；該サンプリング・ステーション中の種子から試料を取り出し；試料を試料トレイ中のコンパートメントに運び；試料トレイ中の試料から抽出した油を変換して、脂肪酸メチルエステルの混合物を形成し；ついで試料からの脂肪酸メチルエステルの混合物を分析して、対応する種子の脂肪酸特性を決定することを含む。
2009506174.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の種子の脂肪酸組成を決定するための自動化された方法であって、
サンプリング・ステーションに種子を順次送り；
該種子を該サンプリング・ステーションに保持し；
該サンプリング・ステーションに保持された種子から試料をかき集め；
該試料を試料トレイ中の個々のコンパートメントに運び；
該試料トレイ中の試料からの油を抽出し；
該試料トレイ中の試料から抽出した油を変換して脂肪酸エステルの混合物を形成し；ついで、
該試料からの該脂肪酸エステルの混合物を分析して対応する種子の脂肪酸特性を決定することを含む該方法。
【請求項２】
油を抽出し、抽出した油を変換する工程が、試料トレイ中の試料を溶媒と接触させて脂肪酸エステルの混合物を形成することを含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
該溶媒が、ヘキサン、ベンゼン、テトラヒドロフラン、ジメチルスルフォキシド、水酸化トリメリルスルホニウム、石油エーテル、塩化メチレンおよびトルエンよりなる群から選択される請求項２記載の方法。
【請求項４】
該溶媒がトルエンである請求項２記載の方法。
【請求項５】
該分析する工程が、ガスクロマトグラフィーを用いて脂肪酸エステルの混合物を分離および検出することを含む請求項１記載の方法。
【請求項６】
該試料を、種子の発芽生存能力に影響することなく種子からかき集める請求項１記載の方法。
【請求項７】
該試料トレイが９６−ウェルマイクロタイタープレートを含む請求項１記載の方法。
【請求項８】
該試料トレイが３８４−ウェルマイクロタイタープレートを含む請求項１記載の方法。
【請求項９】
脂肪種子のハイスループット・スクリーニングの方法であって、
複数の脂肪種子からの組織試料を試料トレイの個々のコンパートメントに提供し；
該試料トレイ中の各組織試料をトルエンと接触させて、脂肪酸メチルエステルを含む混合物を生成し；
各試料からの脂肪酸メチルエステルの混合物を分析して、対応する脂肪種子の脂肪酸特性を決定し；ついで
望ましい脂肪酸特徴の存在または不存在に基づいて種子を選択する
ことを含む該方法。
【請求項１０】
該分析する工程が、ガスクロマトグラフィーを用いて脂肪酸メチルエステルを分離および検出することを含む請求項９記載の方法。
【請求項１１】
対応する脂肪種子の脂肪酸特性を、個々の組織試料をトルエンと接触させる時間から約１０分間未満で決定する請求項９記載の方法。
【請求項１２】
さらに、種子の発芽生存能力に影響することなく組織試料を採取することを含む請求項９記載の方法。
【請求項１３】
該試料トレイが少なくとも９６の個々のコンパートメントを含む請求項９記載の方法。
【請求項１４】
該脂肪種子が、ダイズ、コーン、キャノーラ、ナタネ、ヒマワリ、ラッカセイ、ベニバナ、ヤシおよびワタよりなる群から選択される請求項９記載の方法。
【請求項１５】
該脂肪種子がナタネであって、該望ましい脂肪酸特徴が約２％を超えるエルカ酸含量である請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
該脂肪種子がナタネであって、該望ましい脂肪酸特徴が約４５％を超えるエルカ酸含量である請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
該脂肪種子がナタネであって、該望ましい脂肪酸特徴が約３.５％未満のリノレン酸含量である請求項１４記載の方法。
【請求項１８】
該脂肪種子がナタネであって、該望ましい脂肪酸特徴が約７０％を超えるオレイン酸含量である請求項１４記載の方法。
【請求項１９】
該脂肪種子がナタネであって、該望ましい脂肪酸特徴が約７％未満の飽和脂肪含量である請求項１４記載の方法。
【請求項２０】
該脂肪種子がナタネであって、該望ましい脂肪酸特徴が約６％未満の飽和脂肪含量である請求項１４記載の方法。
【請求項２１】
該脂肪種子がナタネであって、該望ましい脂肪酸特徴が約５％未満の飽和脂肪含量である請求項１４記載の方法。
【請求項２２】
該脂肪種子がナタネであって、該望ましい脂肪酸特徴が約７０％を超えるオレイン酸含量および約３.５％未満のリノレン酸含量である請求項１４記載の方法。
【請求項２３】
該脂肪種子がナタネであって、該望ましい脂肪酸特徴が約７０％を超えるオレイン酸含量、約３.５％未満のリノレン酸含量および約７％未満の飽和脂肪含量である請求項１４記載の方法。
【請求項２４】
該脂肪種子がナタネであって、該望ましい脂肪酸特徴が約４５％を超えるエルカ酸含量および約３.５％未満のリノレン酸含量である請求項１４記載の方法。
【請求項２５】
該脂肪種子がヒマワリであって、該望ましい脂肪酸特徴が約４０％ないし約７０％のオレイン酸含量である請求項１４記載の方法。
【請求項２６】
該脂肪種子がヒマワリであって、該望ましい脂肪酸特徴が約７０％を超えるオレイン酸含量である請求項１４記載の方法。
【請求項２７】
該脂肪種子がヒマワリであって、該望ましい脂肪酸特徴が約６を超えるステアリン酸含量である請求項１４記載の方法。
【請求項２８】
該脂肪種子がヒマワリであって、該望ましい脂肪酸特徴が約８％未満の飽和脂肪含量である請求項１４記載の方法。
【請求項２９】
該脂肪種子がヒマワリであって、該望ましい脂肪酸特徴が約７０％を超えるオレイン酸含量および約８％未満の飽和脂肪含量である請求項１４記載の方法。
【請求項３０】
該脂肪種子がヒマワリであって、該望ましい脂肪酸特徴が約７０％を超えるオレイン酸含量、約６％を超えるステアリン酸含量、および約８％未満の飽和脂肪含量である請求項１４記載の方法。
【請求項３１】
該脂肪種子がダイズであって、該望ましい脂肪酸特徴が約８％未満のリノレン酸含量である請求項１４記載の方法。
【請求項３２】
さらに、選択した種子から植物を栽培し；ついで栽培植物から種子を収穫する請求項９記載の方法。
【請求項３３】
望ましい脂肪酸特徴を有する種子の量を大きくする方法であって：
（ａ）種子の発芽生存能力に影響することなく集団中の各種子から試料を取り出し；
（ｂ）各試料と溶媒とを接触させて、脂肪酸メチルエステルを含む混合物を形成し；
（ｃ）各試料からの脂肪酸メチルエステルの混合物を分析して、対応する種子の脂肪酸特性を決定し；
（ｄ）少なくとも１の望ましい脂肪酸特徴を有する種子を選択し；
（ｅ）選択した種子から植物を栽培し；
（ｆ）栽培した植物から種子を回収し；ついで
１またはそれを超える世代について工程（ａ）ないし（ｆ）を繰り返す
ことを含む該方法。
【請求項３４】
該溶媒が、ヘキサン、ベンゼン、テトラヒドロフラン、ジメチルスルフォキシド、水酸化トリメリルスルホニウム、石油エーテル、塩化メチレンおよびトルエンよりなる群から選択される請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
該溶媒がトルエンである請求項３４記載の方法。
【請求項３６】
該分析する工程が、ガスクロマトグラフィーを用いて脂肪酸エステルの混合物を分離および検出することを含む請求項３３記載の方法。
【請求項３７】
対応する脂肪種子の脂肪酸特性を、個々の組織試料をトルエンと接触させる時間から約１０分間未満で決定する請求項３３記載の方法。
【請求項３８】
該種子が、ダイズ、コーン、キャノーラ、ナタネ、ヒマワリ、ラッカセイ、ベニバナ、ヤシおよびワタよりなる群から選択される脂肪種子である請求項３３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、その全体的な開示を出典明示して本明細書の一部とみなす、２００５年８月２６日に出願された米国仮特許出願番号60/711,755から優先権を主張する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、種子のような生物材料中の脂肪酸組成物の識別特性をハイスループット・スクリーニングおよび同定するためのシステムおよび方法に関する。
脂肪種子は、そのユニークな化学的組成に起因して多くの栄養および産業的用途を有する価値のある種子である。したがって、種子育種者は、脂肪種子の収量および／または生産を最大化するために、種々の脂肪種子を続けて開発することを試みている。そのように、穀物取扱い者および種子育種者は、通常の種子から脂肪種子を区別して、穀物取扱いの状況または種子育種作業において重要な決定をなすことができなければならない。かかる決定は、伝統的に、種子の集団の統計学的サンプリングに基づいている。なぜなら、種子の集団の脂肪酸特徴を決定することは労力および時間がかかるためである。しかしながら、統計学的サンプリングは必然的に、望ましい特性を有しない幾つかの種子が集団中に残ることを許容し、また、望ましい集団から幾つかの種子を不注意で排除することもある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、脂肪種子の同一性試験に使用するハイスループット・スクリーニングシステムおよび方法に対する要望が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、種子をスクリーニングしてその脂肪酸特徴を決定するためのシステムおよび方法に関する。当該システムおよび方法は、特にハイスループットおよび自動化に適合し、それは以前に行われていたよりもより多いサンプリングを許容する。さらに、本発明の態様の少なくとも幾つかによって許容されるハイスループット、自動化および非破壊サンプリングは集団中のいずれの種子のスクリーニングおよび試験を許容し、それによって望ましい脂肪酸特性を発現していない種子を選別し得る。さらに、本発明の形態は、集団中の種子の大部分またはすべてを圃場で完了し得るように完全に輸送可能である。したがって、本発明によって提供される典型的には約１０分間の全分析時間しか必要でない迅速なアッセイは、揚穀機、脂肪加工植物、食品処方研究所などの脂肪種子の同一性試験に、または膨大な数の小さな試料を分析して直ちに植栽決定をなす種子育種適用において理想的に適している。したがって、本発明のシステムおよび方法は、例えば、望ましい特性を有しない植物を生育させることにおいて時間および資源を浪費しないように、圃場において有効に購入または取り扱う決定をなすことにおいて、または育種プログラムにおいて所定の種子集団を塊にする場合の植栽決定をなすことにおいて、種子の集団を評価する方法を大きくスピードアップする。
【０００５】
一般的に、複数の種子の脂肪酸組成を決定するための本発明の方法は、サンプリング・ステーションに種子を順次送り；該種子をサンプリング・ステーションに保持し；サンプリング・ステーションに保持された種子から試料をかき集め；該試料を試料トレイ中の個々のコンパートメントに運び；試料トレイ中の試料からの抽出した油をエステル交換して脂肪酸エステルの混合物を形成し；ついで、試料からの脂肪酸エステルの混合物を分析して対応する種子の脂肪酸特性を決定することを含む。
【０００６】
また、本発明は、脂肪種子のハイスループット・スクリーニングのための方法にも指向される。方法は、試料トレイの個々のコンパートメント中の複数の脂肪種子から組織試料を提供し；試料トレイ中の各々の組織試料をトルエンと接触させて脂肪酸メチルエステルを含む混合物を生成し；各試料からの脂肪酸メチルエステルの混合物を分析して、対応する脂肪酸種子の脂肪酸特性を決定し；ついで、望ましい脂肪酸特徴の存在または不存在に基づいて種子を選択することを含む。
【０００７】
さらに、本発明は、種子中の脂肪酸組成のハイスループット・スクリーニングのためのシステムも提供する。システムは、個々の種子を保持するためのサンプリング・ステーション；サンプリング・ステーション中の種子から材料を取り出すためのサンプリング機構；個々の種子をサンプリング・ステーションに送るための種子フィーダー；試料をサンプリング・ステーションから固定場所に輸送するための試料輸送；個々の種子からの個々の試料を保持するための複数のコンパートメントを有する少なくとも１の試料トレイを支持するためのテーブル；および各々試料について脂肪酸エステルの混合物を分析して対応する種子の脂肪酸特性を決定するための手段を含み、ここに該試料トレイはさらに試料中の油を抽出し、および脂肪酸エステルの混合物に変換するのに好適な一定容量の溶媒を受けるのに適合されることを特徴とする。
【０００８】
本発明は、さらに、望ましい脂肪酸特徴を有する一定量の種子を大きくする方法を提供する。方法は、（ａ）種子の発芽に影響することなく集団中の各々の種子から試料を取り出し；（ｂ）各試料と溶媒とを接触させて脂肪酸メチルエステルを含む混合物を形成し；（ｃ）各々の試料からの脂肪酸メチルエステルの混合物を分析して、対応する種子の脂肪酸特性を決定し；（ｄ）少なくとも１の望ましい脂肪酸特徴を有する種子を選択し；（ｅ）選択した種子から植物を栽培し；（ｆ）栽培植物から種子を回収し；ついで、１またはそれを超える世代について工程（ａ）ないし（ｆ）を繰り返すことを含む。
【０００９】
これらおよび他の特徴および利点は一部分明らかであり、一部は以後指摘する。
【００１０】
図面の簡単な説明
図１は、本発明の原理に従って使用するための自動化種子サンプラーシステムの１の形態の斜視図である。
図２は、種子サンプラーシステムの種子サンプラーアセンブリーの拡大斜視図である。
図３は、種子サンプラーアセンブリーのホッパーおよび種子送給機構の拡大斜視図である。
図４は、種子から試料をかき集めるためのブローチの斜視図である。
図５は、種子送給機構からピストンアクチュエータのブローチを運転するためのスライドの斜視図である。
図６は、ホッパーの送給機構中のピストンの斜視図である。
図７は、複数の種子トレイおよびその上に載置された試料トレイを有するステージの斜視図である。
図８は、二次元並進機構の斜視図である。
図９は、種子コンベアの入口の斜視図である。
図１０は、種子コンベアの出口の斜視図である。
図１１は、試料コンベアの出口の斜視図である。
図１２は、種子および試料コンベアで用いるエア増倍管の斜視図である。
図１３は、本発明の原理と一致する使用のためのハイスループット種子サンプラーシステムの上面図である。
図１４は、ハイスループット種子サンプラーの側面図である。
図１５は、種子サンプラーシステムの前方斜視図である。
図１６は、種子サンプラーシステムの後方斜視図である。
図１７は、ハイスループット種子サンプラー装置のサンプリング・ステーションの斜視図である。
図１８Ａは、ブローチが収縮した本発明の原理と一致する種子サンプリング・ステーションの一部分の部分斜視図である。
図１８Ｂは、ブローチが伸長した本発明の原理と一致する種子サンプリング・ステーションの一部分の部分斜視図である。
図１９Ａは、ブローチがその収縮したポジションに位置する種子サンプリング・ステーションの側面図である。
図１９Ｂは、ブローチがその伸長したポジションに位置する種子サンプリング・ステーションの側面図である。
図２０は、種子サンプリング・ステーションの縦方向断面図である。
図２１は、種子サンプリング・ステーションの前面図である。
図２２は、種子サンプリング・ステーションの横方向断面図である。
図２３Ａは、種子選択ホイールの上面図である。
図２３Ｂは、種子選択ホイールの分解図である。
図２４は、送給機構の前面図である。
図２５は、送給機構の側面図である。
図２６Ａは、送給機構の斜視図である。
図２６Ｂは、送給機構の側面図である。
図２６Ｃは、線２６Ｃ−２６Ｃの面に沿ってとった、送給機構の縦方向断面図である。
図２６Ｄは、送給機構の底面図である。
図２７Ａは、サンプリング機構の垂直縦方向の断面図である。
図２７Ｂは、図２７Ａに示したサンプリング機構の拡大した部分垂直断面図である。
図２８Ａは、サンプリング機構の垂直横方向断面図である。
図２８Ｂは、図２８Ａに示すサンプリング機構の拡大した部分断面図である。
図２９は、実施例１に記載した方法に従って通常のダイズから得た脂肪酸エステルのクロマトグラムである。
図３０は、実施例１に記載した方法に従って低リノレン酸ダイズから得た脂肪酸エステルのクロマトグラムである。
対応する参照数字は、図面の幾つかの図を通しての対応する部分を示す。
【００１１】
詳細な説明
本発明は、種子のような生物学的材料の集団をスクリーニングしてその脂肪酸特徴を決定する方法を提供する。本発明の態様において、分析方法は、個々の種子の脂肪酸特徴を決定し得るように、バッチまたは種子の塊り集団中に存在する個々の種子を分析することを許容する。
【００１２】
種子をスクリーニングするための本発明の形態において、本発明の方法は、一般的に、種子組織試料から油を抽出し、ついで、抽出した油をエステル交換して各々の試料から脂肪酸エステルの混合物を生成することを含む。ついで、脂肪酸エステルの混合物は、脂肪酸エステルを分離および検出することによって分析して、各々の試料の脂肪酸特徴の特性を決定する。ついで、これらの特性を、サンプリングした種子の脂肪酸特徴を決定するために、公知の起源の種子から調製した脂肪酸プロフィールに相関させ得る。好ましい形態において、１０ｍｇ未満の種子組織、および詳細には約５ｍｇ未満の種子組織を種子からサンプリングして、以下にさらに記載するように種子生存能力を維持する。
【００１３】
試料からの油の抽出は、種子組織から油を抽出するための当該技術分野において知られているいずれか好適な溶媒を用いて行い得る。好ましくは、選択した溶媒は、油を直接的に抽出するのに、および、脂肪酸エステルの混合物にエステル交換するのに好適なものである。油の直接抽出およびエステル交換に好適な溶媒の例には、限定するものではないが、ヘキサン、ベンゼン、テトラヒドロフラン、ジメチルスルフォキシド、水酸化トリメリルスルホニウム、石油エーテル、塩化メチレンおよびトルエンが含まれる。好ましい形態において、溶媒はトルエンを含む。
【００１４】
好ましい形態において、方法は、複数の種子組織試料と溶媒とをマルチウェル試料プレートの個々のウェル中で同時に接触させることを含む。例えば、スループットおよび試料取扱いを増大させるためには、試料は好ましくは、試料を湿らすのに十分な体積の溶媒を受け、抽出およびエステル交換反応を完了するのに適合した９６ウェルまたは３８４ウェルのマイクロタイタープレート中で溶媒と接触させる。
【００１５】
ついで、抽出およびエステル交換反応から生成した脂肪酸エステルの混合物を分析して、個々の試料の脂肪酸特徴を決定する。かかる分析は、一般的に、混合物中に存在する脂肪酸エステルを分離および検出するのに好適ないずれかの手段を用いて行い得る。好ましくは、かかる分離および検出は、スループットを維持するように、約５分未満、より好ましくは約３分未満で完了する。詳細な形態において、分析は、水素炎イオン化検出を用いる高速ガスクロマトグラフを用いて行う。かかる分析システムの例は、Supelco Omegawaxカラム（Supelco, Inc., Bellefonte, PAから市販されている）を用いたガスクロマトグラフィーである。さらなる好ましい形態において、分離および検出はダイレクト・ヘッドスペース分析（direct headspace analysis）を用いて行い、さらにスループットを増大する。
【００１６】
したがって、種子のハイスループット・スクリーニングの詳細な形態は、試料トレイの個々のコンパートメント中の複数の種子から組織試料を提供し；試料トレイ中の各々の組織試料を溶媒と接触させて脂肪酸エステルを含む混合物を生成し；ついで、各々の試料からの脂肪酸エステルの混合物を分析して対応する種子の脂肪酸特性を決定することを含む。
【００１７】
好ましい形態において、対応する脂肪種子の脂肪酸特性は、個々の組織試料を溶媒と接触させる時間から約１０分未満で決定する。
【００１８】
本発明の方法およびシステムを用いて、広範な種々の脂肪酸特徴についてダイズ、トウモロコシ、キャノーラ、ナタネ、ヒマワリ、ラッカセイ、ベニバナ、ヤシ、およびワタのような脂肪種子をスクリーニングし得る。例えば、１の形態において、ダイズの集団をスクリーニングして、個々の種子のリノレン酸含量、ステアリドン酸（ＳＤＡ）含量、ステアリン酸含量、オレイン酸含量および飽和脂肪含量を決定し得る。もう１の詳細な形態において、ナタネの集団をスクリーニングして、個々の種子のエルカ酸含量、オレイン酸含量、リノレン酸含量および飽和脂肪含量を決定し得る。いまださらに、もう１の詳細な形態において、ヒマワリの集団をスクリーニングして、集団中の個々の種子のオレイン酸含量、ステアリン酸含量および飽和脂肪含量を決定し得る。
【００１９】
詳細な形態において、本発明の方法を用いて、育種プログラム中の種子の脂肪酸特徴を決定する。かかる方法は、種子サンプラーから圃場への個々の同一性を維持しつつ非破壊的直接種子サンプリングを行い得る改善された育種プログラムを許容する。その結果、育種プログラムは、より少ない圃場および労働資源しか要求せずに、望ましい脂肪酸特徴を有する種子の集団をより短時間で効率的に塊にすることができる「ハイスループット」プラットフォームを生じる。かかる利点は、さらに十分に以後記載する。
【００２０】
前記したように、本発明のサンプリングシステムおよび方法の詳細な形態は、非破壊になるように種子の発芽生存能力を保護する。発芽生存能力とは、サンプリングした種子の優勢な数（すなわち、すべてのサンプリングした種子の５０％よりも多い）がサンプリング後に生存能力を有したままであることを意味する。詳細な形態において、少なくとも約７５％のサンプリングした種子または少なくとも約８５％のサンプリングした種子が生存能力を有したままである。
【００２１】
もう１の形態において、生存可能性はサンプリング後少なくとも約６週間維持して、サンプリングした種子が植栽のために圃場に到着するまで生存可能であることを保証する。詳細な形態において、本発明の方法は、さらに、サンプリングした種子を処理して発芽生存能力を維持することを含む。かかる処理は、一般的に、貯蔵または輸送の間の環境条件から種子を保護するための当該技術分野で知られているいずれかの手段を含み得る。例えば、１の形態において、サンプリングした種子をポリマーおよび／または殺菌剤で処理して、植栽の前の貯蔵または圃場への輸送の間にサンプリングした種子を保護し得る。
【００２２】
選択した種子は、育種法および標的に依存して、育種塊にするかまたは分離されたままにし得る。例えば、育種家が脂肪酸特徴についてＦ２集団をスクリーニングしている場合、望ましい脂肪酸特性を有するすべての個体を塊にし、育種苗床に植栽し得る。
【００２３】
本発明のスクリーニング方法を用いる利点には、制限されるものではないが、集団または育種系統当たりに必要な労働および圃場資源の減少、圃場単位当たり多数の育種集団を評価する増大した能力、および、植栽する前に望ましい特性について育種集団をスクリーニングする増大した能力が含まれる。集団当たりの圃場資源は、望ましい表現型を促進するのに必要な圃場空間を限定することによって減少する。
【００２４】
集団当たりの圃場の列の数を減少することに加えて、本発明のスクリーニング法は、さらに、所定の育種苗床で育種家が評価し得る集団の数をさらに増大し得る。
【００２５】
本発明の方法は、さらに、望ましくない脂肪酸組成特徴が穀物取扱い者が購入または加工決定をなすかまたは種子育種家が植栽決定をなす前に同定されることを保証することによる品質保証（ＱＡ）および品質制御を提供する。
【００２６】
好ましい形態において、本発明の方法は、例えば、出典明示して本明細書の一部とみなす２００５年８月２６日に出願された米国特許出願公開番号US2006／0042527に記載されているような自動種子サンプラーシステムと一緒に用いる。
【００２７】
本発明における使用に好適な自動種子サンプラーシステムの例を図１中の２０として一般的に示す。種子サンプラーシステム２０は、ホッパーから種子を単離し、それをサンプリング・ステーションに送り、種子から試料をかき集め、試料を試料容器に運び、ついで、種子を対応する種子容器に運ぶように適合される。図１に示すように、種子サンプラーシステムは、支持体２２、該支持体上のフレーム２４；サンプラーアセンブリー２６、二次元並進機構３０上に載置されたステージ２８、種子サンプラーアセンブリーから種子を輸送するための種子コンベア３２、および種子から取り出した試料を種子サンプラーアセンブリーに輸送するための試料コンベア３４を含む。
【００２８】
図１に示すように、第１の好ましい形態において、支持体２２は、前面および裏面において上部および下部の縦通部材４４および４６、および左側および右側において上部および下部の横通部材４８および５０によって結合した４の垂直柱４２、ならびにその中に載置されたテーブル上面５２を有する、車輪の付いたカート４０を含む。キャスター５４は、各々の柱４２の底部に載置して、支持体２２を動かすことを促進し得る。支持体２２の構造の詳細は本発明にとって重要ではなく、したがって支持体２２は本発明の原理から逸脱することなく幾つかの他の構造を有し得る。
【００２９】
また、図１に示すように、フレーム２４はテーブル上面５２に載置された４つの垂直に延在する柱６０を含み、これは一般的に水平なプレート６２を支持する。サンプラーアセンブリー２６は、以後より詳細に記載するように、プレート６２上に載置されている。軸６４もプレート上に載置され、それから一般的に水平に延在する。軸６４の自由端は、種子コンベア３２および試料コンベア３４の一部分を載置するための各々第１および第２の水平柱６６および６８を有する。フレーム２４の構造の詳細は本発明に重要ではなく、したがってフレームは本発明の原理から逸脱することなく幾つかの他の構成を有することができる。
【００３０】
図１および２に示すように、サンプラーアセンブリー２６は、フレーム２４のプレート６２上に載置されている。試料アセンブリーは、集積貯蔵容器またはホッパー７０、サンプリング・ステーション７２、および単一の種子をホッパー７０からサンプリング・ステーションに送達するための送給機構７４を含む。
【００３１】
図１および３に示すように、ステージ２８は、固定した位置および方向で複数の種子トレイ８０および試料トレイ８２をしっかりと載置するように適合される。種子トレイ８０および試料トレイ８２の各々は、好ましくは複数のコンパートメントに分けられる。種子トレイ８０のコンパートメントの数および配列は、好ましくは試料トレイ８２のコンパートメントの数および配列に対応する。これは、種子およびその試料の間の一対一の対応を容易ならしめる。しかしながら、幾つかの形態において、それは、種子トレイの各々のコンパートメントについて試料トレイの複数のコンパートメントを提供することが望ましい場合もあり、例えば、複数の試験を試料に対して実行し得、あるいは異なる試料を同一の種子から採取し得る（例えば、異なる深さからの試料）。
【００３２】
好ましい形態において、試料トレイ８２は、マルチウェルマイクロタイタープレートを含み得る。例えば、試料トレイ８２は、試料トレイ当たりに複数のウェル、好ましくは少なくとも９６ウェルおよびより好ましくは３８４ウェルを有するマイクロタイタープレートを含み得る。さらに、マイクロタイタープレートのウェルは、好ましくは、試料中の油を抽出し、それを脂肪酸エチルエステルの混合物に変換するのに好適な一定体積の溶媒を受けるように適合され、および／または大きさとされる。
【００３３】
ステージ２８は、この好ましい形態においては基体９０上に載置された並進可動台部９４を有する第１の線形アクチュエータ９２、および第１の線形アクチュエータ９２の可動台部９４上に載置された可動台部９８を有する第２の線形アクチュエータ９６を有する基体９０を含む。ステージ２８は第２の線形アクチュエータ９６の可動台部９８上に載置され、したがって第１および第２の線形アクチュエータ９２および９６の作動を通して二次元で正確に運動し得る。
【００３４】
種子コンベア３２は、サンプリング・ステーション７２に近接した入口端１０２およびフレーム２４の柱６６上に載置された出口端１０４を有する管１００を含む。管中のエアの流れを管の出口端１０４に向けて誘導する管１００の入口端１０２に第１のベンチュリ管デバイス１０６、および、エアの流れを管の入口端１０２に向けて誘導するための管１００の出口端１０４に第２のベンチュリ管デバイス１０８が存在する。第１のベンチュリ管デバイス１０６を作動して、管中にエアの流れをつくり、第１の端に沿って管にサンプリング・ステーションから種子を引き入れる。ついで、第２のベンチュリ管デバイス１０８を作動して、反対方向のエアの流れをつくり、それによって種子を減速して種子が管の出口端１０４を出る際の種子への損傷を低減し、トレイ中のコンパートメントに送達する。この好ましい形態において、第２のベンチュリ管１０８は種子の運動を実際に終めて、それが重力下でトレイ９０のそのコンパートメントに落下することを許容する。種々の位置センサーを、種子の存在を検出し、かつ種子コンベア３２の適当な作動を確保するために管１００に配置し得る。
【００３５】
試料コンベア３４は、サンプリング・ステーション７２に近接する入口端１２２およびフレーム２４の柱６８上に載置された出口端１２４を有する管１２０を含む。管中のエアの流れを管の出口端１２４に向けて誘導するための管１２０の入口端１２２に第１のベンチュリ管デバイス１２６が存在する。セパレーター１２８が出口端に配置されて、エアの流れが試料をトレイ９２のコンパートメントの外側に吹き飛ばさないように、運搬するエアの流れから試料材料を分離する。セパレーターは、好ましくはフィルターも含んで、試料の相互汚染を防ぐ。
【００３６】
図２に示すように、種子サンプリングアセンブリー２６は、柱１４０上のプレート６２上に載置するように適合される。種子サンプリングアセンブリー２６は、ホッパー載置プレート１４２、スライド載置プレート１４４およびそれらの間の４つのスライド・スタンドオフ支持体１４６を含む。個々の種子をサンプリング・ステーション７２に送給するホッパー７０（図３に示す）は、ホッパープレート１４２上に載置されている。サンプリング・ステーション７２は、ネストマウント１５０上に載置された種子ネスト１４８を含み、それは一対のスタンドオフ１５２によってスライド載置プレート１４４から支持されている。ネスト１４８は、その底面に開口している凹部を有し、その中にホッパー７０が単一の種子を送給する。種子ネスト１４８の頂部にはスロットが存在し、それを通して凹部の種子の一部がさらされる。ブローチ１５４（図４）は、ブローチホルダー１５６に載置され、それは、ブローチ締め付けブロック１６２で、プログラム可能なスライド１６０上のスライド移動プレート１５８上に載置されている。プログラム可能なスライド１６０（図５）はスライド載置プレート１４４の下側に載置され、種子ネスト１４８中のスロットを通してブローチ１５４を運動させて、種子ネスト中の凹部の種子から試料を取り出す。
【００３７】
図４に最良に示すように、末端に向かって高さが増大する複数の歯１６４としてのブローチ１５４は、ブローチ１５４がスロットを進行するにつれてネスト１５０中の凹部中の種子に増大する深さで切り入れる。生じる徐々の削りくずは種子への損傷を減少し、その生存能力を保護する。また、後により詳細に記載するように、異なる時間に異なる深さで切ることによって同一種子の異なる深さから別の分析のための試料を分離することができる。
【００３８】
試料移動管１６６は、種子ネスト１４８の凹部から延在し、試料コンベア３４への結合するためにその端部にコネクター１６８を有する。
【００３９】
サンプリング・ステーション２６は、図３に最良に示すホッパー７０も含んでいる。ホッパー７０は左および右ホッパー載置プレート１７０および１７２、およびシリンダー載置プレート１７４および上部シリンダーブラケット１７６を含む。ホッパー７０は、前面パネル１７８、背面パネル１８０、第１および第２の端部パネル１８２および１８４、および底部１８６も有する。分割機１８８は、ホッパーを第１および第２のコンパートメント１９０および１９２に分割する。第１のコンパートメント１９０は種子の供給を保持し、それは個々に第２のコンパートメント１９２に移送される。
【００４０】
ピストンアクチュエータ１９４はピストン１９６を作動して第１のコンパートメントの外側に種子を持ち上げる。エアジェット・アセンブリー１９８は、趣旨をピストン１９６の末端から第２のコンパートメント１９２に種子を輸送する。第２のコンパートメントは、種子を受け、それを位置付けるウェル２０２と一緒に、形成された底部２００を有する。ピストンアクチュエータ２１０はピストン２１４を作動して、第２のコンパートメント１９２の外側に種子を持ち上げる。エアジェットアセンブリー２１６を用いて、種子ピックアップ手順の間に種子を攪拌する。
【００４１】
図７に示すように、ステージ２８は、種子コンベアおよび試料コンベアが種子および試料を各々のトレイの対応するコンパートメントに送達するように、種子トレイ９０および試料トレイ９２を登録どおりに載置するためのブラケット２２０を有する。試料トレイ９２は、個々のバイアルを保持するように（示すように）適合し得る。勿論、異なる構成のトレイを使用することができ、例えば、複数のコンパートメントを同一種子からの複数の試料に対して提供する場合である。例えば、１の試料を幾つかの試料に分割する場合、または、試料をそれを採取した場所から、例えば深さによって取り出す場合である。
【００４２】
図８に示すように、二次元並進機構３０は、レール２３２を有するスライダー２３０および第１の線形アクチュエータ９２に平行して位置するカートリッジ２３４も含む。第２の線形アクチュエータ９６は、第１の線形アクチュエータ９２の可動台部９４上に載置された可動台部９８を有する可動台部９４上に載置されている。ステージ２８は第２の線形アクチュエータ９６の可動台部９８上に載置され、したがって第１および第２の線形アクチュエータ９２および９６の作動を通して二次元で正確に運動し得る。適当な制御下では、並進機構は、種子コンベアおよび試料コンベアで、種子トレイ９０および試料トレイ９２の個々のコンパートメントを位置合わせすることができる。
【００４３】
図９に示すように、種子コンベア３２の管１００の入口端１０２では、ブラケット２４０がエア増倍管２４２および種子センサー管２４４を載置している。ブラケット２４０はセクション２４６、２４８、２５０、２５２および２５４を含む。図２に示すように、ブラケット２４０はホッパー載置プレート１４２上に載置されている。エア増倍管２４２（図１２に示す）は圧縮空気の源に連結するように適合され、エアをエア増倍管に供給する場合、それはベンチュリ効果を利用して管１００を通してのエアの流動を引き起こす。センサー管２４４は、通過する種子を検知するための種子センサー２５６を運んでいる。センサー２５６は、好ましくは種子の通過を光学的に検出するセンサー管２４４の開口部と整列した光学センサーである。
【００４４】
図１０に示すように、種子排出アセンブリー２６０は、種子コンベア３２の管１００の出口端１０４に配置されている。排出アセンブリーは、ブラケット２６２および排出支持体２６４と一緒に柱６６に載置されている。種子センサー管２６６はブラケット２６２に載置され、種子の通過を検知するための種子センサー２６８を運んでいる。センサー２６８は、好ましくは、種子の通過を光学的に検出するセンサー管２６６中の開口部と整列した光学センサーである。エア増倍管２７０（図１２に示す）は圧縮空気の源に連結するように適合され、エアをエア増倍管に供給する場合、それはベンチュリ効果を利用して管１００を通してのエアの流動を引き起こす。エア増倍管２７０の下方に位置するのはコネクター管２７２であり、その下方に位置するのは吐き出した種子排出管２７４であり、それは種子排出管アクチュエータ２７８上で運ばれている種子排出管ホルダー２７６によっても支持されている。
【００４５】
試料コンベア３４の管１２０の入口端１２２は、コネクター１６８を介して試料排出管１６６に結合する。図１１に示すように、管１２０の出口端１２４は、試料アンプコネクター２８０に結合し、それは代わってエア増倍管２８２に結合し、それはチップノズルアセンブリー２８４に結合している。チップノズルアセンブリー２８４は、種子排出管ホルダー２８６上に載置され、それは排出アクチュエータ２８８上で運ばれる。排出アクチュエータは、柱６８上に載置されている。フィルター２９０はチップノズルアセンブリーの出口に載置され、排出される試料が他のコンパートメントを汚染することを防ぐ。
【００４６】
作動においては、複数の種子をホッパー７０中に配置する。種子送給機構７４は個々の種子をサンプリング・ステーション７２に運ぶ。サンプリング・ステーションでは、種子の生存性に対する影響を最小限化するように、材料の試料を種子から取り出す。
【００４７】
試料は試料コンベア３４によってサンプリング・ステーション７２から取り出す。ベンチュリ管デバイス１２６は出口端１２４に向けて管１２０中にエアの流動を作り出す。試料材料は管に引き込まれ、管１２０の出口端１２４と位置合わせられた試料トレイのコンパートメントに向かう。セパレーター１２８は、それを運ぶエアの流れから試料を分離し、試料がコンパートメントに落下することを許容する。幾つかの形態において、試料は、試料トレイ中の２またはそれを超えるコンパートメントに分布することができ、その場合、二次元並進機構３０を作動して、１またはそれを超えるさらなるコンパートメントを出口１２４と位置合わせする。種子の異なる部分からの試料、詳細には種子の異なる深さからの試料を試料トレイの別のコンパートメントに送達し得るように、試料トレイの運動とサンプリング・ステーション７２の作動を正確に調和させ得る。
【００４８】
種子からのサンプリングが完了した後、種子コンベア３２を作動してサンプリング・ステーションから種子を取り出す。第１のベンチュリデバイス１０６を作動して管中にエアの流れを作り出し、試料ステーション７２から管１００に種子を引き入れる。ついで、第２のベンチュリデバイス１０８を作動して、反対方向のエアの流動を作り出し、それによって種子を減速して、種子が管１００の出口端１０４を出る際および種子トレイ９２のコンパートメントに送達される際の種子に対する損傷を減少する。第２のベンチュリ管１０８は種子の運動を停止し、重力下でトレイ９０上のそのコンパートメントに種子が落下することを許容する。第１および第２のベンチュリ管１０６および１０８の作動は合わせることができ、あるいはそれらは管１００をモニターする位置センサーによって引き金を引き得る。
【００４９】
種子の脂肪酸特徴を決定するためのハイスループットシステムの形態は、一般的に図１３―２６の５００として示される。図１および２に示すように、種子サンプラーシステム５００は、サンプリング・ステーション５０２、サンプル取扱いステーション５０４、種子取扱いステーション５０６、および脂肪酸エステルの混合物を分析する手段（示さず）を含む。種子サンプラーシステム５００は、システムが簡便に運搬し得るように、従来の出入口を通過し得る１またはそれを超える車輪の付いたカート上に適合することは望ましいが、必須ではない。
【００５０】
この好ましい形態において、種子サンプリング・ステーション５０２はカート５０８上に載置され、試料取扱いステーションはカート５１０上に載置され、種子取扱いステーションはカート５１２上に載置され、分析用の手段はカート上に載置される（示さず）。
【００５１】
種子サンプリング・ステーション５０２は、種子フィーダー５１４および種子チッパー５１６を含む。複数の支柱５１８は、カート５０８の表面５２０から垂直に上方に延在する。プラットフォーム５２２は支柱５１８の頂部に載置され、種子ホッパー５１４を支持する。２つのＬ−ブラケット５２４は支柱５１８から水平に延在し、プラットフォーム５２６を支持する。ステージ５２８は複数の柱５３０によってプラットフォーム５２６上に載置され、種子フィーダー５１４を支持する。
【００５２】
複数の台脚５３２はプレート５２２から上方に延在する。プレート５３４は台脚５３２上に載置されている。複数の柱５３６はプレート５３４から垂れ下がり、棚５３８を支持する。
【００５３】
図１３、１４、１５および１６に示すように、種子フィーダー５１４は、分離ホイール５５２（図２３Ａないし２３Ｃも参照されたい）に向けてホッパーに沈積した種子を送給するように適合した成形された表面を有するホッパー５５０を含む。分離ホイール５５２は、ホッパー５５０に近接した垂直面での回転のために載置され、複数の離れた凹部５５４として、各々真空システム（示さず）と連絡する開口部５５６をその中に有している。ホイール５５２は指示モーター５６０で前進する。個々の種子はホイール５５２中の凹部５５４によってつまみ上げられ、開口部５５６を介して真空システムからの吸引によって凹部分に保持される。ワイパー５６２は凹部分５５４からの個々の種子を拭き取り、分配機５６６中の開口部へのガイド５６４を通してそれが落下することを許容する。
【００５４】
図２４−２６に示すように、分配機５６６は、シャフト５６８を横切って延在する複数の通路５７０（好ましい形態においては６つ）を有するシャフト５６８を含む。スリーブ５７２および５７４はシャフト５６８の各々の端部上に載置されて、第１（内側）の位置および第２（外側）の位置の間を並進する。スリーブ５７２および５７４は、その中に複数の対の整列した開口部５７６および５７８を有する。開口部５７６は細長く、開口部５７６および５７８は、スリーブ５７２および５７４が第１（内側）の位置（図２４の左側上）に存在する場合にシャフト５６８中の通路５７０と整列するような大きさとされ、配置され、スリーブがその第２（外側）の位置に存在する場合に細長い開口部５７６の部分および第２の開口部５７８が（図２４の右側の）通路と整列するような大きさとされ、配置される。アクチュエータ５８０はその第１および第２の位置の間にスリーブ５７２および５７４を選択的にスライドする。
【００５５】
分配機５６６は線形アクチュエータ５８６の可動台部５８４上のブラケット５８２によって載置され、ガイド５６４に対して並進し、種子がその中に沈積し得るように、順次、シャフト５６８中の各々の通路５７０をガイド５６４と整列させる。種子センサー（示さず）はガイド５６４に近接して載置して、種子が各通路５７０に沈積することを確認することができる。複数のエアノズル５９０はステージ５２８上に載置され、分配機５６６がアクチュエータ５８６によってその分配位置まで運動した場合に通路５７０と整列する。管５９２は各通路５７０と整列し、各管は種子チッパー５１６中の複数の種子サンプリング・ステーション６００のうちの１つに結合する。スリーブ５７２および５７４は並進し、通路５７０中の種子が管５９２に落下することを許容する。ノズル５９０のうちの１つは各通路５７０と整列し、作動して管５９２を通しての通路５７０から各々の試料サンプリング・ステーション６００への種子の運動を容易にする。
【００５６】
好ましくは、ホイール５５２が回転すると各凹部５５４中の開口部５５６と整列するホッパー５５０を通る出入口５９６が存在する。出入口５９６は真空に結合して、いずれかの埃もしくは種子穀皮のかけらまたは凹部５５４の開口部５５６を詰まらせ得、およびホッパー５５０から個々の種子を選択するホイール５５２の能力を害し得る種子を抜き出し得る。
【００５７】
種子チッパー５１６は少なくとも１つの、およびこの好ましい形態においては６つのサンプリング・ステーション６００を含む。各種子サンプリング・ステーション６００はそれに送達された種子から材料の試料を取り出す。この好ましい形態においては、サンプリング・ステーション６００は３つのうちの２つに整列または組みに編成されているが、サンプリング・ステーションの数および配置は変化し得る。試料保持ステーション５０４は種子から取り出した組織試料を受け、各サンプリング・ステーション６００から離れて輸送する。同様にして、種子取扱いステーション５０６は、種子から試料が取り出された後に種子を受け、種子はサンプリング・ステーション６００から輸送される。
【００５８】
各種子サンプリング・ステーション６００は、チャンバー６０４に開口する、管５９０に結合した入口カラー６０２を有する。チャンバー６０４の底部表面は、アクチュエータ６０８のロッド６０６の端部によって形成される。底部の表面は入口カラー６０２の下方に存在して、全体の種子がチャンバー６０４に落下し、チャンバー中の部分的な位置でのみ捕捉されないことを保証する。通気口６１０は入口カラー６０２から反対に位置して、エアノズル５９０からのエアが脱出することを許容する。通気口６１０はメッシュグリル６１２で被覆して種子がチャンバー６０４から脱出することを防ぎ、種子がチャンバーに送達される際に種子を保護することができる。
【００５９】
このロッド６０６は種子をチャンバー６０４の外側に持ち上げ、種子サンプリングプレート６１６の下側の種子を受容する凹部６１４に持ち上げる。サンプリングプレート６１６は、種子を受容する凹部６１４中の種子がそれを通って押し出るサンプリング開口部６１８を有する。サンプリング溝６２０は、凹部６１４中の種子の一部が溝に押し出るように、サンプリングプレート６１６の上部表面に形成される。サンプリングプレートは、種子を受容する凹部６１４とその中に位置合わせされた横方向の開口部６２２および６２４も有する。ロッド６０６がサンプリング・ステーション６００に送達された種子をプレート６１６中の凹部６１４に持ち上げる場合、フィンガー６２６および６２８は開口部６２２および６２４を通って横方向に延在し、アクチュエータ６３０によって作動して種子を束縛および圧縮する。サンプリング工程の間に少なくともある種の型の種子を圧縮することがサンプリング後の種子の生存能力を改善し得ることを発見した。ダイズ種子のような種子については、圧縮圧力が種子生存能力を高め、約２.５ないし約５ポンドの圧縮圧力が生存能力を高めるのに十分であることを見出した。
【００６０】
複数の切断エッジ６５２を有するサンプリングブローチ６５０は、切断エッジ６５２がロッド６０６およびフィンガー６２６および６２８によって凹部６１４に保持された種子から試料を掻き取り得るように、溝６２０で往復運動する。切断エッジ６５２は好ましくは平行であり、ブローチの移動の方向に対して９０°未満の斜角に方向付けられる。切断エッジ６５２は、１のエッジがいつでも種子と接触したままであるのに十分な角度とすることが、必須ではないが、望ましい。切断エッジをある角度に向けることは、現在の刃が種子との接触を失う前に次の刃が種子との接触を確立することを許容する。好ましい形態において、切断エッジは約６０°の角度で方向付けられるが、この角度は幾分ブローチの幅に依存する。ブローチの幅もサンプリング後の種子生存能力を保存するのに重要となり得、種子の型およびその水分含量に依存して変化する。
【００６１】
切断エッジ６５２はジグザグ配列にされており、以前よりも各々が前進的により深く切断する。試料材料の量および切断の深さは、ブローチ６５０の前進を制御することによって制御することができる。より小さい試料および切断のより浅い深さについては、ブローチ６５０のストロークはより短く、より大きな試料および切断のより深い深さについては、ブローチのストロークはより長い。部分的なストロークについては、種子からの組織をエッジ６５２の間に捕捉し得る。ブローチ６５０は、前進および収縮させて、すべての試料を放出することを助け得る。例えば、種子が放出された後、ブローチを前進および収縮させて、切断エッジの間に捕捉された種子組織を取り除くことを支援することができる。ブローチ６５０の移動の完全な範囲を図１９Ａおよび１９Ｂに示す。
【００６２】
サンプリングブローチ６５０は、好ましくは線形アクチュエータ６５４によって運転する。好ましい形態において、３つのブローチ６５０が単一のアクチュエータ６５４によって運転する。複数のブローチを作動するために単一のアクチュエータを用いることは空間を節約し、より経済的である。
【００６３】
サンプリングプレート６１６中のサンプリング開口部６１８および溝６２０に開口する通路６６２に通じる入口６６０を有する導管６５８を含む試料輸送システム６５６は、サンプリングブローチ６５０の切断エッジ６５２の作用によって作製された組織試料を取り出す。導管６５８は試料を出口６６３まで輸送し、そこでそれは試料取扱いステーション５０４中のユニーク試料ホルダーに沈積する。この試料ホルダーは、試料とその対応する種子との間の関係を決定し得るように、例えば、カート５１０上のｘ−ｙ指示テーブル６７０上に載置されたトレイ６６８中のウェルとし得る。試料輸送システム６５６はエアジェット６７２を含み、これは導管６５８を通るエアの流動を誘導して導管を通して試料を運動させる。
【００６４】
第２のサンプリング機構は線形アクチュエータ６５４上に載置され、ボロー値６５０と運動する。第２のサンプリング機構は、ブローチ６５０によって作成された切り口から種子のプラグ試料を採取するための除芯ツール６７６を有する除芯デバイス６７４を含む。この試料中のこの組織は、ブローチ６５０によって掻き取られた組織よりもより深い位置からのものであり、異なる情報を提供する。幾つかの形態において、ブローチ６５０によって取り出された材料は単純に捨て、除芯デバイス６７４で採取した試料のみを保持することもできる。幾つかの形態において、両方の試料は別の試験のために保持および別々に保存し得る。いまだ他の形態において、唯一の試料は、ブローチ６５０によって取り出された試料である。第２のサンプリング機構を用いない形態において、除芯デバイス６７４および除芯ツール６７６は、サンプリング開口部６１８を通って延在して種子を凹部６１４に押し込めるのを支援する単純押し込めロッドを有するアクチュエータと置き換え得る。
【００６５】
フィンガー６２６および６２８ならびにロッド６０６によって種子が放出された後に種子を引き出すための凹部６１４に近接する入口６８２を有する種子輸送システム６８０は、サンプリング作業の後に種子を下げる。種子輸送システム６８０は、カート５１２上の種子取扱いステーション５０６中のユニーク種子ホルダーに種子を輸送する。この種子ホルダーは、試料および対応する種子の間の関係を決定し得るように、例えば、カート６１２上のｘ−ｙ指示テーブル６８８上に載置されたトレイ６８６中のウェル６８４とし得る。種子輸送機構６８０は、導管６８０を通してエアの流動を誘導して導管を通して試料を運動するエアジェット６９０を含む。
【００６６】
作動において、複数の種子、ダイズ、コーン、トウモロコシ、キャノーラ、ナタネ、ヒマワリ、ラッカセイ、ベニバナ、ヤシ、ワタほかのような脂肪種子をサンプリングシステム５００のホッパー５５０に落とす。これらの種子は重力下でディスク５２２に向かって流動し、出入口５５６を通しての吸引が各空洞５５４に１つの種子を保持する。指示モーター５６０によってディスク５５２が回転すると、個々の種子がワイパー５６２によってディスクから拭き取られ、重力下でガイド５６４を通して出口に落ちる。線形アクチュエータ５８６は、分配機の各通路５７０がガイド５６４と位置合わせされて１つの種子を開口部５７６を通して通路５７０に負荷するように分配機５６６を運動させる。分配機５６６のすべての通路５７０が充満している場合、線形アクチュエータ５８６が分配機を位置に運動させて、その種子を種子チッパー５１６中のサンプリング・ステーション６００に負荷する。スリーブ５７２および５７４はアクチュエータ５８０によって運動し、それは開口部５７８と通路５７０とを位置合わせし、通路５７０中の種子がサンプリングユニット６００に通じる管５９２に落ちることを許容する。ノズル５９０は、サンプリングユニット６００中のチャンバー６０４に管５９２を通して通路５７０から種子が動くことを支援する噴射したエアを提供する。
【００６７】
好ましくは、すべての通路５７０はサンプリングユニット６００に同時に種子を一列で負荷し、排出するが、分配機をプログラムして幾つかの他の様式で作動させることができる。種子がサンプリング・ステーション６００に到着すると、ロッド６０６がプレート６１６の下面の凹部６１４に種子を持ち上げる。凹部６１４は、種子を最良に方向付けることを支援する大きさおよび形状とし得る。凹部６１４においては、種子の一部分がサンプリング孔６１８を通して溝６２０に押し出る。ブローチ６５０は溝６２０中で並進し、その切断エッジ６５２が溝６２０に押し出た種子の一部分から材料を取り出し、種子に小さな切り口を形成することを許容する。ブローチ６５０が材料を取り出す際に、サンプル輸送システム６５６は通路６６２を通して入口６６０に試料材料を引き入れる。試料はサンプリング・ステーション６００を離れて、試料トレイ６６８中のウェル６６６のような試料貯蔵場所に導管６５８中を移動する。第２の試料は、サンプリングプレート６１６中の開口部６１８を通してサンプリングデバイス６７４の除芯ツール６７６によって採取し得る。サンプリングが完了した後に、ロッド６０６が収縮し、種子が落下する際に、サンプリング種子輸送システム６８０がサンプリングした種子を種子トレイ６８６中のウェル６８４のような種子貯蔵場所に輸送する。
【００６８】
指示テーブル６７０および６８８は運動して異なるウェルを試料輸送システム６５６および種子輸送システム６８０の出口と位置合わせし、サンプルプロセスを繰り返す。すべてのウェル６６６が試料トレイ６６８に存在する場合、試料トレイ中の試料を試験することができ、対応する種子トレイ６８６中の種子を試料の試験の結果に基づいて選択することができる。サンプリングは、好ましくは種子の生存能力に実質的に悪い影響を与えない。
【００６９】
実施例
以下の例は単なる説明であって、いかなる場合においても本開示を限定するものではない。
【００７０】
実施例１
この実施例は、低リノレン酸ダイズの選択および塊にするためのプログラムにおける本発明のスクリーニング方法の使用を実証する。
【００７１】
ダイズは、多くの栄養を含み、そのユニークな化学組成に起因して多くの産業用途を有する最も価値があるマメ科植物作物である。ダイズ種子は植物の重要な源であり、それは全世界を通して食物製品に使用されている。ダイズ油中のリノレン酸（１８：３）の比較的高いレベル（通常、約８％）はその安定性および風味を減少する。ダイズ油の水素化を用いて、リノレン酸（１８：３）のレベルを低下させ、ダイズ油の安定性および風味が改善されている。しかしながら、水素化はトランス脂肪酸の生成を引き起こし、それは消費した場合に冠動脈心臓疾患のリスクを高める。低リノレン酸ダイズの開発は、特性の量的性質によって複雑化している。開発された低リノレン酸ダイズ品種は、収穫が乏しく、大部分の商業的設定においてその有用性を制限することが判明した。商業的に有意義な種子収量を含む製品の開発は、大部分のダイズ栽培品種開発プログラムにおいて高い優先性を有する。
【００７２】
種子組織サンプル（各々、約５ｍｇ）は通常のダイズ品種および低リノレン酸ダイズ品種から採取し、９６ウェルマイクロタイタープレートの個々のウェルに移した。ついで、試料をトルエンで湿らせて試料中の油を抽出し、トランスメチル化して脂肪酸メチルエステルの混合物を生成する。ついで、脂肪酸メチルエステルの混合物をマイクロタイタープレートのウェルから取り出し、ガスクロマトグラフィーで分析した。
【００７３】
クロマトグラフィー（水素炎イオン化検出を用いるSupelco Omegawax 320 キャピラリーカラム）をプログラムして「高速」様式で作動させ、ここで高速温度の立ち上がりは３.６分でクロマトグラムを生成する。実験で分析した正常なダイズに関する脂肪酸メチルエステルのクロマトグラムの例を図２９に示す。この実験により低リノレン酸ダイズから得た脂肪酸メチルエステルのクロマトグラムの例を図３０に示す。
【００７４】
この実験で分析した通常のダイズの平均脂肪酸特徴を表１に示す。
【００７５】
【表１】
2009506174.tif 000003
【００７６】
この実験で分析した低リノレン酸ダイズの平均脂肪酸特徴を表２に示す。
【００７７】
【表２】
2009506174.tif 000004
【００７８】
望ましい脂肪酸特徴を有する選択した種子は、育種目的に応じて塊にするかまたは分離したままとし得る。これらの種子は、適当な圃場同一性でもって圃場に植栽し得る。研究室から圃場に種子を移動する間に、単一の種子同一性を保存する幾つかの方法を用い得る。方法には、個々の遺伝子型の決まった種子の同一性を支援するための無線通信周波数同定も含み得る園芸種子テープに選択した個々のものを移すことが含まれる。他の方法は、指示トレイを使用すること、ピート鉢に種子を植えることおよびついでそれらを移植すること、または個々の種子群からの植物を扱うことであろう。
【００７９】
実施例２
この実施例は、ステアリドン酸（ＳＤＡ）ダイズを選択および塊にするためのプログラムにおける本発明のスクリーニング方法の使用を実証する。
【００８０】
組織試料は、０％  ＳＤＡ、１５％  ＳＤＡ、２０％  ＳＤＡおよび３０％  ＳＤＡと同定されたダイズ品種から採取した。組織試料を溶媒と接触させて脂肪酸エステルの混合物を生成し、ついで脂肪酸エステルを実施例１に記載した高速ガスクロマトグラフィーを用いて分離および分析した。ＳＤＡダイズの脂肪酸特性を表３に示す。
【００８１】
【表３】
2009506174.tif 000005
【００８２】
実施例３
この実施例は、高ステアリン酸ダイズを選択および塊にするためのプログラムにおける本発明のスクリーニング方法の使用を実証する。
【００８３】
組織試料は、高ステアリン酸ダイズとして同定されたダイズ品種から採取した。組織試料を溶媒と接触させて脂肪酸エステルの混合物を生成し、ついで脂肪酸エステルを実施例１に記載した高速ガスクロマトグラフィーを用いて分離および分析した。高ステアリン酸ダイズの脂肪酸特性を表４に示す。
【００８４】
【表４】
2009506174.tif 000006
【００８５】
実施例４
この実施例は、ナタネをスクリーニングするためのプログラムにおける本発明のスクリーニング方法の使用を実証する。
【００８６】
ナタネから採取した組織試料をトルエンと接触させて、脂肪酸エステルの混合物を生成した。ついで、脂肪酸エステルを、実施例１に記載した高速ガスクロマトグラフィーを用いて分離および分析した。試料は以下のようにスクリーニングおよび同定した：（１）従来のナタネ（すなわち、約２％未満のエルカ酸含量を有する）；（２）約２％を超えるエルカ酸含量を有する；（３）約４５％を超えるエルカ酸含量を有する；（４）約４５％を超えるエルカ酸含量および約３.５％未満のリノレン酸含量を有する；（５）約３.５％未満のリノレン酸含量を有する；（６）約７０％を超えるオレイン酸含量を有する；（７）約７％未満の飽和脂肪を有する；（８）約６％未満の飽和脂肪を有する；（９）約５％未満の飽和脂肪を有する；（１０）約７０％を超えるオレイン酸含量および約３.５％未満のリノレン酸含量を有する；および（１１）約７０％を超えるオレイン酸含量、約３.５％未満のリノレン酸含量、および約７％未満の飽和脂肪を有する。
【００８７】
実施例５
この実施例は、ヒマワリをスクリーニングするためのプログラムにおける本発明のスクリーニング方法の使用を実証する。
【００８８】
ヒマワリ種子から採取した組織試料をトルエンと接触させて、脂肪酸エステルの混合物を生成した。脂肪酸エステルをついで実施例１に記載した高速ガスクロマトグラフィーを用いて分離および分析した。試料は以下のようにスクリーニングおよび同定した：（１）約４０％ないし約７０％のオレイン酸含量；（２）約７０％を超えるオレイン酸含量；（３）約６％を超えるステアリン酸含量；（４）約８％未満の飽和脂肪含量；（５）約７０％を超えるオレイン酸含量および約８％未満の飽和脂肪含量；および（６）約７０％を超えるオレイン酸含量、約６％を超えるステアリン酸含量、および約８％未満の飽和脂肪含量。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】図１は、本発明の原理に従って使用するための自動化種子サンプラーシステムの１の形態の斜視図である。
【図２】図２は、種子サンプラーシステムの種子サンプラーアセンブリーの拡大斜視図である。
【図３】図３は、種子サンプラーアセンブリーのホッパーおよび種子送給機構の拡大斜視図である。
【図４】図４は、種子から試料をかき集めるためのブローチの斜視図である。
【図５】図５は、種子送給機構からピストンアクチュエータのブローチを運転するためのスライドの斜視図である。
【図６】図６は、ホッパーの送給機構中のピストンの斜視図である。
【図７】図７は、複数の種子トレイおよびその上に載置された試料トレイを有するステージの斜視図である。
【図８】図８は、二次元並進機構の斜視図である。
【図９】図９は、種子コンベアの入口の斜視図である。
【図１０】図１０は、種子コンベアの出口の斜視図である。
【図１１】図１１は、試料コンベアの出口の斜視図である。
【図１２】図１２は、種子および試料コンベアで用いるエア増倍管の斜視図である。
【図１３】図１３は、本発明の原理と一致する使用のためのハイスループット種子サンプラーシステムの上面図である。
【図１４】図１４は、ハイスループット種子サンプラーの側面図である。
【図１５】図１５は、種子サンプラーシステムの前方斜視図である。
【図１６】図１６は、種子サンプラーシステムの後方斜視図である。
【図１７】図１７は、ハイスループット種子サンプラー装置のサンプリング・ステーションの斜視図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、ブローチが収縮した本発明の原理と一致する種子サンプリング・ステーションの一部分の部分斜視図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、ブローチが伸長した本発明の原理と一致する種子サンプリング・ステーションの一部分の部分斜視図である。
【図１９Ａ】図１９Ａは、ブローチがその収縮したポジションに位置する種子サンプリング・ステーションの側面図である。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、ブローチがその伸長したポジションに位置する種子サンプリング・ステーションの側面図である。
【図２０】図２０は、種子サンプリング・ステーションの縦方向断面図である。
【図２１】図２１は、種子サンプリング・ステーションの前面図である。
【図２２】図２２は、種子サンプリング・ステーションの横方向断面図である。
【図２３Ａ】図２３Ａは、種子選択ホイールの上面図である。
【図２３Ｂ】図２３Ｂは、種子選択ホイールの分解図である。
【図２４】図２４は、送給機構の前面図である。
【図２５】図２５は、送給機構の側面図である。
【図２６Ａ】図２６Ａは、送給機構の斜視図である。
【図２６Ｂ】図２６Ｂは、送給機構の側面図である。
【図２６Ｃ】図２６Ｃは、線２６Ｃ−２６Ｃの面に沿ってとった、送給機構の縦方向断面図である。
【図２６Ｄ】図２６Ｄは、送給機構の底面図である。
【図２７Ａ】図２７Ａは、サンプリング機構の垂直縦方向の断面図である。
【図２７Ｂ】図２７Ｂは、図２７Ａに示したサンプリング機構の拡大した部分垂直断面図である。
【図２８Ａ】図２８Ａは、サンプリング機構の垂直横方向断面図である。
【図２８Ｂ】図２８Ｂは、図２８Ａに示すサンプリング機構の拡大した部分断面図である。
【図２９】図２９は、実施例１に記載した方法に従って通常のダイズから得た脂肪酸エステルのクロマトグラムである。
【図３０】図３０は、実施例１に記載した方法に従って低リノレン酸ダイズから得た脂肪酸エステルのクロマトグラムである。対応する参照数字は、図面の幾つかの図を通しての対応する部分を示す。
【図１】
2009506174.tif 000007
【図２】
2009506174.tif 000008
【図３】
2009506174.tif 000009
【図４】
2009506174.tif 000010
【図５】
2009506174.tif 000011
【図６】
2009506174.tif 000012
【図７】
2009506174.tif 000013
【図８】
2009506174.tif 000014
【図９】
2009506174.tif 000015
【図１０】
2009506174.tif 000016
【図１１】
2009506174.tif 000017
【図１２】
2009506174.tif 000018
【図１３】
2009506174.tif 000019
【図１４】
2009506174.tif 000020
【図１５】
2009506174.tif 000021
【図１６】
2009506174.tif 000022
【図１７】
2009506174.tif 000023
【図１８Ａ】
2009506174.tif 000024
【図１８Ｂ】
2009506174.tif 000025
【図１９Ａ】
2009506174.tif 000026
【図１９Ｂ】
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【図２０】
2009506174.tif 000028
【図２１】
2009506174.tif 000029
【図２２】
2009506174.tif 000030
【図２３Ａ】
2009506174.tif 000031
【図２３Ｂ】
2009506174.tif 000032
【図２３Ｃ】
2009506174.tif 000033
【図２４】
2009506174.tif 000034
【図２５】
2009506174.tif 000035
【図２６Ａ】
2009506174.tif 000036
【図２６Ｂ】
2009506174.tif 000037
【図２６Ｃ】
2009506174.tif 000038
【図２６Ｄ】
2009506174.tif 000039
【図２７Ａ】
2009506174.tif 000040
【図２７Ｂ】
2009506174.tif 000041
【図２８Ａ】
2009506174.tif 000042
【図２８Ｂ】
2009506174.tif 000043
【図２９】
2009506174.tif 000044
【図３０】
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【国際調査報告】
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