[发明专利]用于筛选植物样本的筛选设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于筛选多个植物样本中的至少一个植物样本的筛选设备和方法。本发明还涉及一种用于跟踪多个植物样本的生长条件的跟踪方法、该筛选设备在改善植物样本的生长的方法中、在用于表型（phenotyping）、基于表型评分来选择最希望的基因型的方法中的用途，以及涉及一种对生长植物样本的抗应激性进行快速分析的方法。 

这种类型的装置和方法可被应用到农业研究和制造的所有领域以及与植物和植物样本有关的化学和/或生物技术的所有领域。优选地，根据本发明的设备和方法可被应用到植物测试和用于测试植物处理的方法的领域，诸如以下中的一个或多个：测试和/或评估最佳生长条件；测试植物对特定类型应激的抵抗性；测试特定的肥料和/或营养物；选择和/或育种具有一个或多个希望的特性的植物；测试特定处理的效果和/或有效性，诸如利用肥料和/或杀虫剂对植物或植物样本进行处理。但是，本发明的其他应用也是可能的。 

背景技术

作为一些农业和园艺应用的一般做法，植物栽培学开始于在高密度阵列优选地在成行地进行播种，例如被布置在具有土壤或惰性基板或液体营养液配方的专用塑料盘或容器中。在出芽后的给定时间，合适的苗木会被选择以移植到目标容器。 

在自动化系统中，该选择是通过摄像机系统而有效完成的。如果植物形状允许健康和不健康的苗之间或由对比的形态特征表征的苗之间存在顶视图的区别，可使用当前的摄像机系统。WO 2004/068934 A2公开了一种育种植物的方法，包括在受控气候条件和受控供应的营养物和供水的环境 中，在充有具有一致特性的生长介质的容器阵列中的生长植物样本。该过程还包括在环境中按需改变容器位置，以保证容器中的所有植物至少基本上一致地暴露到环境条件。该过程还包括通过比较植物的表型特性、选择植物以进一步用于商业用途的育种的步骤。 

类似地，EP1433377A1公开了一种用于适合于结合在其中一种或多种植物正在生长的容器而使用的设备，且具有与其相关的设备以接受询问信号并通过传递唯一识别信号而自动响应。设备包括传输装置，通过该装置容器可被支持以移动容器；用于传递询问信号的装置；用于将识别符信号记录为数字输出的装置；以及计算机装置，被提供有数字输出以便以规定的格式将数据存储在数据库中用于操控以承担与容器相关的数据的比较。作为优选设备，公开了一种成像装置，其包括放置为一个在另一个之上的两个数字摄像机，并聚焦于被传递给圆形的可旋转工作支撑的植物所占据的位置。包含将被成像的植物的部分可被传递给带式输送机，并通过拾取设备的操作被一个接一个地传递给带式输送机。操作拾取设备以将罐和来自带式输送机的植物推到圆形板，且板旋转360度。 

而且，WO 2006/029987 A1提供了一种包括在基本上透明的容器中的生长植物的方法，容器中装有颗粒的、不透明的生长介质；以及通过所述透明容器、由数字成像评估植物根部。也提供了一种以高吞吐方式评估植物根部的设备。说明性设备包括放置在罐的底表面的水盆记录画面下的摄像机。 

类似地，WO2007/093444A1公开了一种方法和设备以确定植物开花的开始。更具体地，本发明涉及用于确定在单个植物的基础上、通过测量来自这些结构的数字图像的植物的生殖结构确定开始开花时间，并从测量和平均生长率推断开花的开始。本发明还涉及用于确定植物的开始开花的设备，特别是以高吞吐方式。 

在WO 2010/031780A1中，公开了一个发明，其一般涉及改善的植物育种系统。更具体地，该发明涉及一种用于育种计划中植物表型和植物基因型的自动、高吞吐分析的方法。该发明公开了一种方法，包括当植物被 移动过成像系统时成像植物的一种或多种特性。成像系统包括一个或多个高速和/或高分辨率摄像机。 

相关技术的植物成像系统的关键方面是能转动植物以便从若干不同角度获取图像。存在这样的系统，其在植物被摄像时围绕固定转盘转动植物，一些系统提供了若干个摄像机以在不同角度给植物拍照。已知在成像期间转动植物的方法和包括一个或多个高速和/或高分辨率摄像机的成像系统。 

DE 199 60 044 A1公开了一种检测设备，其具有用于生成由几乎平行的射线组成的物体的图像的高焦距。检测设备包括至少一个偏转设备。在检测设备中，可布置具有足够的偏转设备、由视频摄像机组成的若干系统，具有不同的观测方向。