Muestreador automatizado de semillas y procedimiento de muestreo, ensayo y aumento de semillas.

Un procedimiento automatizado para analizar semillas en una población de semillas que tienen diferencias genéticas,

comprendiendo el procedimiento:

aislar semillas individuales de la población de semillas;

colocar las semillas individuales aisladas en un portasemillas;

cortar muestras de tejido que comprendan células con ADN de las semillas individuales asiladas y colocadas en el portasemillas usando un muestreador de semillas automatizado mientras se mantiene la viabilidad de germinación de las semillas;

cribar el ADN extraído de la muestra para la presencia o ausencia de un marcador genético;

seleccionar semillas de la población basándose en los resultados del cribado de ADN;

y

cultivar plantas a partir de la semilla seleccionada.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E07016960.

Solicitante: MONSANTO TECHNOLOGY, LLC.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 800 NORTH LINDBERGH BOULEVARD ST. LOUIS, MO 63167 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: DEPPERMANN, KEVIN, ZHANG,Qiang, Hinchey,Terri B, Petersen,Michael W, Eathington,Sam, Butruille,David, Forbes,Heather M, Tamulonis,John, Schnicker,Bruce.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • A01C1/00 SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA.A01 AGRICULTURA; SILVICULTURA; CRIA; CAZA; CAPTURA; PESCA.A01C PLANTACION; SIEMBRA; FERTILIZACION (en combinación con el trabajo de la tierra propiamente dicho A01B 49/04; partes constitutivas o accesorios de máquinas o instrumentos agrícolas, en general A01B 51/00 - A01B 75/00). › Aparatos o formas de empleo de los aparatos destinados a probar o tratar los granos, las raíces o análogos antes de la siembra o la plantación (productos químicos utilizados A01N 25/00 - A01N 65/00).
  • A01H1/04 A01 […] › A01H NOVEDADES VEGETALES O PROCEDIMIENTOS PARA SU OBTENCION; REPRODUCCION DE PLANTAS POR TECNICAS DE CULTIVO DE TEJIDOS.A01H 1/00 Procedimientos de modificación de los genotipos (A01H 4/00 tiene prioridad). › Procedimientos de selección.
  • A01H5/10 A01H […] › A01H 5/00 Plantas con flores, es decir, angiospermas. › Granos.
  • C12N15/10 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C12 BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE; MICROBIOLOGIA; ENZIMOLOGIA; TECNICAS DE MUTACION O DE GENETICA.C12N MICROORGANISMOS O ENZIMAS; COMPOSICIONES QUE LOS CONTIENEN (biocidas, productos que repelen o atraen a los animales nocivos, o reguladores del crecimiento de los vegetales, que contienen microorganismos virus, hongos microscópicos, enzimas, productos de fermentación o sustancias obtenidas por o extraídas de microorganismos o sustancias animales A01N 63/00; preparaciones de uso médico A61K; fertilizantes C05F ); PROPAGACION,CULTIVO O CONSERVACION DE MICROORGANISMOS; TECNICAS DE MUTACION O DE INGENIERIA GENETICA; MEDIOS DE CULTIVO (medios para ensayos microbiológicos C12Q 1/00). › C12N 15/00 Técnicas de mutación o de ingeniería genética; ADN o ARN relacionado con la ingeniería genética, vectores, p. ej. plásmidos, o su aislamiento, su preparación o su purificación; Utilización de huéspedes para ello (mutantes o microorganismos modificados por ingeniería genética C12N 1/00, C12N 5/00, C12N 7/00; nuevas plantas en sí A01H; reproducción de plantas por técnicas de cultivo de tejidos A01H 4/00; nuevas razas animales en sí A01K 67/00; utilización de preparaciones medicinales que contienen material genético que es introducido en células del cuerpo humano para tratar enfermedades genéticas, terapia génica A61K 48/00; péptidos en general C07K). › Procedimientos para el aislamiento, la preparación o la purificación de ADN o ARN (preparación química de ADN o ARN C07H 21/00; preparación de polinucleótidos no estructurales a partir de microorganismos o con la ayuda de enzimas C12P 19/34).
  • C12Q1/68 C12 […] › C12Q PROCESOS DE MEDIDA, INVESTIGACION O ANALISIS EN LOS QUE INTERVIENEN ENZIMAS O MICROORGANISMOS (ensayos inmunológicos G01N 33/53 ); COMPOSICIONES O PAPELES REACTIVOS PARA ESTE FIN; PROCESOS PARA PREPARAR ESTAS COMPOSICIONES; PROCESOS DE CONTROL SENSIBLES A LAS CONDICIONES DEL MEDIO EN LOS PROCESOS MICROBIOLOGICOS O ENZIMOLOGICOS. › C12Q 1/00 Procesos de medida, investigación o análisis en los que intervienen enzimas o microorganismos (aparatos de medida, investigación o análisis con medios de medida o detección de las condiciones del medio, p. ej. contadores de colonias, C12M 1/34 ); Composiciones para este fin; Procesos para preparar estas composiciones. › en los que intervienen ácidos nucleicos.

PDF original: ES-2380695_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Muestreador automatizado de semillas y procedimiento de muestreo, ensayo y aumento de semillas Antecedentes de la invención La invención se refiere a procedimientos, para tomar muestras de materiales biológicos tales como semillas.

En el desarrollo y mejora de las plantas, se han llevado a cabo mejoras genéticas en las plantas, bien mediante cultivo o manipulación genética, y cuando se consigue una mejora deseable, se desarrolla una cantidad comercial plantando y recolectar semillas a lo largo de varias generaciones. No todas las semillas expresan los rasgos deseados, y de este modo estas semillas deben ser elimiadas de la población. Para acelerar el procedimiento de aumentar el volumen de la población, las muestras estadísticas se toman y ensayan para eliminar semillas de la población que no expresan adecuadamente el rasgo deseado. Sin embargo, este muestreo estadístico permite necesariamente que algunas semillas sin el rasgo deseable permanezcan en la población, y asimismo puede excluir accidentalmente algunas semillas con el rasgo deseable de la población deseada.

El documento de POST VON REBECKA ET AL. : "A high-throughput DNA extraction methods for barely seed" EUPHYCA, vol 130, nº 2, 1 de Enero 2003, páginas 255-260, divulga un protocolo rápido de extracción de ADN para analizar muestras tomadas de semillas. Describe la perforación manual de orificios a través de las semillas para retirar muestras de las semillas.

Los documentos de MCCARTHY PAUL ET AL.: "Rapid identification of transformed wheat using a half-seed PCR assay" BITECHNIQUES; vol 32, nº 3 marzo 2002, páginas 560-654, y CHUNGWONGSE J ET AL.: "Pre-germination genotyping screening using PCR amplification of half-seeds" THEORETICAL AND APPLIEDGENETICS, vol. 86, nº 6, 1 de enero de 1993, páginas 694-698, divulgan un procedimiento selección basado en PCR para evaluar semillas cortadas por la mitad.

Sumario de la invención La presente invención se refiere a procedimientos para muestrear de manera no destructiva material de semillas. Los procedimientos se adaptan particularmente a la automatización, lo cual permite un mayor muestreo respecto de la práctica anterior. Con el muestreo no destructivo automatizado permitido por al menos algunas de las realizaciones de la invención, es posible ensayar cada semilla de la población, y eliminar las semillas que no expresan el rasgo deseado. Esto acelera en gran medida el proceso de aumento de volumen de una población de semillas dada, y puede dar como resultado una población final mejorada.

Las realizaciones de la invención facilitan el ensayo de la mayoría sino todas las semillas de una población antes de plantar, de manera a no desperdiciar el tiempo y los recursos en la cultivo de plantas sin los rasgos deseados.

Según el procedimiento de la invención, las semillas se alimentan individualmente a una estación de muestreo; y se mantienen en la estación de muestreo mientras se toma una muestra de la semilla. Cada muestra es transportada a al menos un compartimento individual en una bandeja de muestras, y cada semilla se transporta a un compartimento en una bandeja de muestras con una relación conocida con el o los compartimentos de la bandeja de muestras al cual se transportó la muestra correspondiente. La muestra se puede ensayar, y las velocidades se pueden reducir basándose en los resultados de los ensayos.

Generalmente, el sistema para llevar a cabo el procedimiento de la invención comprende: una estación de muestreo; un muestreador para retirar material de una semilla en la estación de muestreo; un transportador de semillas para transportar la semilla desde la estación de muestreo a un compartimento en una bandeja de semillas; y un transportador para transportar el material retirado de la semilla a un compartimento en una bandeja de muestras.

Este procedimiento de la invención facilita el muestreo automatizado no destructivo de semillas. Permite el ensayo y la clasificación de grandes volúmenes de semillas, facilitando de este modo el aumento de volumen de la población de semillas con rasgos deseables. Esta y otras características y ventajas serán en parte evidentes, y en parte señaladas en lo sucesivo.

Breve descripción de los dibujos La figura 1 es una vista en perspectiva ampliada de una primera realización de un sistema muestreador de semillas para llevar a cabo el procedimiento de esta invención;

La figura 2 es una vista en perspectiva ampliada del conjunto muestreador de semillas del sistema muestreador de semillas;

La figura 3 es una vista en perspectiva ampliada de la tolva y el mecanismo de alimentación de semillas del conjunto muestreador de semillas La figura 4 es una vista en perspectiva del husillo para raspar muestras de las semillas; La figura 5 es una vista en perspectiva de la corredera para conducir el husillo; La figura 6 es una vista en perspectiva del pistón en el mecanismo de alimentación de la tolva; La figura 7 es una vista en perspectiva de un piso con una pluralidad de bandejas de semillas y bandejas de muestras montadas en las mismas; La figura 8 es una vista en perspectiva del mecanismo de traslación bidimensional. La figura 9 es una vista en perspectiva de la entrada del transportador de semillas. La figura 10 es una vista en perspectiva de la salida del transportador de semillas. La figura 11 es una vista en perspectiva de la salida del transportador de muestras. La figura 12 es una vista en perspectiva del multiplicador de aire usado en los transportadores de semillas y muestras;

La figura 13 es una vista superior en planta de un sistema muestreador de semillas de alto rendimiento para llevar a cabo el procedimiento de esta invención;

La figura 14 es una vista en alzado lateral del sistema muestreador de semillas de alto rendimiento;

La figura 15 es una vista en perspectiva frontal del sistema muestreador de semillas de alto rendimiento;

La figura 16 es una vista en perspectiva posterior del sistema muestreador de semillas de alto rendimiento;

La figura 17 es una vista en perspectiva de la estación de muestreo del sistema muestreador de semillas de alto rendimiento;

La figura 18A es una vista en perspectiva parcial de una porción de la estación de muestreo de semillas, con el husillo retraído; La figura 18B es una vista en perspectiva parcial de una porción de la estación de muestreo de semillas, con el husillo extendido;

La figura 19A es una vista en alzado lateral de la estación de muestreo de semillas, con el husillo en su posición retraída; La figura 19B es una vista en alzado lateral de la estación de muestreo de semillas, con el husillo en su posición extendida; La figura 20 es una vista en sección transversal longitudinal de la estación de muestreo de semillas; La figura 21 es una vista en alzado de extremo frontal de la estación de muestreo de semillas; La figura 22 es una vista en sección transversal transversal de la estación de muestreo de semillas; La figura 23A es una vista en alzado lateral de la rueda de selección de semillas; La figura 23B es una vista de despiece ordenado de la rueda de selección de semillas; La figura 23C es una vista en sección transversal vertical de la rueda de selección de semillas; La figura 24 es una vista en alzado frontal del mecanismo de alimentación; La figura 25 es una vista en alzado lateral del mecanismo de alimentación; La figura 26A es una vista en perspectiva del mecanismo de alimentación; La figura 26B es una vista en alzado lateral del mecanismo de alimentación; La figura 26C es una vista en sección transversal longitudinal del mecanismo de alimentación, tomada a lo largo del plano de la línea 26C-26C en la figura 26B; La figura 26D es una vista en planta inferior del mecanismo de alimentación; La figura 27A es una vista en sección transversal longitudinal vertical del mecanismo de muestreo;

La figura 27B es una vista en sección transversal vertical parcial ampliada del mecanismo de muestreo mostrado en la figura 27A;

La figura 28A es una vista en sección transversal transversal vertical del mecanismo de muestreo;

La figura 28B es una vista en sección transversal parcial ampliada del mecanismo de muestreo mostrado en la figura 28A; y La figura 29 es un alelograma que representa muestras de tejido del endospermo del maíz que han experimentado PCR para la detección de un polimorfismo SNP particular.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas Una primera realización de un sistema muestreador... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento automatizado para analizar semillas en una población de semillas que tienen diferencias genéticas, comprendiendo el procedimiento:

aislar semillas individuales de la población de semillas; colocar las semillas individuales aisladas en un portasemillas; cortar muestras de tejido que comprendan células con ADN de las semillas individuales asiladas y colocadas en el portasemillas usando un muestreador de semillas automatizado mientras se mantiene la viabilidad de germinación de las semillas; cribar el ADN extraído de la muestra para la presencia o ausencia de un marcador genético; seleccionar semillas de la población basándose en los resultados del cribado de ADN; y cultivar plantas a partir de la semilla seleccionada.

2. El procedimiento según la reivindicación 1 en el cual el procedimiento comprende, además, determinar el carácter genotípico de la descendencia de la semilla antes de seleccionar las semillas de la población.

3. El procedimiento según la reivindicación 1 en el cual las plantas fértiles cultivadas a partir de la semilla seleccionada se usan bien como parental femenino o masculino en un cruce con otra planta.

4. El procedimiento según la reivindicación 1 en el cual la muestra de tejido comprende tejido de endospermo y el procedimiento comprende, además, determinar el nivel de ploidía del marcador genético.

5. El procedimiento según la reivindicación 2, en el cual el nivel de ploidía diploide en el marcador genético indica la herencia materna y un nivel de ploidia haploide en el marcador genético indica la herencia paterna.

6. El procedimiento según la reivindicación 1, en el cual e marcador genético se encuentra en el parental materno de la semilla.

7. El procedimiento según la reivindicación 1, en el cual e marcador genético se encuentra en el parental paterno de la semilla.

8. El procedimiento según la reivindicación 1, en el cual el procedimiento comprende seleccionar la semilla basándose en la presencia de un marcador genético que está genéticamente vinculado a un QTL seleccionado a partir del grupo constituido por rendimiento, resistencia al acostado, altura, madurez, resistencia a enfermedades, resistencia a plagas, resistencia a deficiencia de nutrientes y composición del grano.

9. El procedimiento según la reivindicación 1, en el cual el procedimiento comprende seleccionar la semilla basándose en la presencia de un marcador genético que está genéticamente vinculado a un halotipo asociado a un QTL seleccionado a partir del grupo constituido por rendimiento, resistencia al acostado, altura, madurez, resistencia a enfermedades, resistencia a plagas, resistencia a deficiencia de nutrientes y composición del grano.

10. El procedimiento según la reivindicación 1, en el cual el procedimiento comprende seleccionar la semilla basándose en la presencia de un marcador genético que está vinculado genéticamente a un transgen.

11. El procedimiento según la reivindicación 1 en el cual las semillas en la población son semillas de soja.

12. Un procedimiento automatizado para agrupar semillas en una población de semillas que tienen diferencias genéticas, comprendiendo el procedimiento:

(a) aislar semillas individuales de una población de semillas, colocar las semillas individuales aisladas en un portasemillas, cortar muestras de tejido que comprenden células con ADN de las semillas individuales asiladas y colocadas en el portasemillas usando un muestreador de semillas automatizado;

(b) cribar el ADN extraído de cada muestra para la presencia o ausencia de al menos un marcador genético;

(c) seleccionar semillas de la población basándose en los resultados del cribado de ADN;

(d) cultivar plantas a partir de la semilla seleccionada;

(e) recolectar las semillas de las plantas cultivadas y repetir las etapas (a) a (d) .

 

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