【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及植物突变研究，尤其涉及一种突变植物材料采摘系统及方法。
技术介绍
1、对于植株而言，在种植前进行诱变处理具有诸多优势。首先诱变处理能够增加植物的遗传变异性，具体而言，诱变植株可以产生新的遗传变异，这些变异可能会导致植物的某些性状发生改变，从而产生新的品种或改良现有品种；其次，诱变处理能够提高植物的抗性，诱变植株可能会产生对病虫害、逆境等的抗性，从而提高植物的生存能力和产量；此外，诱变处理能够缩短育种时间，通过诱变技术可以快速地产生大量的变异体，从中筛选出具有优良性状的个体，从而缩短育种时间；最后，促进植物研究，诱变技术可以帮助研究人员更好地了解植物的基因组结构和功能，从而促进植物研究的进展。
2、就目前而言，现有的诱变方式大致分为化学诱变、物理诱变、基因编辑、基因转移、细胞培养等方式，其中，化学诱变是指使用化学物质(如脲、乙烯磺酸等)处理植物种子或幼苗，使其发生基因突变；物理诱变是指使用物理因素(如辐射、电离辐射、紫外线等)处理植物种子或幼苗，使其发生基因突变；基因编辑是指利用crispr/cas9等基因编辑技术，直接对植物基因进行编辑，实现精准诱变；基因转移是指将外源基因导入植物细胞中，通过基因重组等技术实现诱变；细胞培养是指利用细胞培养技术，对植物细胞进行诱变，从中筛选出具有优良性状的细胞系或植株。
3、但不论是哪种诱变方式而言，都会由于植株自身的个体差异或者技术限制，导致诱变植株的突变程度并不相同，由此获得的突变体特性也不完全相同，而对于诱变培育的植物的进一步研究能够为保证稳定的变异后
4、现有技术中如公开号为cn110218811a的专利文献所提出的一种筛选水稻突变体的方法。该专利技术公开的筛选水稻突变体的方法包括：利用多重pcr富集待测水稻中的目标dna片段，得到富集的目标dna片段；对富集的目标dna片段测序，得到待测水稻目标dna片段序列；比较待测水稻目标dna片段序列与野生型水稻目标dna片段的序列，确定待测水稻目标dna片段是否发生突变，以确定待测水稻是否为突变体。
5、在上述的植株突变体筛选方案中，需要对植物进行dna序列检测、比对，由于植物的某些突变特性并没有直接表现在植物的可视性状上，因此如果需要保证全面地对植物是否突变进行筛选需要针对种植的所有植株进行上述检测，然而，这样的方式通常需要花费大量的人力、物力、财力以及相应的时间成本，并且最终得到的可能是存在大量假阳性的植株，造成前述大量资源的浪费。换而言之，由于人工采摘植株时无法通过肉眼观察或者自身经验对表现性状比较相似的植株是否产生变异进行判断，因此人工采摘时通常采取的方法为将表现性状相似的植株全部采集，但是表现性状相似的植株也可能存在大量假阳性的植株，假阳性的植株是指表现性状与突变体植株相似，但是实质上的dna序列并没有发生变化的植株，这种植株被大量采集后对于后续深度探究变异植株的dna序列的意义相对较小，但花费的人力物力却相当大。因此，采用机械对是否变异进行初步识别以进行区别性采集能够显著降低后续dna序列中的无效检测的频率，进而节省资源，同时提升研究效率。
6、对于其他领域而言，叶片采摘过程中出现破损情况无伤大雅，但对于突变体dna序列检测领域而言，采摘的叶片需要尽量保持完整性，其主要原因在于dna是一种易于降解的生物大分子，容易受到外界环境的影响而发生降解、分解或失活。如果叶片不完整，其中的dna可能会受到损伤或丢失，从而影响检测结果的准确性和可靠性。此外，叶片的完整性还可以影响dna的提取效率和质量，如果叶片不完整，可能会导致dna提取不完整或者提取到的dna质量不高，从而影响后续的pcr扩增和测序等操作。因此，在进行dna检测前，需要保证叶片的完整性，避免叶片受损或受污染，以保证提取到高质量的dna，并获得准确可靠的检测结果。
7、此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于专利技术人做出本专利技术时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本专利技术不具备这些现有技术的特征，相反本专利技术已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在
技术介绍
中增加相关现有技术之权利。
技术实现思路
1、在精确检测植株是否具有变异特性的检测方式中，需要对植物进行dna序列检测、比对，但由于植物的某些突变特性并没有直接表现在植物的可视性状上，因此如果需要保证全面地对植物是否突变进行筛选需要针对种植的所有植株进行上述检测，然而，这样的方式通常需要花费大量的人力、物力、财力以及相应的时间成本，并且最终得到的可能是存在大量假阳性的植株，造成前述大量资源的浪费。由此，本申请提出了一种能够初步筛选植株是否具有变异特性并仅针对具有变异特性的植株进行采摘的突变植物材料采摘系统。
2、为了提高对特定植株采摘的完整性，现有技术已经出现基于机器视觉识别目标采摘物以便于通过机械方式进行准确采收的技术方案。例如，公布号为cn115119613a的专利文献公开了一种基于机器视觉的绿芦笋采收机器人及采收方法，包括行走装置、末端执行器、视觉模块、导航模块、供电系统和控制系统，控制系统基于导航模块控制行走装置带动采收机器人整体沿垄沟行走，根据导航模块以及视觉模块传递的数据分析识别到绿芦笋后，控制机械臂对末端执行器进行空间位置与空间位姿的控制，并通过末端执行器对成熟绿芦笋进行夹持剪切操作以及切割点二次定位操作。该技术方案通过智能控制的方式实现了绿芦笋的自动检测、成熟度判别、定位、夹持剪切和收集存放等一体化作业，大大提高了采收效率。该技术方案仅从目标采摘物的物理外观上判断所要执行的采摘位置，此种方式虽然能够根据种植物的物理参数(例如生长长度等)来进行目标采摘物的识别，然而，对于本专利技术所要针对的突变植物来说，仅从物理外观参数(生长尺寸等)无法确定目标采摘物的具体位置，容易造成目标采摘物的误采集，进而浪费突变植物材料采摘资源。此外，该技术方案中的目标采摘物在切割与收集过程中需要通过机械结构进行状态的调整，在此过程中存在因机械损伤而对目标采摘物产生损伤的风险，由此无法实现以目标采摘物的自然姿态进行采摘并采集的效果。
3、针对现有技术所提出的技术方案之不足，本申请提出了一种突变植物材料采摘系统，其包括：识别机构，用于初步识别植株是否为突变体；采摘机构，用于对识别机构初步识别的突变体进行采摘；识别机构的分析模块能够基于识别机构配置的采集模块获取植株叶片的叶绿素荧光图像对植株进行识别；分析模块在植株识别为突变体后控制识别机构的三维扫描模块对植株进行扫描以获取待采摘叶片的三维信息；分析模块通过控制采摘机构的承托部和切割部对待采摘叶片进行采摘，其中，分析模块基于待采摘叶片的三维信息调整承托部的位置和形态以实现叶片以自然姿态被采摘。在待采摘植株上的待采摘叶片的选择方面，主要从三个维度进行选取：完整性、突变表现程度以及采摘难易度。
4、与现有技术不同的是，本专利技术首先通过分析模块对采集模块本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种突变植物材料采摘系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的突变植物材料采摘系统，其特征在于，所述分析模块(130)基于待采摘叶片的三维坐标、叶面面积控制所述采摘机构(200)的机械臂(240)将所述承托部(250)运动至待采摘叶片的底部；所述分析模块(130)基于待采摘叶片的叶基角、开张角、披垂度以及叶片垂高调节所述承托部(250)的形态，其中，所述承托部(250)的表面至少能够从平面形态转变为曲面形态。
3.根据权利要求1或2所述的突变植物材料采摘系统，其特征在于，所述承托部(250)至少包括设置在其内部的若干微型伸缩柱(251)以及由所述微型伸缩柱(251)支撑的柔性表面(252)，部分所述微型伸缩柱(251)的高度在所述分析模块(130)的控制下发生变化，升高的部分所述微型伸缩柱(251)顶起所述柔性表面(252)的部分位置以形成曲面，以保证自然姿态下的待采摘叶片的各点位均获得支撑力。
4.根据权利要求1～3任一项所述的突变植物材料采摘系统，其特征在于，所述承托部(250)的其中一端设置有切割区(254)，当所述承托部(2
5.根据权利要求1～4任一项所述的突变植物材料采摘系统，其特征在于，所述承托部(250)的周向边缘设置有用于放置采摘完成的叶片从所述承托部(250)表面脱离的突沿(253)，采摘完成后所述承托部(250)基于所述分析模块(130)的控制将叶片运输至存储结构进行标记和临时存储。
6.根据权利要求1～5任一项所述的突变植物材料采摘系统，其特征在于，所述采集模块(110)包括发射荧光的发光单元(111)以及获取图像的摄像单元(112)，所述分析模块(130)基于所述摄像单元(112)获取的叶绿素荧光图像进行特征提取，所述分析模块(130)将提取的特征代入变异体识别模型进行识别。
7.根据权利要求1～6任一项所述的突变植物材料采摘系统，其特征在于，所述分析模块(130)搭载在所述采摘机构(200)的安装座(210)的内部；
8.根据权利要求1～7任一项所述的突变植物材料采摘系统，其特征在于，所述安装座(210)的两侧分别通过机械臂(240)连接用于承托植株叶片的承托部(250)以及用于切割连接植株叶片与主干的叶茎部位的切割部(260)；
9.根据权利要求1～8任一项所述的突变植物材料采摘系统，其特征在于，所述第一驱动轴(220)沿用于种植植株的温室大棚(0)的长度方向布置，所述第二驱动轴(230)沿温室大棚(0)的宽度方向进行布置，所述安装座(210)在所述第一驱动轴(220)与所述第二驱动轴(230)的作用下能够在所述温室大棚(0)内的若干种植点位(1)之间进行切换。
10.一种突变植物材料采摘方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种突变植物材料采摘系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的突变植物材料采摘系统，其特征在于，所述分析模块(130)基于待采摘叶片的三维坐标、叶面面积控制所述采摘机构(200)的机械臂(240)将所述承托部(250)运动至待采摘叶片的底部；所述分析模块(130)基于待采摘叶片的叶基角、开张角、披垂度以及叶片垂高调节所述承托部(250)的形态，其中，所述承托部(250)的表面至少能够从平面形态转变为曲面形态。
3.根据权利要求1或2所述的突变植物材料采摘系统，其特征在于，所述承托部(250)至少包括设置在其内部的若干微型伸缩柱(251)以及由所述微型伸缩柱(251)支撑的柔性表面(252)，部分所述微型伸缩柱(251)的高度在所述分析模块(130)的控制下发生变化，升高的部分所述微型伸缩柱(251)顶起所述柔性表面(252)的部分位置以形成曲面，以保证自然姿态下的待采摘叶片的各点位均获得支撑力。
4.根据权利要求1～3任一项所述的突变植物材料采摘系统，其特征在于，所述承托部(250)的其中一端设置有切割区(254)，当所述承托部(250)的表面以叶片形态承托住待采摘叶片的各个支撑点位时，待采摘叶片与植株连接的叶茎位于所述切割区(254)上，所述切割部(260)的刃部以与所述切割区(254)接触的方式对叶茎进行切割，以使得叶片完整脱离植株。
5.根据权利要求1～4任一项所述的突变植物材料采摘系统，其特征在于，所述承托部(250)...
【专利技术属性】
技术研发人员：张晨，孙清焕，罗燕，杨文艺，邹皓，李滨，杨俊，章俊杰，李世豪，张亚霖，袁泉，
申请(专利权)人：四川中农木林森光生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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