本申請(qǐng)要求來自于2014年4月25日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?1/984,108的優(yōu)先權(quán)，并且是于2013年12月11日提交的美國(guó)申請(qǐng)?zhí)?4/103,798的部分繼續(xù)申請(qǐng)，該美國(guó)申請(qǐng)?zhí)?4/103,798要求來自于2012年12月11日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?1/735,786；于2012年12月27日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?1/746,475；于2013年2月1日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?1/759,536；于2013年3月18日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?1/802,826；于2013年4月19日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?1/813,905；以及于2013年7月12日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?1/845,466的優(yōu)先權(quán)，這些申請(qǐng)的披露內(nèi)容以其整體并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本披露涉及在胚胎期控制禽類、魚類、或其他卵生動(dòng)物的性別。更確切地說，本披露針對(duì)將所選擇波長(zhǎng)的光和/或電磁輻射施加到蛋以便影響這些蛋內(nèi)的胚胎的性別。

背景技術(shù)：

雖然高等脊椎動(dòng)物的性別(或性別(gender))是在受精時(shí)被決定的，但雞的性別決定基因在胚胎發(fā)生過程中的后期階段變得有活性，以誘導(dǎo)睪丸或卵巢的形成。這已經(jīng)導(dǎo)致長(zhǎng)期以來認(rèn)為，大多數(shù)潛在的遺傳途徑貫穿胚胎發(fā)生的后期階段是保守的。然而，對(duì)于雞胚胎中的性別決定的比較研究已顯示出途徑中的保守元件和發(fā)散元件。例如，雞胚胎的生殖腺在第3.5-4.5天時(shí)在形態(tài)上是不能區(qū)分性別的，并且因此是“中性”或“雙性潛能的”。

在家禽和其他動(dòng)物生產(chǎn)市場(chǎng)(包括但不限于雞、火雞等)中，控制或影響動(dòng)物性別的能力將極大地提高生產(chǎn)和生產(chǎn)效率。例如，在產(chǎn)蛋操作中，僅希望母雞或雌性。因此，當(dāng)一群禽類出生時(shí)，僅保留雌性禽類并且通常將雄性禽類安樂死或以其他方式處置掉。由于雄性和雌性以大約50/50的性別比率出生，因此在此類操作中出生的所有禽類的大約一半因此而損失并且是沒有收益的或提供減少的生產(chǎn)。

因此存在一種對(duì)于在孵化之前控制、促進(jìn)或以其他方式影響禽類性別的需求，以便選擇性地產(chǎn)生更多雄性或雌性禽類，并且由此增加生產(chǎn)并且減少浪費(fèi)和成本。還存在一種對(duì)于可以實(shí)現(xiàn)此類結(jié)果的具有強(qiáng)大成本效益的照明燈具的需求。

概述

通過經(jīng)施加具有所選擇波長(zhǎng)的光來使蛋中胚胎的性別被影響或控制，傳授內(nèi)容在此用已建立的孵化方法減輕了一個(gè)或多個(gè)上述問題。

根據(jù)本披露的一個(gè)方面，提供一種用于促進(jìn)產(chǎn)生一種水生動(dòng)物的所選擇性別的幼體的方法。在一定體積的水中提供一種水生動(dòng)物的多個(gè)幼體，并且用具有基本上集中在一個(gè)預(yù)先確定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光譜的光來照射該多個(gè)幼體，以促進(jìn)在蛋中產(chǎn)生所選擇性別。

波長(zhǎng)的預(yù)先確定范圍可以是440-460nm。

可促進(jìn)雄性幼體的產(chǎn)生。

根據(jù)本披露的另一個(gè)方面，提供一種包括一個(gè)箱體和一個(gè)照明設(shè)備的水族箱系統(tǒng)。箱體具有形成一個(gè)用于容納一定體積水的內(nèi)部腔體的鄰接的壁。照明設(shè)備被定位成以預(yù)先確定的照明強(qiáng)度并且根據(jù)預(yù)先確定的時(shí)間表來發(fā)射基本上集中在內(nèi)部腔體中的具有預(yù)先確定的光譜的光，以使用具有該預(yù)先確定光譜的光照射在該體積水中的幼體，從而促進(jìn)在幼體中產(chǎn)生所選擇性別。

照明設(shè)備可具有接合鄰接的壁的大小和形狀，以使照明元件保持與主體內(nèi)的水間隔開的關(guān)系。

照明設(shè)備可具有一個(gè)透明蓋以防止照明元件接觸水。

另外的優(yōu)點(diǎn)和新穎特征將在下面的描述中部分地闡述，并且在本領(lǐng)域技術(shù)人員檢查以下和附圖之后將部分地變得明顯，或可通過實(shí)例的生產(chǎn)或操作來學(xué)習(xí)。本傳授內(nèi)容的優(yōu)點(diǎn)可通過實(shí)踐或使用下面討論的詳細(xì)實(shí)例中闡述的方法、手段和組合的不同方面來實(shí)現(xiàn)和獲得。

附圖簡(jiǎn)述

附圖僅通過舉例而不是限制的方式描繪根據(jù)本傳授內(nèi)容的一種或多種實(shí)現(xiàn)方式。在附圖中，相同參考數(shù)字是指相同或類似的元件。

圖1A、1B、1C和1D是根據(jù)在此披露的發(fā)明概念的孵化設(shè)備的示意圖。

圖2是示出一種用于使用光源控制卵生胚胎性別的方法的步驟的流程圖。

圖3是一種用于控制或確定水生生物性別的水族箱系統(tǒng)。

圖4是一種為用于控制或確定水生生物性別的水族箱系統(tǒng)所用的照明設(shè)備。

詳細(xì)說明

在以下詳細(xì)描述中，通過舉例闡述了許多具體細(xì)節(jié)以提供對(duì)相關(guān)傳授內(nèi)容的充分理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)清楚，可在沒有此類細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施本傳授內(nèi)容。在其他情況下，已經(jīng)以相對(duì)高級(jí)別而并非詳細(xì)地描述了熟知的方法、過程、組件和/或電路，以便避免不必要地模糊本傳授內(nèi)容的方面。

在此披露的不同系統(tǒng)和方法涉及控制或影響蛋中胚胎的性別，以便促進(jìn)具有所選擇性別的胚胎的發(fā)育。

這些系統(tǒng)和方法依賴于將具有所選擇波長(zhǎng)的光照施加到孵化的蛋，以便影響這些蛋中正在發(fā)育的胚胎的性別比率。系統(tǒng)包括一個(gè)孵化設(shè)備，該孵化設(shè)備具有其中安裝有發(fā)射具有所選擇波長(zhǎng)的光的照明元件的一個(gè)內(nèi)部腔體。照明元件被安裝在設(shè)計(jì)來保持蛋的托盤上，這樣使得由照明元件發(fā)射的光照射蛋。照明元件在早期孵化期間照射蛋，并且由此促進(jìn)產(chǎn)生具有所選擇性別的蛋。

已對(duì)禽類中的性別決定進(jìn)行了不同研究。在一項(xiàng)研究中，在第4-9天在雞胚胎生殖腺中研究P450(17-α)和P450芳香酶(P450arom)mRNA表達(dá)的定位。P450(17-α)mRNA的首次檢出是在遺傳性雄性和雌性生殖腺的孵化的第5-6天，并且P450arom的首次檢出是在雌性生殖腺中的第6.5天而在雄性生殖腺中沒有。因此雞的性別決定似乎直到孵化后幾天才發(fā)生。

另外，雌激素合成在禽類性別決定中起關(guān)鍵作用。雌激素合成所必需的兩種末端酶，P-450芳香酶和17βHSD在形態(tài)分化開始(第6-6.5天)時(shí)僅在ZW(雌性)生殖腺中表達(dá)。因此芳香酶和17βHSD是關(guān)鍵的性別二態(tài)組件。

酶合成對(duì)于環(huán)境刺激非常敏感。一種已知的環(huán)境刺激是溫度，如在溫度依賴性別決定(TSD)中觀察到的。TSD是一種類型的環(huán)境性別決定，其中胚胎發(fā)育過程中經(jīng)歷的溫度決定了后代的性別。它在分類于爬行動(dòng)物類下的脊椎動(dòng)物中是最普遍和常見的。對(duì)于這一點(diǎn)，研究已表明，非常特定的H和H階段(如由漢布格爾V(Hamburger V)、漢密爾頓HL(Hamilton HL)發(fā)展動(dòng)力學(xué)(Dev.Dyn.)1992年12月，195(4):23 1-272提供的雞胚胎發(fā)育中的一系列正常階段)中的孵化溫度升高改變了家禽的性別；然而，這種溫度的增加導(dǎo)致孵化率降低至這種性別變化在經(jīng)濟(jì)上不利的程度。

已知光的特定波長(zhǎng)會(huì)引起光異構(gòu)化，這樣使得可以通過光的波長(zhǎng)有效地控制酶活性。具體地說，一項(xiàng)最近的研究顯示，限制性內(nèi)切核酸酶可以用作分子剪來切斷磷酸二酯鍵從而產(chǎn)生雙鏈斷裂。以這種方式，提供了傳統(tǒng)限制性內(nèi)切核酸酶PvuII通過光的催化活性。

此外，研究已表明，通過使用RNA干擾以減少DMRT1(雙性基因-mab-3相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子1)蛋白表達(dá)導(dǎo)致胚胎生殖腺的雌性化在遺傳性雄性胚胎中引起部分性別反轉(zhuǎn)。DMRT1具有一個(gè)可吸收近UV光(例如，具有大約430nm波長(zhǎng)的光，諸如具有在410nm-430nm范圍內(nèi)波長(zhǎng)的光)的鋅指核，并且可由此類似地降低DMRT1蛋白表達(dá)。因此，所得較低水平的DMRT1導(dǎo)致較少的雄性后代和較多的雌性后代。

現(xiàn)在詳細(xì)參考在附圖中示出并且在下面討論的實(shí)例。

圖1A示出具有一個(gè)主體12的孵化設(shè)備10。在圖1A的說明性實(shí)施例中，主體12具有一種大致矩形的長(zhǎng)方體形狀，具有彼此平行的第一側(cè)壁14和第二側(cè)壁16。第一側(cè)壁14和第二側(cè)壁16連接到并且正交于本身彼此平行的頂壁18和底壁20。后壁22限定主體12的一個(gè)中空內(nèi)部腔體24。前壁或門26鉸接地連接到側(cè)壁14和16中的一個(gè)以允許進(jìn)入主體12的內(nèi)部腔體24，同時(shí)還使得內(nèi)部腔體24在門26關(guān)閉時(shí)與外部環(huán)境隔離。在一些實(shí)例中，門26由一種透明材料制成，并且/或者包括一個(gè)窗口以允許用戶在門26關(guān)閉時(shí)觀察內(nèi)部腔體24。在其他實(shí)例中，門26完全包圍內(nèi)部腔體24。門26還可由單向窗口形成，這樣使得用戶可以從外部觀察內(nèi)部腔體24，而來自腔體24外部的光不通過窗口進(jìn)入腔體24。主體12通常保護(hù)孵化設(shè)備10的內(nèi)部和位于孵化設(shè)備10中的蛋免受存在于孵化設(shè)備10外部的輻射，包括光。

多個(gè)保持構(gòu)件或托盤28被設(shè)置在內(nèi)部腔體24內(nèi)。托盤28被構(gòu)造成接收并穩(wěn)定地保持多個(gè)蛋30。如圖所示，每個(gè)托盤28可以包括各自被配置成穩(wěn)定地保持一個(gè)蛋的多個(gè)槽、孔35或其他杯。托盤28被安裝到主體12的內(nèi)部。在一些實(shí)例中，托盤28被安裝在使托盤28能夠相對(duì)于主體12移動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器上。在一個(gè)實(shí)例中，每個(gè)托盤28被安裝在一個(gè)安裝到旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器39(參見圖1B)并由其控制的可旋轉(zhuǎn)軸37上。致動(dòng)器39本身被安裝到主體12，并且可操作用于相對(duì)于主體12移動(dòng)托盤28。致動(dòng)器可連續(xù)地或周期性地移動(dòng)其上設(shè)置有蛋30的托盤28。在一個(gè)實(shí)例中，致動(dòng)器39可操作用于在水平位置(如圖所示)與在順時(shí)針和逆時(shí)針方向上的成角度位置之間旋轉(zhuǎn)托盤。成角度位置可對(duì)應(yīng)于從水平測(cè)量的角度，并且可在0度與最大角度(例如，15°或30度)之間的范圍內(nèi)。通常選擇最大角度，這樣使得即使當(dāng)托盤旋轉(zhuǎn)到最大角度時(shí)，設(shè)置在托盤28上的任何蛋30也不會(huì)從它們的槽、孔35或杯中脫離。

蛋30可以是任何禽類物種，包括但不限于雞蛋，火雞蛋等。也可使用爬蟲類和其他物種的蛋。托盤28響應(yīng)于致動(dòng)器39旋轉(zhuǎn)或傾斜至不同角度，以模擬蛋在自然界中將遇到的運(yùn)動(dòng)，例如當(dāng)?shù)氨荒鸽u放置或經(jīng)受其他環(huán)境條件時(shí)。

圖1C提供了托盤28的詳細(xì)頂視圖，而圖1D提供了穿過多個(gè)托盤28的橫截面圖。注意，在一些實(shí)施例中，托盤28的頂視圖和底視圖基本上相同，并且在此類實(shí)施例中，托盤28的底視圖因此可與圖1C中所示的視圖基本上相同。

如圖1C和1D所示，多個(gè)照明元件32被設(shè)置在每個(gè)托盤28的一個(gè)或兩個(gè)表面上。在一個(gè)實(shí)例中，照明元件32僅被設(shè)置在每個(gè)托盤28的下側(cè)上。在另一個(gè)實(shí)例中，照明元件32僅被設(shè)置在每個(gè)托盤28的上表面(對(duì)應(yīng)于其上設(shè)置有蛋30的表面)上。在其他實(shí)例中，照明元件32被設(shè)置在每個(gè)托盤28的下側(cè)和上表面上，如圖1D所示。照明元件32可以另外地或可替代地被設(shè)置在主體12的表面(例如，內(nèi)部腔體24的表面)或者由照明元件32發(fā)射的光和/或輻射從其到達(dá)蛋30的其他位置上。

一般來說，照明元件32被設(shè)置成使得它們可以向設(shè)置在孵化設(shè)備10中的每個(gè)蛋30提供高的照明強(qiáng)度。如圖1C和1D所示，照明元件32可因此被設(shè)置成緊鄰保持蛋30的槽、孔35或杯。另外，照明元件32被設(shè)置成使得由元件32發(fā)射的光可以到達(dá)每個(gè)蛋30的所有或基本上所有表面。因此，如圖1D所示，蛋30可以從所有側(cè)接收由元件32發(fā)射的光。托盤28以及用于保持蛋30的槽、孔35或杯也可以被設(shè)計(jì)成使得每個(gè)蛋30的基本上所有表面均能夠接收光。

照明元件32彼此電連接并且與電源33電連接(如圖1B所示)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，多個(gè)照明元件32是在它們的終端處接收AC電壓和/或AC電流波形以用于激活的發(fā)光二極管(LED)元件。具體地說，由照明元件32和電源33形成的組件可以結(jié)合來自以下專利申請(qǐng)中的任一個(gè)的AC驅(qū)動(dòng)LED技術(shù)：格拉伊察爾(Grajcar)的美國(guó)專利公布號(hào)2011/0101 883；格拉伊察爾的美國(guó)專利公布號(hào)2011/0109244；格拉伊察爾的美國(guó)專利公布號(hào)2011/0210678；格拉伊察爾的美國(guó)專利公布號(hào)2011/0228515；格拉伊察爾的美國(guó)專利公布號(hào)2011/0241559；格拉伊察爾的美國(guó)專利公布號(hào)2011/0273098；格拉伊察爾的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?3/452332；和/或格拉伊察爾的美國(guó)專利臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/570,552，這些專利通過引用以其全文結(jié)合于此。

孵化設(shè)備10可以包括用于控制設(shè)備10的內(nèi)部腔體24內(nèi)的條件的不同系統(tǒng)。圖1B是可操作用于控制內(nèi)部腔體24內(nèi)的環(huán)境和其他條件的一些系統(tǒng)的框圖。如圖1B所示，孵化設(shè)備10可以因此包括一個(gè)用于控制內(nèi)部腔體24內(nèi)的溫度的加熱器38和/或冷卻器，和/或一個(gè)用于控制內(nèi)部腔體24內(nèi)的水分水平的加濕器36和/或除濕器。一個(gè)任選的磁場(chǎng)源40可以進(jìn)一步用于響應(yīng)于施加到源40的激勵(lì)電流而在內(nèi)部腔體24內(nèi)施加恒定的和/或時(shí)變的磁場(chǎng)或通量。在包括一個(gè)磁場(chǎng)源40的實(shí)施例中，主體12的壁和/或腔體24的內(nèi)壁可提供磁屏蔽并且提供用于施加到腔體24的磁場(chǎng)或通量的返回路徑。托盤致動(dòng)器39還可被安裝到托盤28，以便可操作用于連續(xù)地或周期性地移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)或搖動(dòng)托盤28。如前所述，孵化設(shè)備進(jìn)一步包括照明元件32，這些照明元件被配置成發(fā)射用于施加到設(shè)置在內(nèi)部腔體24中的蛋30的光和/或其他輻射。每個(gè)系統(tǒng)從電源33接收用于操作的電力。

控制器31可操作用于操作這些系統(tǒng)，這些系統(tǒng)可操作用于控制內(nèi)部腔體24內(nèi)的環(huán)境和其他條件。控制器31可以激活和停用每個(gè)系統(tǒng)，并且可以進(jìn)一步調(diào)節(jié)系統(tǒng)的操作以達(dá)到預(yù)先確定的溫度、濕度、磁場(chǎng)或通量等。控制器31可包括或電偶聯(lián)到位于內(nèi)部腔體24中的傳感器(未示出)，并且向控制器31提供關(guān)于當(dāng)前環(huán)境條件(包括溫度、濕度等)的信息。在一些實(shí)施例中，控制器31包括一個(gè)時(shí)鐘并且可操作用于根據(jù)預(yù)先確定的時(shí)間表來控制系統(tǒng)。因此控制器31可在周期性基礎(chǔ)(例如，通過每天重復(fù)激活模式)或在另一種時(shí)變基礎(chǔ)(例如，通過在孵化的每天根據(jù)不同的模式激活系統(tǒng))上來操作系統(tǒng)。

照明控制器34可操作用于控制照明元件32的操作。照明控制器34可以與控制器31分離(如圖所示)，或者照明控制器34可以集成在控制器31內(nèi)。照明控制器34可操作用于控制由每個(gè)照明元件32發(fā)射的光的強(qiáng)度和波長(zhǎng)。照明控制器34還可以在連續(xù)的或時(shí)變基礎(chǔ)(例如，周期性或非周期性基礎(chǔ))上激活和/或調(diào)暗照明元件32，如下文進(jìn)一步詳細(xì)描述。

照明控制器34可以一致地操作照明元件32，這樣使得所有照明元件被同步激活和去激活，并且/或者使得所有照明元件以相同照明強(qiáng)度或調(diào)光被激活?？商娲?，照明控制器34可以不同地操作不同組的照明元件32，例如以使得第一組照明元件32被激活持續(xù)一段特定的時(shí)間(和/或以特定的強(qiáng)度水平)，并且使得第二組照明元件32被激活持續(xù)一段不同的時(shí)間(和/或不同的強(qiáng)度水平)。

在一些實(shí)施例中，照明控制器34可操作用于控制由照明元件32發(fā)射的光的波長(zhǎng)。具體地說，多個(gè)照明元件32可包括多組照明元件32，照明元件各自可操作用于產(chǎn)生具有不同波長(zhǎng)的光。例如，多個(gè)照明元件32可以包括第一組照明元件和第二組照明元件，第一組照明元件可操作用于產(chǎn)生具有在波長(zhǎng)的第一范圍(例如，410-450nm、450-495nm或其他窄波長(zhǎng)范圍)內(nèi)的波長(zhǎng)的光，并且第二組照明元件可操作用于產(chǎn)生具有與第一范圍不同并且不重疊的第二波長(zhǎng)范圍(例如，410-450nm、450-495nm或其他窄波長(zhǎng)范圍)內(nèi)的波長(zhǎng)的光。注意，當(dāng)超過90％或超過95％的由光源發(fā)射的照明能量在指定的窄波長(zhǎng)范圍內(nèi)時(shí)，光源可操作用于產(chǎn)生具有基本上集中在波長(zhǎng)的指定范圍(例如，410-450nm，450-495nm或其他窄波長(zhǎng)范圍)內(nèi)的光譜的光。在一些實(shí)例中，因此光源也可發(fā)射在指定范圍之外的少量光(例如，小于照明能量的10％，或小于5％)。多個(gè)照明元件32可以進(jìn)一步包括另外組的照明元件，可操作用于產(chǎn)生具有其他波長(zhǎng)的光。照明控制器34可操作用于分別控制每組照明元件23，并且由此可以通過選擇性地激活在相應(yīng)照明強(qiáng)度下的不同組照明元件23來調(diào)整由多個(gè)照明元件23發(fā)射的光的波長(zhǎng)范圍。

一般來說，設(shè)置在孵化設(shè)備10內(nèi)的蛋被保護(hù)免受存在于孵化設(shè)備10外部的光和其他輻射。由于這種保護(hù)(包括由孵化設(shè)備10提供的保護(hù))，因此蛋30可僅暴露(或基本上僅暴露)于由孵化設(shè)備10中的在孵化期間被激活的照明元件23發(fā)射的光的波長(zhǎng)范圍。此外，照明控制器34可操作用于確保在孵化期或在其中指定范圍的波長(zhǎng)被施加到蛋的期間，未激活產(chǎn)生具有基本上集中在指定范圍之外的波長(zhǎng)的光的照明元件23。

例如，在圖1C所示的托盤28的區(qū)域“r”中，提供了兩組不同的照明元件32：第一組照明元件32a可操作用于發(fā)射在一個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光，而第二組照明元件32b可操作用于發(fā)射在另一個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光。照明控制器34可操作用于分別地控制照明元件32a和32b的組，這樣使得每組可以在不同的時(shí)間下并且以與其他組的照明元件不同的強(qiáng)度被激活。不同組的照明元件可以類似地被設(shè)置在區(qū)域“r”外部的托盤28的其余部分上，包括在托盤28的另一個(gè)表面上。

在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)照明元件32包括發(fā)射藍(lán)色波長(zhǎng)(450-495nm)光、紫外光或電磁輻射的照明元件32。照明元件32由照明控制器34控制，該照明控制器可操作用于調(diào)暗光的強(qiáng)度，以便將強(qiáng)度降低至小于3流明。因此，在整個(gè)內(nèi)部腔體24中發(fā)射恒定的低強(qiáng)度波長(zhǎng)光。光可以是窄頻率或單色的，以引導(dǎo)希望的光的精確波長(zhǎng)。此外，盡管被描述為低強(qiáng)度，但是如果控制器34需要，可以提供更高強(qiáng)度的光波長(zhǎng)。另外，在由于LED照明元件的特性而將LED元件用作照明元件32的實(shí)施例中，燈可以持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間處于打開狀態(tài)。

在同一個(gè)或另一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)照明元件32包括發(fā)射具有從410-450nm范圍的波長(zhǎng)的光的照明元件32。照明元件32進(jìn)一步由照明控制器34控制，該照明控制器可操作用于調(diào)暗光的強(qiáng)度，以便將強(qiáng)度降低至小于3流明。因此，在整個(gè)內(nèi)部腔體24中發(fā)射恒定的低強(qiáng)度波長(zhǎng)光。此外，盡管被描述為低強(qiáng)度，但是如果控制器34需要，可以提供更高強(qiáng)度的光波長(zhǎng)。

雖然光的強(qiáng)度可以被減小至小于3流明，但光的強(qiáng)度類似地可以被增加至800流明、1000流明或更多的輸出。類似地，雖然光持續(xù)時(shí)間可以是諸如天、周或月的長(zhǎng)時(shí)間段，但光與暗期之間的持續(xù)時(shí)間也可以由照明控制器34控制到小時(shí)、分鐘、秒，以及甚至毫秒的精度。

在其他實(shí)施例中，多個(gè)照明元件32在同一托盤28上包括發(fā)射電磁輻射和在紫外/藍(lán)色波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光的照明元件，以及發(fā)射在紅色波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光的照明元件。

加濕器36也與內(nèi)部腔體24相聯(lián)，并且優(yōu)選地附接到頂壁18。加濕器36具有一個(gè)管狀元件，當(dāng)門26關(guān)閉時(shí)，該管狀元件可以增加內(nèi)部腔體24內(nèi)的濕度水平。加濕器36可以包括一個(gè)用于接收水的水輸入端口。以這種方式，可以控制內(nèi)部腔體24內(nèi)的濕度，以提供從0％濕度至100％濕度的任何相對(duì)濕度，這樣使得內(nèi)部腔體24的濕度被預(yù)先確定。優(yōu)選地，該濕度保持在50％-80％濕度的范圍內(nèi)。在一些實(shí)例中，除濕器也可以用于將濕度保持在預(yù)先確定的范圍內(nèi)。

加熱器38也電連接到電源33，并且被設(shè)置在內(nèi)部腔體24內(nèi)以在內(nèi)部腔體內(nèi)提供預(yù)先確定量的熱量。優(yōu)選地，孵化設(shè)備10的內(nèi)部腔體24在孵化期間保持在90華氏度與110華氏度之間的溫度。

在一個(gè)實(shí)施例中，磁場(chǎng)源40與孵化設(shè)備10相聯(lián)，并且被安裝在內(nèi)部腔體24內(nèi)以形成通過或影響設(shè)置在腔體24中的蛋30的預(yù)先確定的磁通量。

圖2是示出一種用于使用光源控制卵生胚胎性別的方法200的步驟的流程圖。該方法可以使用諸如孵化設(shè)備10的孵化設(shè)備或使用任何其他適當(dāng)?shù)脑O(shè)備來進(jìn)行。

方法200開始于步驟201，其中照明元件(例如，照明元件23，諸如LED)沿著蛋支撐托盤被設(shè)置。在其中使用孵化設(shè)備10的實(shí)施例中，蛋支撐托盤是托盤28。照明元件可以被安裝在蛋支撐托盤上，如圖1C和1D所示，包括在蛋支撐托盤的上表面和/或下表面上。可替代地或另外地，照明元件可以被安裝在內(nèi)部腔體24的側(cè)表面上，以便沿著蛋支撐托盤被設(shè)置并且照射蛋支撐托盤的上表面和/或下表面。照明元件可發(fā)射在一個(gè)預(yù)先確定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光，并且以不同波長(zhǎng)范圍發(fā)射光的不同組的照明元件可沿著支撐托盤被設(shè)置。

在步驟203中，蛋被設(shè)置在蛋支撐托盤上，在該蛋支撐托盤旁邊已設(shè)置有照明元件。在其中使用孵化設(shè)備10的實(shí)施例中，蛋30被設(shè)置在位于托盤28上或托盤28中的槽、孔35或杯內(nèi)，并且被構(gòu)造成將蛋30保持在適當(dāng)位置。這些蛋被設(shè)置成是間隔開的并且均勻地分布在蛋支撐托盤上，以確保由照明元件發(fā)射的光能夠基本上到達(dá)每個(gè)蛋30的整個(gè)外表面。

一旦蛋處于支撐托盤上的適當(dāng)位置，則在步驟205中將預(yù)先確定的環(huán)境條件施加到這些蛋。環(huán)境條件可以包括預(yù)先確定的濕度和溫度水平。環(huán)境條件可以進(jìn)一步包括施加一個(gè)磁場(chǎng)。環(huán)境條件可以另外地包括例如由托盤致動(dòng)器39提供的運(yùn)動(dòng)或致動(dòng)，該托盤致動(dòng)器可操作用于在旋轉(zhuǎn)軸37上旋轉(zhuǎn)托盤28。一般來說，根據(jù)一個(gè)預(yù)先確定的多天時(shí)間表來施加環(huán)境條件，這樣使得不同的環(huán)境條件可以在不同的天和/或每天的不同時(shí)間被施加。通常選擇環(huán)境條件以促進(jìn)多個(gè)蛋的孵化。

在施加環(huán)境條件的過程中，除環(huán)境條件之外，在步驟207中將預(yù)先確定的照明條件施加到蛋。選擇照明條件以促進(jìn)在蛋中產(chǎn)生具有所選擇性別的胚胎。照明條件可以包括由照明元件提供給蛋30的預(yù)先確定波長(zhǎng)的光，以及針對(duì)每個(gè)波長(zhǎng)提供的預(yù)先確定的照明強(qiáng)度。通常根據(jù)一個(gè)多天時(shí)間表來施加照明條件，這樣使得可以根據(jù)在多天時(shí)間表上施加的環(huán)境條件，在不同的天和/或每天的不同時(shí)間施加不同的照明條件。照明條件可以包括用具有基本上集中在波長(zhǎng)的指定范圍(例如，410-450nm、450-495nm或其他窄波長(zhǎng)范圍)內(nèi)的光譜的光來照射蛋30，這樣使得超過90％或超過95％的照射蛋的照明能量在指定的窄波長(zhǎng)范圍內(nèi)。注意，蛋也可接收在指定范圍之外的少量光(例如，小于照明能量的10％，或小于5％)。

當(dāng)確定對(duì)于環(huán)境條件和/或照明條件的調(diào)節(jié)并且施加到蛋30時(shí)，可重復(fù)進(jìn)行步驟205和207。當(dāng)被設(shè)置在支撐托盤上的蛋的孵化期已期滿時(shí)，在步驟209中將蛋30和/或來自蛋30的幼體從環(huán)境中移除。

在操作中，可以選擇在步驟207中施加到蛋的預(yù)先確定照明條件來控制包含在蛋30中的胚胎的性別。例如，當(dāng)希望來自多個(gè)蛋30或胚胎的雌性禽類后代(諸如火雞)的百分比增加時(shí)，通過預(yù)先確定的電磁輻射、UV或藍(lán)光來照射這些蛋或胚胎。另外，還在孵化設(shè)備10中提供預(yù)先確定的濕度和磁場(chǎng)。其結(jié)果是，蛋中的酶活性以一種可逆的方式被控制。

確切地說，P450芳香酶的“P450”來源于它的光譜吸收特性(光子450nm)。如果這種分子吸收光，則它必須將其轉(zhuǎn)化成另一種形式的能量。吸收的能量不用于驅(qū)動(dòng)化學(xué)反應(yīng)，也不轉(zhuǎn)化成輻射。因此，熱，或者可能是電子低到高的自旋躍遷必須是副產(chǎn)物。這導(dǎo)致將潛在的雄性禽類轉(zhuǎn)化成雌性禽類的酶的增強(qiáng)或控制。

在另一個(gè)實(shí)施例中，DMRT1蛋白表達(dá)減少以引起性別反轉(zhuǎn)。確切地說，在孵化的第一天(例如，在孵化的第0-6天期間)用近UV光或藍(lán)光(例如，具有大約430nm的波長(zhǎng)的光，諸如具有基本上集中在410nm-450nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)的光)來照射蛋30，從而減少DMRT1蛋白表達(dá)。因此，由于蛋30暴露于近UV光或藍(lán)光而引起的蛋30中的較低水平DMRT1導(dǎo)致較少的雄性后代和較多的雌性后代在蛋中發(fā)育。

以這種方式，光的波長(zhǎng)可以用于控制P-450芳香酶的合成或降低DMRT1蛋白表達(dá)，并且因此在受精期間控制或轉(zhuǎn)向禽類的性別，這樣使得與未使用電磁輻射、UV或藍(lán)光照射的多個(gè)蛋的對(duì)照組相比，由孵化產(chǎn)生更大百分比的雌性動(dòng)物或更大百分比的雄性動(dòng)物。在一個(gè)實(shí)施例中，相對(duì)于在其中未施加在指定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的照射的對(duì)照組中所發(fā)現(xiàn)的比率，獲得雌性與雄性比率的至少5％的增加。在另一個(gè)實(shí)施例中，相對(duì)于在對(duì)照組蛋中所觀察到的比率，照射的蛋中雌性與雄性的比率增加至少10％。

具體地說，使用受精的火雞蛋和受精的雞蛋來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試。將蛋放置在一個(gè)諸如孵化設(shè)備10的孵化設(shè)備中，該孵化設(shè)備具有被設(shè)置在孵化期間圍繞蛋的托盤28上的照明元件32。確切地說，將產(chǎn)生大約450nm的單色藍(lán)光的LED照明元件安裝在托盤上，并且用于在孵化期間照射蛋持續(xù)孵化的大約第一個(gè)84小時(shí)(3.5天)。將孵化設(shè)備10放置在這樣的環(huán)境中：使得僅來自托盤28的照明元件32的光到達(dá)蛋，并且蛋被放置成緊鄰該孵化設(shè)備內(nèi)的照明元件32。在放置到孵化設(shè)備10中之前，將火雞蛋在大約40-50華氏度的溫度下存儲(chǔ)數(shù)小時(shí)，并且然后在放置到孵化設(shè)備10中之前達(dá)到室溫。

在實(shí)驗(yàn)測(cè)試中，首先在孵化的第一天將火雞蛋裝入孵化設(shè)備10，并且在孵化的第二天加入雞蛋。在孵化的每一天記錄設(shè)備10中的濕度、孵化溫度以及設(shè)備10外部的環(huán)境室溫。將濕度保持在大約56％，并且孵化溫度在98華氏度-100華氏度之間。室溫典型地在67華氏度與73華氏度之間變化，盡管房間有幾次達(dá)到了在80華氏度-90華氏度范圍內(nèi)的溫度。在孵化大約三周后，從孵化設(shè)備中取出蛋，并且確定蛋中胚胎的性別。

在初始測(cè)試過程中，確定雌性火雞胚胎與雄性火雞胚胎的比率為大約2:1。此外，在初始測(cè)試過程中，發(fā)現(xiàn)了許多雌雄同體的火雞胚胎。在進(jìn)一步分析后，確定雌雄同體的火雞為雌性，并且獲得雌性火雞胚胎與雄性火雞胚胎的比率為3:1。這個(gè)比率與根據(jù)典型孵化方法(其中不施加在此描述的預(yù)先確定的照明條件)所獲得的孵化的火雞蛋的雌性與雄性大約1:1的比率形成鮮明對(duì)比。此外，與使用典型孵化方法的工業(yè)中的約85％的孵化率水平相比，實(shí)驗(yàn)中的火雞蛋具有100％的孵化率，因此表明施加藍(lán)色波長(zhǎng)光改善了諸如火雞的禽類的孵化率。

對(duì)于雞蛋，多個(gè)有性別的蛋被確定為雌雄同體。如通過在火雞胚胎中觀察到的3:1的性別比率和通過雌雄同體雞胚胎所證明的，光可以用于控制或影響蛋中的胚胎的性別，特別是在禽類物種中。盡管實(shí)驗(yàn)測(cè)試僅使用藍(lán)光，但其他波長(zhǎng)的光，包括但不限于紫外線、綠色、黃色、橙色、紅色以及紅外光的施加也可以用于在不同程度上控制蛋中的胚胎的性別。

根據(jù)優(yōu)選的方案，在孵化的第一個(gè)六個(gè)半(6.5)天期間，在步驟207中用具有所選擇波長(zhǎng)范圍(例如，390-419nm、410-450nm，420-450nm、450-495nm或另一個(gè)適當(dāng)范圍)的光來照射蛋或胚胎，每天至少持續(xù)一小時(shí)的時(shí)間。在一個(gè)實(shí)施例中，在孵化期的第一個(gè)三個(gè)半(3.5)或四個(gè)半(4.5)天期間，使用具有所選擇波長(zhǎng)的光來照射胚胎，每天持續(xù)至少一小時(shí)?？商娲?，在孵化的第零(0)天至第六個(gè)半(6.5)天，使用具有所選擇波長(zhǎng)范圍的光來照射胚胎，每天持續(xù)二十四(24)小時(shí)。可替代地，考慮在孵化的第一個(gè)六個(gè)半天(6.5)期間每天(或在另一個(gè)適當(dāng)?shù)闹芷谛曰A(chǔ)上)施加的其他照射時(shí)段。

盡管不同波長(zhǎng)的光可以用于增加雄性與雌性的比率或者增加雌性與雄性禽類胚胎的比率(與對(duì)照組比率相比)，類似地，施加到蛋的光或流明輸出的強(qiáng)度可以具有效果。因此，取決于禽類物種，無論是火雞、雞、鴨等，與在類似的控制情形(其中未施加具有所選擇波長(zhǎng)和強(qiáng)度的光)中提供的百分比相比，可以確定精確的波長(zhǎng)和強(qiáng)度(例如，流明的量或數(shù)量)以優(yōu)化在使用照明時(shí)從多個(gè)蛋出生的雄性或雌性的百分比的增加。

類似地，在此描述的系統(tǒng)和方法可以施加到其他卵生物種的蛋，包括魚、兩棲動(dòng)物、爬行動(dòng)物、哺乳動(dòng)物等。在一個(gè)實(shí)施例中，照明元件32是多個(gè)水下照明裝置，類似于在格拉伊察爾等人的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?3/715,904中披露的那些，該專利全部并入本文。照明元件32向位于它們附近的魚卵提供不同波長(zhǎng)的光。光被水下生命(諸如鮭魚)的卵接收，并且用于控制鮭魚或其他物種的性別。在一個(gè)實(shí)施例中，具有大約450nm的藍(lán)色波長(zhǎng)的光被施加到卵，并且與未施加這種波長(zhǎng)的光的對(duì)照組相比，引起雌性與雄性的比率的增加。類似地，在另一個(gè)實(shí)施例中，與未施加這種波長(zhǎng)的光的對(duì)照組相比，具有在可見光吸收的索雷譜帶(從約390nm-419nm)中的波長(zhǎng)的光引起雄性與雌性的比率的增加?？深愃频乩煤桶l(fā)射其他波長(zhǎng)的光以優(yōu)化效果并且考慮穿過水行進(jìn)的光的效果。

在圖3和4所示的其中水生生物的性別將被控制或確定的一個(gè)說明性實(shí)施例中，提供了一種具有一個(gè)箱體515和鄰接的壁520的水族箱系統(tǒng)510，這些鄰接的壁形成一個(gè)具有開口頂部525的內(nèi)部腔體522，以便容納一定體積的水和水生生物530，包括本領(lǐng)域已知的幼體和卵。還提供一種具有一個(gè)主體540的照明設(shè)備535，該主體具有用于接合鄰接的側(cè)壁520的頂表面的尺寸和形狀。在一個(gè)實(shí)施例中，主體540具有一個(gè)接合鄰接的側(cè)壁520的周邊凸緣545，這樣使得主體540被設(shè)置在箱體515內(nèi)。

類似于先前的實(shí)施例，控制器550電連接到照明設(shè)備535以致動(dòng)照明設(shè)備535上的多個(gè)照明元件32a和32b。照明元件32a和32b發(fā)射在390nm至460nm范圍內(nèi)的光，引起化學(xué)反應(yīng)以促進(jìn)或抑制DMRT1產(chǎn)生，并且因此控制或確定水生生物530的性別?？商娲?，大約390nm-395nm、425nm-430nm和/或450nm波長(zhǎng)光分別是由第一照明元件32a和第二照明元件32b提供的。在其他實(shí)施例中，使用440-460nm波長(zhǎng)的預(yù)先確定的限制范圍。如前所述，光在一個(gè)實(shí)施例中是恒定的，但在其他實(shí)施例中是間歇的，這提供了光和暗的交替時(shí)段，其中光的周期或時(shí)段小于1秒并且甚至小于3ms，在此之后暗的周期或時(shí)段類似地可以小于1秒或甚至小于3ms。一個(gè)透明蓋555在照明元件32a和32b上延伸，并且在一個(gè)實(shí)施例中是由丙烯酸材料制成的。蓋555防止水接觸鄰近箱體內(nèi)水的照明設(shè)備535表面上的照明元件32a和32b和/或驅(qū)動(dòng)電路(未示出)。

在操作中，箱體515充滿水并且在其中具有諸如幼體的水生生物。然后將照明設(shè)備535放置在箱體515中的開口上。任選地，箱體的壁520是由不透明材料制成的，因此沒有除了由照明設(shè)備535提供的光之外的光被送達(dá)到箱體515的內(nèi)部。然后，控制器550用于提供來自照明元件的光的希望的預(yù)先確定波長(zhǎng)、強(qiáng)度和調(diào)制，以在孵化期間照射蛋。

在代表申請(qǐng)人進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，將羅非魚幼體放置在箱體515中，并且照明設(shè)備的照明元件32a和32b以450nm波長(zhǎng)發(fā)射光(例如，具有集中在440-460nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)的光)。使一個(gè)組進(jìn)行450nm處理五(5)天，并且另一個(gè)組進(jìn)行450nm處理四十五(45)天。然后對(duì)兩組進(jìn)行性別確定，看看是否將顯示大約50％-50％的自然界已知的雄性與雌性比率。在暴露于450nm光45天的組中，在七(7)個(gè)取樣中，發(fā)現(xiàn)五(5)個(gè)雄性，一(1)個(gè)雌性和一(1)個(gè)雌雄間體(存在兩種器官)。對(duì)于在450nm下處理五(5)天的組，取五(5)個(gè)樣本，其中四(4)個(gè)雄性和僅一(1)個(gè)雌性?？傊?，對(duì)于接受450nm處理的十二(12)個(gè)羅非魚樣品，九(9)個(gè)是雄性，兩(2)個(gè)是雌性，并且一(1)個(gè)是不尋常的雌雄間體。因此，經(jīng)歷450nm處理的羅非魚具有比雌性顯著更多的雄性，因?yàn)樗鼈兊男詣e基于照明設(shè)備被控制或確定為雄性。因此，通過集中具有預(yù)先確定波長(zhǎng)的光，可以控制或確定水生生物530的性別。

在此實(shí)施例中，雖然所提供體積的水是在水族箱系統(tǒng)510中的，但在不脫離本披露的范圍的情況下，也考慮任何地方的一定體積的水，包括但不限于河流、湖泊、海洋等。此外，本披露還考慮了除羅非魚之外的其他水生生物，并且僅呈現(xiàn)在所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)的一個(gè)實(shí)例中。

因此，提供了一種用于控制包括禽類和魚類(或其他水生)胚胎的胚胎性別的方法和完成該方法的裝置。具體地說，通過使用優(yōu)選地為AC驅(qū)動(dòng)LED照明組件的照明組件，向多個(gè)禽類胚胎或魚類(或其他水生)胚胎提供不同波長(zhǎng)和強(qiáng)度光。其他影響因素可以包括將蛋暴露于預(yù)先確定的濕度和磁特性。其結(jié)果是，與未接收這種波長(zhǎng)和強(qiáng)度的光的胚胎相比，來自多個(gè)胚胎的雄性或雌性的百分比增加至少5％。因此，對(duì)于產(chǎn)蛋操作，可以增加從多個(gè)蛋獲得的雌性動(dòng)物的比率，從而使從多個(gè)蛋獲得的蛋層的量最大化。這由此減少了必須安樂死或丟棄的禽類的數(shù)量，提高效率并且最大化利潤(rùn)。

除非另外說明，否則在本說明書中闡述的包括在隨后權(quán)利要求書中的所有的測(cè)量、值、等級(jí)、位置、幅值、大小及其他規(guī)范均為近似的，而不是準(zhǔn)確的。它們意在具有與它們有關(guān)的功能一致以及與它們所屬領(lǐng)域中的習(xí)慣一致的合理的范圍。

保護(hù)范圍僅由下面的權(quán)利要求限定。該范圍旨在并且應(yīng)被解釋為根據(jù)本說明書和隨后的審查歷史解釋時(shí)與權(quán)利要求中使用的語言的普通含義一致的那樣寬泛并且涵蓋所有結(jié)構(gòu)和功能等價(jià)物。盡管如此，沒有一項(xiàng)權(quán)利要求旨在包括不能滿足專利法第101、102或103節(jié)的要求的主題，也不應(yīng)以這種方式對(duì)它們進(jìn)行解釋。因此，對(duì)此類主題的任何非預(yù)期的吸納都被放棄。

除了以上剛剛所述的，無論權(quán)利要求中是否有敘述，已論述或說明的任何內(nèi)容都不解釋成專指那些已公布的任何部件、步驟、特性、目標(biāo)、益處、優(yōu)點(diǎn)或等價(jià)物。

應(yīng)理解，除非在此另外闡述了特定意義，否則在此使用的術(shù)語和表達(dá)具有普通意義，這些普通意義與關(guān)于所對(duì)應(yīng)的各自的調(diào)查和研究領(lǐng)域的這些術(shù)語和表達(dá)相一致。關(guān)系性術(shù)語諸如第一和第二等僅僅可用來將一個(gè)實(shí)體或動(dòng)作與另一個(gè)實(shí)體或動(dòng)作區(qū)分開而沒有必要要求或暗示這類實(shí)體或動(dòng)作之間的任何真實(shí)的這種關(guān)系或順序。術(shù)語“包括(comprises)”、“包括(comprising)”或其任何其他變體意圖涵蓋非排它性的包括，這樣使得包括一系列要素的過程、方法、物品、或裝置不僅包括那些要素，并且可包括沒有明確列出或這種過程、方法、物品、或裝置所固有的其他要素。在沒有進(jìn)一步限制的情況下，以“一個(gè)(a)”或“一個(gè)(an)”開始的元件不排除在包括該元件的過程、方法、物品、或裝置中存在另外的相同元件。

提供本披露的摘要以允許讀者快速確定技術(shù)性披露的本質(zhì)。應(yīng)理解摘要的提交不是用來解釋或限制權(quán)利要求書的范圍或含義。此外，在上文詳細(xì)描述中，可以看出，為達(dá)合理化本披露的目的，不同特征被共同組合在不同實(shí)施例中。本披露的這種方法不應(yīng)解釋為反映以下意圖：所要求的實(shí)施例要求比每項(xiàng)權(quán)利要求中明確敘述的特征更多的特征。相反，如以下權(quán)利要求反映，本發(fā)明主題存在于所披露的單個(gè)實(shí)施例的少于全部特征中。因此，以下權(quán)利要求均在此并入詳述中，其中每項(xiàng)權(quán)利要求自身可作為分別要求的主題。

盡管前面已描述了被認(rèn)為是最佳的模式和/或其他實(shí)例，但應(yīng)理解，可在其中進(jìn)行不同修改，并且在此披露的主題可以不同形式和實(shí)例來實(shí)現(xiàn)，并且傳授內(nèi)容可應(yīng)用于許多應(yīng)用，在此僅描述了其中的一些應(yīng)用。所附權(quán)利要求旨在要求保護(hù)落入本傳授內(nèi)容的真實(shí)范圍內(nèi)的任何和所有應(yīng)用、修改和變化。