人工种子

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农业生产中使用的天然种子,一般都是由种皮胚乳和胚三部分构成。种皮通常在种子的外层起保护作用;胚乳含有大量的营养物质,是种苗萌发生长不可缺少的营养来源;胚由胚芽、胚轴胚根和子叶构成,将来发成植株。农业生物技术的发展,通过组织培养技术,可把植物组织的细胞培养成在形态及生理上与天然种子胚相似的胚状体,也叫作体细胞胚。这种体细胞胚有于叶、根、茎分生组织的结构。科学家把体细胞胚包埋在胶囊内形成球状结构,使其具备种子机能。所以,人工种子是一种人工制造的代替天然种子的颗粒体,可以直接播种于田间。

■人工种子的优点主要是:第一,通过组织培养的方法可以获得数量很多的胚状体(1L培养基中可产生10万个胚体),而且繁殖速度快,结构完整;第二,可根据不同植物对生长的要求配置不同成分的“种皮”;第三,在大量繁殖苗木和用于人工造林方面,人工种子比采用试管苗的繁殖方法更能降低成本,而且方便机械化播种,可节省劳动力;第四,体细胞胚是由无性繁殖体系产生的,因而可以固定杂种有时;第五,可以在人工种子中加入某些农药、菌肥、有益微生物、激素等;第六,胚状体发育的途径可以作为高等植物基因工程遗传工程的桥梁。  

人工种子的概念

人工种子(artificial seeds)又称合成种子(synthetic seeds)或体细胞种子(somatic seeds)。是将植物立体培养产生的体细胚包埋在含有营养成分和保护功能的物质中,再适宜的条件下发芽出苗。人工种子的概念首先是1978年由Murashige在第四届国际植物组织细胞培养大会上提出的。他认为随着组织培养技术的不断发展,可以用少量的外植体同步培养出众多的胚状体,这些胚状体被包埋在某种胶囊内使其具有种子的功能,可以直接用于田间播种。

日本学者Kamada1985年首先将人工种子的概念延伸,认为使用适当的方法包埋组织培养所获得的具有发育成完整植株的分生组织(芽,愈伤组织,胚状体和生长点等),可取代天然种子播种的颗粒体均为人工种子。

中国科学家陈正华等(1998)将人工种子的概念进一步扩展为:任何一种繁殖体。无论是涂膜胶囊中包埋的。裸露的或经过干燥的,只要能够发育成完整植株的均可称之为人工种子。

人工种子的制作

种子能发育出新的植物体,首先是因为它有一个具有生活力的胚。科学工作者能够采用高科技手段,将其某些植物细胞在试管中培育成胚状体,再用富含营养物质和其他必要成分的凝胶物将胚状体包裹起来,制成人工种子。当条件适宜时,胚状体就像真正的种子那样萌发成幼苗。  

人工种子的优点

与天然种子相比,人工种子可能有很多优点。比如,生产人工种子不受季节限制,可能更快地培养出新品种来还可以在凝胶包裹物里加入天然种子可能没有的有利成分,使人工种子具有更加好的营养供应和抵抗疾病的能力,从而获得更加茁壮生长的可能性。

天然种子由于在遗传上具有因减数分裂引起的重组现象,因而会造成某些遗传性状的改变;天然种子在生产上受季节限制,一般每年只繁殖1~2次,有些甚至十几年才繁殖一次。而人工种子则可以完全保持优良品种的遗传特性,生产上也不受季节的限制。

试管苗的大量贮藏和运输也是相当困难的。人工种子则克服了这些缺点,人工种子外层是起保护作用的薄膜,类似天然种子的种皮,因此,可以很方便地贮藏和运输。

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