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栽培新技術(shù)——人工種子

來源：作者：發(fā)布時間：2013-07-23 17:14

人工種子(artificialseed)是人為制造的種子，它是一種含有植物胚狀體或芽、營養(yǎng)成分、激素以及其他成分的人工膠囊。植物組織培養(yǎng)可以誘導植物組織產(chǎn)生胚狀體，這種結(jié)構(gòu)與來自正常有性生殖的合子胚十分相似。將胚狀體包裹在含有營養(yǎng)成分和保護功能的膜內(nèi)，就可以做成人工種子，在適宜條件下，這種人工種子與天然種子一樣，可以發(fā)芽出苗。人工種子是在植物的快速繁殖技術(shù)上發(fā)展起來的，它的主要優(yōu)點是：繁殖速度很快，可以用發(fā)酵罐大量生產(chǎn)，生產(chǎn)成本比試管苗低，且體積小，易于運輸?shù)取Ｈ斯しN子的前景十分誘人。
　　人工種子（artificialseeds，syntheticseeds）的概念最早是由Murashige(1978)提出的，是指通過組織培養(yǎng)技術(shù)，將植物的體細胞誘導成在形態(tài)上和生理上均與合子胚相似的體細胞胚，然后將它包埋于有一定營養(yǎng)成分和保護功能的介質(zhì)中，組成便于播種的類似種子的單位。人工種子首先應該具備一個發(fā)育良好的體細胞胚（即具有能夠發(fā)育成完整植株能力的胚）；為了使胚能夠存在并發(fā)芽，需要有人工胚乳，內(nèi)含胚狀體健康發(fā)芽時所需的營養(yǎng)成分、防病蟲物質(zhì)、植物激素；還需要能起保護作用以保護水分不致喪失和防止外部物理沖擊的人工種皮。通過人工的方法把以上3個部分組裝起來，便創(chuàng)造出一種與天然種子相類似的結(jié)構(gòu)——人工種子。

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　　由于人工種子是通過無性繁殖產(chǎn)生的，與天然種子相較，人工種子可以工廠化生產(chǎn)和貯存；可以減少具有雜種一代優(yōu)勢的作物的育種程序；可以快速繁殖結(jié)實率低或難以用種子繁殖、育性欠佳的作物；可以快速推廣優(yōu)良種質(zhì)資源；人工種子還具有節(jié)約種源、土地，不受季節(jié)限制的優(yōu)點。因此，受到許多國家的重視，我國已將人工種子的研究列入了863高新技術(shù)發(fā)展計劃。Kitto等（1981）用聚氧乙烯包裹胡蘿卜胚狀體首次制成了人工種子。經(jīng)過20余年的研究，人工種子的研究取得了很大進展，除了胡蘿卜、苜蓿、芹菜、水稻、玉米、甘薯、棉花、西洋參、小麥、煙草、大麥、油菜、百合、萵苣、馬鈴薯等農(nóng)作物種子外，花卉和林木人工種子如長壽花、水塔花、白云杉、黃連、刺五加、橡膠樹、柑桔、云杉、檀香、黑云杉、桑樹、楊樹等都有成功生產(chǎn)的報道。
　　人工種子的制備方法與技術(shù)要求
　　人工種子制備包括胚狀體的誘導與同步化、人工種子的包埋、人工胚乳的制作、人工種皮的制作、人工種子貯藏等步驟內(nèi)容。
　　胚狀體的誘導與同步化
　　生產(chǎn)高質(zhì)量的胚狀體是制作人工種子的關(guān)鍵。從目前的研究結(jié)果來看，并不是所有的植物種子都開發(fā)出了胚狀體培養(yǎng)發(fā)生技術(shù)。不同植物的體細胞的培養(yǎng)亦有難易。在生產(chǎn)人工種子時，要求胚狀體具有可觀的成株率，甚至超過天然種子。苗木網(wǎng),999miaomu.com
　　胚狀體的誘導：胚狀體可從懸浮培養(yǎng)的單細胞得到，也可通過試管培養(yǎng)的愈傷組織、花粉或胚囊獲得。胚狀體一般在培養(yǎng)物的表面產(chǎn)生，其形狀與合子胚類似，但胚狀體卻是無性繁殖的產(chǎn)物。實際操作中，一般在試管中誘導出愈傷組織，并在含生長素的培養(yǎng)液中懸浮培養(yǎng)，然后置于含生長素的發(fā)酵罐中，使細胞迅速擴增，再將細胞移入無生長素的發(fā)酵罐中誘導出大量胚狀體。
　　胚狀體同步化處理或分選：胚狀體的同步化是指促使所有培養(yǎng)的細胞或發(fā)育中的細胞團塊進入同一個分裂時期。只有同步化了細胞才可能成批地產(chǎn)出成熟胚胎。常用的方法有：
　　化學方法：饑餓法——將培養(yǎng)基中的一些重要成分反復去除和添加；阻斷法——在培養(yǎng)初期加如DNA合成抑制劑，如5-氨基脲嘧啶，阻斷細胞分裂的G1期。
　　物理方法：低溫處理法、過濾篩選法、滲透壓分離法、密度梯度離心法(體胚不同的發(fā)育階段密度有差異)等到胚狀體胎成熟以后，就可以進行人工種子的包埋了。其中過濾篩選法較實用、快速。
　　人工種子的包埋
　　人工種子的包埋關(guān)系到人工種子萌發(fā)、貯藏和生產(chǎn)應用等重要環(huán)節(jié)。Redenbaugh于1984年首次篩選出透水性好的海藻酸鈉作為胚狀體和不定芽的包埋劑。包埋方法主要有將胚狀體或小植株懸浮在一種粘滯的流體膠中直接播入土壤的液膠包埋法；將體細胞胚經(jīng)干燥后用聚氧乙烯等聚合物進行包埋的干燥包裹法；以及通過離子交換或溫度突變形成凝膠包裹材料的水凝膠法，Redenbaugh等用此法包裹單個苜蓿體細胞胚制成了人工種子，離體成株率達

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