人工种子与脱毒
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人工种子
1、人工种子的概念
植物人工种子概念有狭义和广义之分。
狭义的概念是指植物离体培养中产生的胚状体(包括体细胞胚和性细胞胚),包裹在含有养分和具有保护功能的物质中,并在适宜条件下能够发芽出苗的颗粒体。但由于技术原因以及花粉胚状体等性细胞胚有遗传分离或单倍体不育等不足,所以目前主要应用的是体细胞胚。胚状体是由非合子细胞分化形成的类似于胚的结构物,在一定条件下,其可以通过胚胎发育程序形成植株。自然界中仅在少数植物中偶尔发现有天然形成的胚状体。胚状体在其发育早期与不定芽十分相似,但胚状体具有明显的极性,可以分化出茎端和根端,同时它的维管束与其母体的维管束系统不是紧紧相连,所以,较易从母体脱离。
广义而言,人工种子是在胚状体或一块组织(顶芽、腋芽)、一个器官(小鳞茎等)之外加上必要的营养成分(人工胚乳)后,用具有一定通透性而无毒的材料将其包裹起来,形成的与天然种子相似的颗粒体。甚至不经包裹,作适当处理后直接播种发芽的体细胞胚,混在胶体物质中,用流质播种法直接播种的体细胞胚等也属于此类。但由于植物的种子有胚乳型与无胚乳型之分,对于无胚乳型植物的健壮胚体不需要加入人工胚乳也能在有菌条件下发芽,而有胚乳型植物的体细胞胚的生长需要附加人工胚乳,且其人工种子发芽成苗显著低于前者。
2、人工种子的基本制作流程
人工种子的制作主要包括胚状体的诱导、包裹制作与发芽试验。以海藻酸钠包裹细胞胚制作人工种子的研究可分为:愈伤组织诱导→ 体细胞胚诱导→ 体细胞胚的同步化→ 体细胞胚的分选→ 体细胞胚的包裹(相当于种子的胚乳或子叶)→ 包裹外膜 → 人工种子的贮藏→ 发芽成苗试验→ 检查体细胞变异程度及农艺研究。
林业科学 现代农业科技2012年第l6期 大花美人蕉种子脱毒组培快繁技术研究 祁建国 (上海大中生物种苗有限公司,上海201317) 摘要以脱毒的大花美人蕉种子为外植体,采用不同的消毒时间及不同的培养基、切割方法等研究美人蕉的组织培养,结果表明:美 人蕉种子消毒时间在5月较12月萌发率要高30%~40%;BA浓度适度的提高,有利于侧芽的分化;糖浓度对芽的分化生长有重要影响。 通过不同的试验观察,发现其中使用的3个配方:MS+2mg,LBA+8mg,LKT+0.2mg几NAA,MS+8mg/LBA+2mg,LKT+0.2m LNAA,MS+ 8 mg/LBA+O.1 mg/LIAA+6%糖,能较好地诱导分化丛生芽,植株生长比较稳定。 关键词大花美人蕉;种子脱毒;组培快繁 中图分类号¥682.2*2 文献标识码A 文章编号1007-5739(2012)16—0178-01 大花美人蕉(Canna generalis),又名红蕉昙花,原产于南 美及亚洲的印度等地,为美人蕉科美人蕉属多年生草本,具 肉质粗壮根茎。花瓣质地轻柔,直立而不反卷,叶丛高大、浓 绿,花色艳丽,宜作花镜背景或花坛中心栽植,也可丛植于 草坪边缘或绿篱前,展现其群体美,观赏性强。连续的营养 繁殖,易使病毒迅速传播,受病毒侵染的植物全身终生带 毒.目前尚无药物可治愈【l-21。国内外解决这一问题的有效途 径是培育无病毒苗,为加快大花美人蕉的无病毒化栽培繁 殖速度,笔者于2006--2008年进行了该品种的脱毒组培快 繁技术研究,采用现代生物技术方法对美人蕉种子进行脱 毒,再用组织培养法获得无病毒种苗,进一步建立无病毒种 苗无性系并进行快速繁殖,可迅速获得大批量优质、无病毒 美人蕉种苗,从而能够从根本上解决美人蕉花叶病防治等 问题。 1材料与方法 1.1供试材料 美人蕉种子:从日本泷井种苗公司(Takii&Co.,Ltd.)购 进,挑选颗粒饱满、无病虫害、表面光滑的美人蕉种子,将材 料在流水中冲洗干净。放置于烧杯中待用。 培养基与激素:MS培养基、1/2 MS培养基、pH值5.6,2% 一6%糖、8 mg/L KT、0.1-8.0 mg/L BA、0.1~0。5 ms/L NAA、 0.1 m LIAA、结冷胶、琼脂粉、肌醇。 1.2消毒处理 分2次进行消毒处理,其中一部分于2006年5月进行 消毒处理开始试验;剩余的冷藏处理,待2007年l2月进行 消毒处理开始试验。 1.3消毒方法 将超净工作台及无菌工作室的紫外灯打开,照射20 rain 后关闭紫外灯。操作前10 rain打开超净工作台,首先用70% 酒精擦拭工作台面及接触器皿和双手,将解剖刀、剪刀、镊 子放于95%酒精中浸泡2 rain后取出,在酒精灯火焰上灼烧 灭菌后备用。种子经水洗后,浸泡30min。然后用75%酒精 消毒30 s,经过无菌水清洗,再放入0.1%升汞中消毒7~8 min。 浸泡时用镊子轻轻搅动,使其与灭菌液有良好的接触。最后 用无菌水清洗4~5次,接着把接种的培养瓶口在火焰上灼烧 灭菌,然后将消毒后的种子置于培养基中,盖紧瓶盖,将接 种瓶放入培养室内培养,记录观察种子萌发状况 。 收稿日期2012—06—27 178 1.4培养条件 培养温度(28 ̄2) ̄C;相对湿度70%~80%;光照强度为 1 500Ix.光照时数10h/d。 2结果与分析 2.1不同时间处理对种子萌发的影响 消毒接种后,1周左右种子便开始萌发,根先出芽后生 长。第1批种子(2o06年5月消毒)萌发率很高,达到90%以 上:而第2批种子(冷藏后于2007年l2月消毒)的萌发率 明显下降,只有50%~60%。出现此差异可能是与种子在冷 藏过程中酶活性的下降有关。在萌发的种子中,有部分种子 不发育成芽,因而不能形成完整的植株;这种现象在第2批 处理的种子中尤为明显,而且芽萌发状况不整齐,有的甚至 需要2个月才形成完整植株。 2.2激素对大花美人蕉种子培养的影响 将完整的萌发芽去根后转接在MS+0.1 ms/L BA培养基 中,植株生长正常,有大量的根系生成,但没有萌发侧芽,每 4周转接1次,连续进行5次后,BA的浓度加至1~8 m L, 并添加了IAA、NAA。试验发现,在BA浓度较低时,生长性 能改变不大,无侧芽萌发,即使偶尔有2~3个侧芽的萌发, 但在下个转接周期中同样没有新芽的生成;当BA浓度为 8 mg,L时,有侧芽萌发的植株明显增多,其中部分植株在下 个生长周期中仍表现出有侧芽萌发的现象。从以上试验可 以看出:BA在一定范围内适度浓度的提高,有利于侧芽的 分化,但是BA浓度的极限值,还有待做极端的试验进行比 较确定。按科学理论来推测,BA浓度并非越高越好,高浓度 的BA反而会使分化率降低,芽体长势细弱[5- ̄1。IAA、NAA对 植株生长的影响不是很明显,KT还有待进一步试验观察。 2.3糖对大花美人蕉种子培养的影响 在生产培养中,发现有些芽在转接后叶片发褐,呈水浸 状死亡,有时甚至会影响到芽心,导致材料死亡,在调整糖 的浓度后,这种现象有所好转。说明糖浓度对芽的分化生长 有重要影响。 2.4肌醇对大花美人蕉种子培养的影响 对于肌醇是否有利于植株的生长,进行了3个周期的 试验观察,发现植株生长状况没有显著的差别。因此,可初 步断定肌醇对美人蕉的生长状况没有影响或影响不大。 2.5切割方法对大花美人蕉种子培养的影响 剥出1 mm左右的芽进行培养,生长比较缓慢,其中部 (下转第192页)
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胡萝卜人工种子制备技术
作者:高海秀
来源:《现代农业科技》2016年第13期
摘要 总结了胡萝卜人工种子制备技术,包括胡萝卜人工种子胚状体的诱导、人工种子的成熟与干燥、人工种子的包埋方法、人工种子的贮藏和萌发以及人工种子的应用前景,以供参考。
关键词 胡萝卜;人工种子;制备技术
中图分类号 S631.203+.8 文献标识码 B 文章编号 1007-5739(2016)13-0119-01
人工种子是当前体细胞胚胎学及遗传学研究中的一个重要课题。人工种子又称合成种子,一般是指离体培养条件下的植物材料,通过繁殖获得大量高质量的成熟胚状体,把这些胚状体外面包上有机化合物作为保护胚状体及提供营养的“种皮”,从而创造出与真种子类似的结构。因此,人工种子包括体细胞胚、人工乳胚和人工种皮3个部分。最外面一层为有机薄膜包裹,保护水分免于丧失和防止外部物理力量的冲击;中间含有胚状体所需要的营养成分和某些植物生长调节剂;最里面是胚状体或芽。
1 人工种子胚状体的诱导
将胡萝卜天然种子表面消毒,在无菌条件下发芽成无菌苗;切割下胚轴或子叶接种在含2,4-D 0.5~1.5 mg/L的MS培养基上诱导胚性愈伤组织;将胚性愈伤组织悬浮在MSo培养基中,诱导产生体细胞胚;每7~10 d更换1次培养液,振荡培养;扩大繁殖量或继代培养。
2 人工种子的成熟与干燥
繁殖体必须同步增殖并达到成熟方可用人工种子的制备。体细胞胚诱导成功后,必须转入成熟培养基,胡萝卜的体细胞胚的成熟培养基有以下3个步骤。
2.1 愈伤组织的诱导和保存
愈伤组织诱导所用的外植体可为无菌苗的下胚轴(长0.5 cm)或消毒叶柄(长0.5~1.0
cm)、贮藏(横切面0.5 cm2)。愈伤组织诱导培养基为MS+2.4-D 0.1~1.0 mg/L,蔗糖30
什么是人工种子
人工种子从外表看与普通种子相似,它也有胚、胚乳和种皮,播下去能发芽出苗,但它与普通种子有本质的不同。人工种子是无性种子,它的主体是通过组织培养技术得到的无性胚,再采用特殊的技术和材料给这些无性胚穿上合适的衣服,配上合适的营养,即包上胚乳和种皮,就成了人工种子。在人工种子制备中若与基因工程相结合,即在制备过程中按照需要导入外源基因,就能培育出抗虫、抗干旱的植物新品种。一旦人工种子的生产实现机械化,就可以在工厂中快速生产出大量优良品种。
优良基因的人工种子
科学家预言:21世纪将是一个种子的世界。美国和日本等国的高技术研究项目和欧共体的尤里卡计划,都把人工种子列入研究内容。我国在"863"高技术计划项目中,也包含了人工种子的研究内容。实验证明,优良基因的人工种子,有别于传统的天然种子。它的特性之一,在于获得优良基因后,除了可移人其他品种的长处,还可以使用多年。
随着人工种子的培育和发展,科学家们已先后给蔬菜品种增添了许多色彩。如多色的马铃薯,粉红色的菜花,紫色的包心菜,它们不但有助于诱发食欲,还有强化营养,并有一定的食疗作用。如袖珍蔬菜,有手指般的青瓜,拳头大的南瓜,像豆一样细小的蚕豆等。又如“巨型番茄”,每株高10米,亩产可达3000公斤,相当于普通大棚的五六倍。这种西红柿皮厚汁少,肉质甘甜,可保存一周左右。还如一种“吉康菜”,微带苦味,含有丰富的钙及维生素B1, B2, C及少量维生素A,被誉为“减肥菜”,等等
目前人工种子正在全球范围内受到重视。据不完全统计,世界各地研究成功的人工种子已在100种以上,包括水稻、上豆、胡萝卜、甘蔗、山芋等。在一些水源奇缺、上地贫瘠的地区,科学家还利用遗传工程技术培育出适应沙漠地区咸水生长的小麦、洋葱、西红柿、西瓜等当然,要使人工种子形成规模生产,将是一项跨世纪的生物工程。
半夏人工种子的研究张苏锋信阳师范学院学报(自然科学版)第11卷第3期1998年7月