人工种子

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。

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月摘要以半夏株芽生长的茎尖作外植体诱导小块茎，筛选直径5mm的小块茎制作人工种子。

植物人工种子的概况一、人工种子的研究发现及概念植物人工种子技术是从植物离体培养技术的基础上发展起来的一门新型的技术。

欧洲把它列入“尤里卡”计划，美国已研制出了胡萝卜、芹菜、莴苣等植物的人工种子，我国将其列为高新技术项目（863计划）组织攻关。

人工种子的概念是由Murashige在1978年提出的。

1977年，Murashige在国际园艺作物组织培养讨论会上提出了高速度、大规模生产繁殖胚状体的设想，次年首次报道了人工种子的概念。

1981年，Lawrence研究了芹菜、莴苣体细胞胚的包埋技术后，就有了许多人工种子的报道。

最初，人工种子主要是指包含在含有养分和具有保护功能的物质中形成可在适宜条件下萌发出苗的体细胞颗粒，其中的营养成分和附加物质被称为人工胚乳，具有保护功能的物质被称为人工种皮。

1987年，Bapat等成功的采用桑树试管苗腋芽制作非体细胞胚的人工种子,使人工种子的概念得到进一步的扩展。

1995年陈德富等提出的比较完整的人工种子的概念, 指离体培养下的植物材料，通过繁殖获得大量的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“胚乳”和“种皮”，从而创造出与真种子类似的结构。

所以，人工种子主要由3部分组成:一是胚状体(分生组织),它相当于天然种子的胚,是有生命的物质结构;二是供胚状体维持生命力和保证其在适宜的环境条件下生长发育的人工胚乳;三是具有保护作用的“人工种皮”,它应象天然种皮一样能在适宜条件下维持胚状体正常的生长发育,这就要求它必须具备透透气、固定成型、耐机械冲击且不损坏的特性。

二、研究人工种子的意义种子不仅是植物传种续代之本,而且也是人类的衣食之源。

人工种子不仅能象天然种子一样可以贮存、运输、播种、萌发和长成正常植株,而且还有许多独特的优点:1)使在自然条件下不易结实或种子昂贵的材料得以繁殖和保存。

2) 繁殖速度快。

天然种子在农业生产上受季节限制,而体胚可常年在实验室获得,并可以用生物反应器大规模生产,已有研究表明用1个体积为12 L的发酵罐在二十几天内生产的胡萝卜体细胞胚可制作1 000万粒人工种子,可供种植几百平方千米地,这样也就节约了大量留种地。

第七章人工种子第一节人工种子概念与发展状况自从1978年Murashige提出人工种子概念以来，1986年Redenbaugh等成功地利用藻酸钠包埋单个体细胞胚，生产人工种子。

此后，他们成功地获得了胡萝卜、棉花、玉米、甘蓝、莴苣和苜蓿等的人工种子。

在我国，人工种子的研究已列入重点攻关项目，并已取得明显进展。

所谓人工种子（Artificial seed），是指将细胞培养中形成的体细胞胚或不定芽包埋在能提供养分（人工胚乳）的胶囊里，再在胶囊外面包上一层具有保护功能和防止机械损伤的外膜（人工种皮），造成一种类似天然种子的结构。

人工种子可在一定条件下萌发生长，形成完整植株。

与天然种子比较，人工种子有其自身特点：①人工种子主要来源于体细胞胚，而体细胞胚是通过无性繁殖体系实现的，因而可以用于固定优良基因组合杂种优势，且稳定快；而优良基因组合杂种优势通过天然种子的有性繁殖，必然导致大量分离，难以稳定，使一些需要的特性丧失。

②由生物工程产生的转基因植株和植物组织与细胞培养筛选获得的突变体，通过体细胞胚发生制作人工种子迅速扩大繁殖，不受季节限制，可以大批量生产，提供充足种源，成本低，发芽速度和生长速度比较一致，体积小，运输方便，还可以直接播种和进行机械化操作等。

③在制作人工种子过程中，加入农药、菌肥、激素等可以提高农作物抗病虫害的能力，加速作物生长和发育。

人工种子涉及的问题较多，主要是：①要求高频率诱导体细胞胚发生，而且数量多、质量高；②为使人工种子出苗整齐一致，必须使体细胞胚同步化；③人工种皮材料必须不损害体细胞胚，同时又有利于发芽和生长，并经得起加工、贮藏和运输；④人工胚乳必须保证体细胞胚正常发育和提供充足营养，同时能防腐和防干；⑤能够进行机械操作以便大量制种；⑥提高体细胞胚产生正常植株的转换率。

由此可见，体细胞胚发生频率的高低、胚的质量和体细胞胚发生同步化是生产人工种子的基础和关键。

第二节繁殖体种类一、体细胞胚及其规模化生产体细胞胚的诱导和形成需要经过至少两个阶段：第一阶段，在含高生长素浓度的培养基中，诱导胚性细胞形成；第二阶段，在较低生长素或无生长素的培养基中诱导体细胞胚形成。

人工种子的探究及其发展前景【摘要】人工种子是人为制造的种子，它是一种含有植物胚状体或芽、营养成分、激素以及其他成分的人工胶囊。

植物组织培养可以诱导植物组织产生胚状体，这种结构与来自正常有性生殖的合子胚十分相似。

将胚状体包裹在含有营养成分和保护功能的膜内，就可以做成人工种子，在适宜条件下，这种人工种子与天然种子一样，可以发芽出苗。

人工种子是在植物的快速繁殖技术上发展起来的，它的主要优点是：繁殖速度很快，可以用发酵罐大量生产，生产成本比试管苗低，且体积小，易于运输等。

人工种子的前景十分诱人。

【关键词】人工种子制备技术问题应用前景人工种子的概念最早是由murashige(1978)提出的，是指通过组织培养术，将植物的体细胞诱导成在形态上和生理上均与合子胚相似的体细胞胚，然后将它包埋于有一定营养成分和保护功能的介质中，组成便于播种的类似种子的单位。

人工种子首先应该具备一个发育良好的体细胞胚（即具有能够发育成完整植株能力的胚）；为了使胚能够存在并发芽，需要有人工胚乳，内含胚状体健康发芽时所需的营养成分、防病虫物质、植物激素；还需要能起保护作用以保护水分不致丧失和防止外部物理冲击的人工种皮。

通过人工的方法把以上3个部分组装起来，便创造出一种与天然种子相类似的结构——人工种子。

1. 人工种子的制备方法与技术要求人工种子制备包括胚状体的诱导与同步化、人工种子的包埋、人工胚乳的制作、人工种皮的制作、人工种子贮藏等步骤内容。

1.1 胚状体的诱导与同步化胚状体的诱导：胚状体可从悬浮培养的单细胞得到，也可通过试管培养的愈伤组织、花粉或胚囊获得。

胚状体一般在培养物的表面产生，其形状与合子胚类似，但胚状体却是无性繁殖的产物。

实际操作中，一般在试管中诱导出愈伤组织，并在含生长素的培养液中悬浮培养，然后置于含生长素的发酵罐中，使细胞迅速扩增，再将细胞移入无生长素的发酵罐中诱导出大量胚状体。

胚状体同步化处理或分选：胚状体的同步化是指促使所有培养的细胞或发育中的细胞团块进入同一个分裂时期。