人工种子

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人工种子

农业生产中使用的天然种子，一般都是由种被、胚乳和胚3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。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。从广义上讲，人工种子技术包括体细胞胚生产、体细胞包裹、人工种子贮藏、人工种子制造机械等众多技术内容。从狭义范围讲，人工种子技术只包括体细胞胚生产和体细胞胚包裹（人工胚乳和人工种皮）技术。生产高质量的体细胞胚是人工种子制作的关键。从目前的研究结果来看，还并不是所有的植物种均开发出了体细胞胚培养发生技术。不同植物的体细胞的培养亦有难易。在生产人工种子时，要求体细胞胚具有与天然种子相比拟的成株率，甚至超过天然种子，这就是所说的高质量人工种子。体细胞胚的包裹是关系到人工种子萌发、贮藏和生产与应用等重要环节。对体细胞胚包裹要求做到：首先，不影响体细胞胚萌发，并提供其萌发与成苗所需的养分和能量，即起到胚乳的作用；其次，使体细胞胚经得起生产、贮存、运输及种植过程中的碰撞，并利于播种，即起到种皮的保护作用；最后，针对植物种类和土壤等条件，满足对人工种子的特殊需要。为了满足上述要求，要有针对性地在包裹剂中加人大量养分、无机盐、有机碳源、植物生长调节剂，以及农药、抗菌素和有益菌类。人工种子充分利用了快繁技术的优势，又吸收了对植物生长发育和农业生物技术研究的先进成果。具有以下5个优点：一是人工种子繁殖速度快。人工种子中的体细胞胚是通过组织培养法生产的，故能以很快的速度繁殖生产体细胞胚。以胡萝卜为例，用一个体积为12升的发酵罐在20天内生产的胡萝卜体细胞胚可制作1000万粒人工种子，可供几万亩地种植，这就大大地节省了种子。此外，人工种子的包裹层是通过化学方法生产的，不存在生物生产的任何限制；二是可望获得整齐一致的植物苗，有利于农业生产的规范化、标准化和机械化管理。大量人工种子来源于同一植株的体细胞，不存在任何遗传变异问题；三是缩短育种周期、加速良种繁育速度。在新品种选育过程中，利用人工种子技术，只需有一株优良单株便可大量繁殖，这样将大大加速杂交一代杂种的应用速度，扩大应用规模和范围；四是人工种子还具备一些天然种子不具备的功能。人工种子的胚乳和种皮，构成了体细胞胚胶囊。在胶囊中可根据不同植物的需要配制最优的营养，还可加入某些农药、微生物、除草剂等防止病害、杂草发生。这样，就可使其具备天然种子不具备的功能，从而使其具有特殊的价值；五是人工种子便于贮藏和运输，适合机械化播种。