种子学(吕世琦)人工种子

主讲人：吕世琦,人工种子,成员介绍,目录,基本概念,1,人工种子：又称合成种子（syntheticseeds)或体细胞种子（somaticseeds)是指利用细胞的全能性，将植物离体培养中产生的体细胞胚或能发育成完整植株的分生组织包埋在含有营养物质和具有保护功能的外壳内形成的在适宜条件下能够能够发育成完整植株的小颗粒,人工种皮,人工胚乳,体细胞胚,2,制备原理及方法,胚状体的诱导,人工胚乳的制作,人工种皮的制作,人工种子的贮藏和防腐,人工种皮：是指海藻酸钠与氯化钙络合形成的包在胚状体等材料外的藻酸钙层，它具有一定的硬度，有保护功能。有的人工种子在海藻酸钠胶囊外又包一层高分子化合物，种皮就是指这层高分子化合物外膜。,人工胚乳：常是人工配制的能供胚良好生长的培养基。一般以生成胚状体的培养基为主，外加一定量的生长激素及抗生素等物质。,体细胞胚：人工种子内的“胚”是由组织培养中得到的胚状体及芽、短枝、愈伤组织等类似物，它不是受精卵发育而来,而是体细胞发育而来。,人工种子的包埋,人工种子储藏和防腐：干燥处理、ABA处理及减少培养基中的蔗糖浓度等方法常用于人工种子和植物体细胞胚的贮藏。,人工种皮既要求允许内外气体交换通畅，以保持胚状体的活力，又要能防止水分及营养物质的渗漏而起保护作用。一般采用双层膜种皮的结构：内膜和外膜。内膜是人工胚乳的支持物，它必须具备以下特点：,1.对繁殖体无毒、无害，有生物相容性，能支持胚；,2.具有一定透气性、保水性,3.具有一定强度，能维持胶囊的完整性；,4.能保持营养成分和其它助剂不渗漏；,5.能被某些微生物降解（即选择性生物降解），降解产物对植物和环境无害。,2,制备原理及方法,3,意义,1.生产不受自然条件的限制和土地的制约，天然种子在农业上受季节的限制，一般一年只能繁殖1-2次。人工种子可在实验室内大量生产不受限制，一个体积为12L的发酵罐在二十天内可生产1000万粒人工种子。,2.快捷高效的繁殖方式，缩短育种时间，一个新的水稻品种用常规方法培育需要七到八年时间，而用人工种子与常规育种结合良种繁育技术减少了已在驯化过程，只需三四年时间。,3.人为赋予种子多种优良品质，在人工种子制作过程中，可以加入某些农药、有益微生物或生长调节物质，人为的控制植物的生长发育，播种后生长出来的植物就有一定的抗逆性。,4.固定杂种优势并快速繁殖天然种子是有性繁殖获得的，在遗传上具有因减数分裂引起的遗传重组分离现象。杂种优势只能体现在F1代，而F2代便参差不齐。人工种子属于无性繁殖范畴，可以保持杂种优势。,4,国内状况,1.许多重要的植物目前还不能靠组织培养快速产生大量的、出苗整齐一致的、高质量的胚状体或不定芽；人工种子的质量达不到植物正常生长、运输和贮藏的要求；人工种子的制种和播种技术尚需进一步研究。,2.目前多数人工种子的成本仍然高于试管苗和天然种子。虽然一些研究机构已经建立起大规模自动化生产线，能够生产出高质量、大小一致、发育同步的人工种子，但是它的成本仍高于天然种子。,由此可见，人工种子要想成为种植业的主导繁殖体，目前仍有相当的困难。,5,进展及展望,1.人工种子作为建立在体细胞胚发生应用基础研究之上的高新技术，是促进离体快速繁殖，实现田间和温室栽培的重要途径，与现在的试管苗生产相比，人工种子所需用培养基量少、体积小、繁殖快、发芽成苗快、运输及保存方便等优点，对于难结种子，或种子数量少且活力低，又难以用常规的无性繁殖方法进行育苗的珍稀树木，进行人工种子研究很有意义。,2.人工种子与试管苗相比，具有所用培养基量少、体积小、繁殖快、发芽成苗快、运输及保存方便的特点；人工种子技术适用于难以保存的种质资源、遗传性状不稳定或育性不佳的珍稀林木的繁殖；人工种子可以克服营养繁殖造成的病毒积累，可以快速繁殖脱毒苗。因此，人工种子在快速繁殖苗木和人工造林方面，具有很大的应用前景。,6,参考文献,KittoSL,JanickJ.Handeningtreatmentsincreasesurvivalofsyn-thetically-coatedasexualembryosofcarrotJ.AmSocHortSci，1985，110（2）：283286.KittoSL,JanickJ.Acitrusembryoassaytoscreenwater-solubleresinsassyntheticseedcoatsJ.HortScience,1985,20（1）:98100.RedenbaughK,PaaschB,etal.Somaticseeds:encapsulayionofa-sexualplantembryosJ.Bio/Technoligy,1986,4:797801.李修庆.植物人工种子研究M.北京:北京大学出版社，1990，1-12.MurashigeT.TheimpactofplanttissuecultureonagricultureM.TheInternationalAssociationforPlantTissueCulture.Canada:UniversityofCalgaryAlberte,1987,1526.汤绍虎，孙敏.蔬菜人工种子研究J.园艺学报，1994，21（1）7175.,唐巍，欧阳藩.马铃薯人工种子的研究J.生物技术，1996，6（5）：1113.柯善强，桂耀林，郭仲琛.试管短枝人工包埋种皮的研究J.植物学通报，1989，6（1）：1620.akashimadeY.EfficientculturemethedforproductionofplantletsfrimmechanicallycuthorseradishhairyrootsJ.JournalofFemen-tationandEngineering,1996,81:8789.柯善强，何子灿，徐立铭，候嵩生.植物体细胞胚胎发生和人工种子M.北京：科学出版社，1990，3542.张志军.植物人工种子J.种子科技，2001，6：341342.曹孜义，刘国民.实用植物组织培养技术教程M.兰州:甘肃科学技术出版社，1996，202223.刘凡，曹鸣庆，李修庆.胡萝卜人工种子在无菌条件下的贮藏及贮藏中种子活力变化J.实验生物学报，1991，24（2）：99108.TimbertR,BarbotinJN,ThomasD.Effectofsoleandcombinedpre-treatmentsonreserveaccumulation,survivalandgerminationofencap-sulatedanddehydratedcarrotsomaticembryosJ.PlantScienceLimerick,1996,120（2）;223231.MurashigeT.Theimpactofplanttissuecultureonagriculture.In:T.Thorpeed.FrontiersofPlantTissueCulture.TheInte