人工种子的研究现状
和发展前景
白雪 110212954 11级种工二班
引言
种子不仅是植物种续代繁衍之本,而且也是人类衣食之源。春种一粒粟,秋收万颗籽。”农业上传统的种植方式,大多是用种子播种来进行作物的繁殖与栽培。植物人工种子的制作,是在植物组织培养基础上发展起来的一项生物技术。“细胞工程技术的开展,为作物的育种与繁殖提供了不少新的技术手段。在离体培养条件下,植物学家们已可使植物的一个芽、一小块茎、一小块叶甚至一个细胞再生成为小植株;在实验室里,一年四季可生产出成千上万的试管植物来。植物人工种子作为一项新兴的生物技术,为农业生产展示了诱人的前景,已引起世界各国的重视。尽管尚未进入应用阶段。但目前植物人工种子技术发展迅速,在不久的将来定能发挥出其潜在的优势。 一.人工种子的概念
植物人工种子(plant artificial seed)概念最早由Murashige(1978)提出,它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(芽、愈伤组织、胚状体等)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。天然的植物种子是由种皮、胚、胚乳三部分组成。种皮是由珠被受精后发育而来,常具有多层细胞:外部为厚壁细胞,内部几层为薄壁细胞,排列紧密,有极强的保护作用和机械力量。胚乳由受精极核发育来,含有大量养料,为胚发育提供营养。胚由受精卵(合子)发育而来,由胚芽、胚轴、胚根、子叶组成,将来发育成新的植株。完整的人工种子包括:人工种皮、人工
胚乳和胚状体(体细胞胚)3 部分。有的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(Elvax4260 或聚丙烯酸酯),种皮就是指这层高分子化合物外膜。人工种皮上没有种脐、种孔等结构。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。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。 二. 人工种子的研究发展
人工种子的研究进展早在1977 年, Murashige 在国际园艺植物学会议上首次提出研制人工种子的设想。1978年,加拿大第四届植物组织培养会议。利用职务组织培养中具有体细胞胚胎发生的特点。人工种子具有巨大的应用潜力,引起了各个国家的高度重视,列入高技术研究计划。20 多年来, 已有几十个国家的科研人员从事着这方面的研究。欧洲把它列入“尤里卡”计划, 美国Purdue 大学的Kitto 和Janide (1985)以胡萝卜胚状体为包裹材料首次制造出小圆片状的人工种子, 几乎是同期Redenbaugh(1986)首次使用海藻酸钠为介质包裹单一的胚状体制成圆球形的人工种子。美国、法国、日本、芬兰、印度、朝鲜等国都在进行人工种子的研究。在中国,上海植物生理研究所的罗士伟教授最早介绍了人工种子。我国1987 年把人工种子研究纳入了国家“863” 高技术研究与发展计划。人工种