人工种子的研究历史和现状论文

种子，是植物生长的物质基础。人工种子，是现代科技发展的“产儿”。那么，人工种子和植物种子有相似的生命力吗?

是的，不仅如此，人工种子还具有普通种子所不具备的优越性。

所谓的人工种子，是利用组织培养方法，从植物的茎或叶等器官诱导产生胚状体或芽，外面包以胶囊，从而具备种子功能的“种子”。

具体来说，人工种子由三部分组成。最外层为人工种皮，具有通气，保护水分、养分和防止外部机械冲击的性能。中间为人工胚乳，含有胚状体发育所需要的营养物质及有益成分。最内侧为被包裹的胚状体或芽。从大小和结构上看，人工种子就像一颗颗圆形半透明的鱼卵。

为了了解人工种子的过程，我们不妨以芹菜为例，来说明这个问题吧!

首先，科技工作者把杂种芹菜幼苗的嫩茎切割成小片，在无菌条件下操作接种在培养基上，诱导形成淡黄色的似菜花形状的愈伤组织。

然后，再把愈伤组织转移到另一种培养基上。不久，细胞便开始分化，在愈伤组织表面形成最大的绿色元宝形的结构。这就是“胚状体”，人们也管它叫“体细胞胚”。

这样，运用这种“分隔术”，一株杂种芹菜苗就能得到几百个胚状体，每个胚状体相当于一粒杂种种子，在实验室里就可以长成一棵杂种芹菜苗。

不过，把它们种在土壤里可就难以活命。经过研究发现，是缺少一种起保护作用的种皮。

于是，科技工作者的“聚焦”指向了种皮。

给胚状体包上一层皮，可不像我们想象的那样简单。

试验是成功的基础，科技工作者克服困难，经过100多种物质的试验，终于制成了理想的人工种皮。

然而，这些胶丸本身似乎也在“自我烦恼”，常常像受热的鱼肝油丸一样粘连在一起，给播种带来麻烦。

于是，科学家又想出一个办法，给每粒胶丸种子穿上一件用聚合物做成的“外衣”，从而解决了播种粘连的问题。这种“外衣”接触土壤后，通过生物降解作用，便会自动脱落。

生产人工种子的公司想得可真周到啊!他们把微量的自生固氮和化学除草剂加到胶丸里，这样，人工种子又具了天然种子所不具备的优点。

现在，世界上已有100多种植物能成功地诱导形成胚状体而形成人工种子。

我国对人工种子的研究处于世界领先地位。在胡萝卜、芹菜、黄连、橡胶等十几种植物上进行了体细胞胚芽发生及人工种子的研制。其中，胡萝卜、芹菜、黄连的人工种子就是在有菌条件下也可萌发并长成植物。

值得说一下的是，1987年底我国复旦大学人工种子研究组，首次研制成功水稻等人工种子。

人工种子作为一项高新生物技术，是育种和增殖的一次大变革，也是育种技术体系中的一次大突破，有着许多优点：

第一，通过组织培养产生的胚状体数量多，繁殖快。用于快速繁育苗木、人工造林等方面，比用试管苗繁殖，还更加多快好省。

第二，在制作过程中有意地向人工胚乳加入植物生长调节剂，抗虫、抗病药剂，可以大大提高植物体的活力和耐受力。

第三，可用来固定杂种优势，加速良种繁育进程。

第四，利用胚状体的发生途径，以基因转导作为植物基因工程和遗传工程的桥梁。充满诱人的魅力。

相信，不久的将来，人工种子会越来越受人们的青睐。

传统的农业技术是用天然种子播种而获得丰收及再获得种子以备来年之用，而人造种子的出现则将改变这一传统的旧面貌，成为一项植物快速繁殖的新技术而被各国所重视。人造种子的研制从理论性地提出到某些植物人工种子的成功研制经历了相当长的历史，首先是德国植物学家哈勃兰特根据细胞学说的理论，大胆预言植物身体上的每一个细胞在脱离母体后，只要给它合适的生活条件，都将能发育成跟原来植物体一模一样的植株。经过许许多多的科学家的努力，直到1958年，美国植物学家用液体悬浮培养法培养胡萝卜的体细胞，得到胚状体，它是具有分裂能力的细胞团，胚状体进而发育成了完整植株，并能开花，结果，使得哈勃兰特的预言变成了现实。到1978年，有人提出人工种子的设想，立即得到许多国家的响应，现已有美、法、日等国均在开展此项研究，在欧洲的尤里卡高技术计划中，人工种子占有显著地位。我国在七·五期间己开展此项研究。

人工种子 人工种子又称人造种子，这是细胞工程中最年轻的一项新兴技术。最初是由英国科学家于1978年提出的。他认为利用体细胞胚发生的特征，把它包埋在胶囊中，可以形成具有种子的性能并直接在田间播种。这一设想引起人们极大的兴趣。人工种子技术确实有着诱人的前景：第一，它同微繁殖技术一样，培养条件可以人为控制，免遭大自然灾害性气候的不利因素，且具有省地省工可直接在田间播种等优点。第二，在人工种子制作中，可加入营养物质、植物生长调节剂、固氮菌、杀虫剂等，这是微繁殖难以达到的。第三，用于制作人工种子的体细胞胚，可利用生物反应器大规模培养，大大提高了效率。第四，一些难以得到天然种子的珍稀植物或脱毒苗、基因工程植株，均可利用人工种子技术加速用于生产。 人工种子是有体细胞胚、人工胚乳和人工种皮三个部分组成（图3-3）。体细胞胚是制作人工种子的起始材料。它既可由外植体的表皮细胞直接产生，也可由愈伤组织的表层细胞产生。人们还发现细胞培养中的单细胞，花粉中产生单倍体体细胞和原生质体培养在适当条件下均可获得体细胞胚。从理论上讲，产生体细胞胚是植物界的普遍现象，但目前已知能产生体细胞胚的植物只有200余种。由于这方面的奥秘还未完全揭开，科学工作者们只得花费巨大的劳动，进行大量的筛选才能获得体细胞胚、人工胚乳是包埋体细胞胚的胶状介质。美国的一个研究组花了近两年时间，从百余种材料中筛选到目前广泛使用的人工种子包埋介质海藻酸钠。这种物质在氯化钙溶液中可以迅速固化成透明的小胶球。海藻酸价格低廉，质地柔软无毒性，还可人为地在其中加入各种营养物质和生长调节剂，因此是一种，迄今为止已发现的比较理想的体细胞胚包埋剂。但这种物质作人工胚乳还存在一些缺点，如营养物质易泄漏，保水性差，而且胶球很易粘连等。为此，科学家又设想在胶球外包一层薄膜——人工种皮。美国科学家在1987年筛选出一种疏水性物质Elvax-4260（乙烯、乙烯基乙配和丙烯酸共聚物）但不够理想。人们正在寻找更理想的、既能透水透气又能防菌的人工种皮。 由于季节性的关系，人工种子要应用于生产还需解决贮藏问题。但用海藻酸钠炮制的人工种子，含水量大，常温下易萌发，也易失水干缩，贮藏难度很大，利用液体石腊法、低温法、干燥法、塑料和铝箔包装法等进行贮藏，均不够理想。原因是所取的体细胞胚正处于旺盛生长状态，一般来说，成熟体细胞胚培养5～6天就可长成具根芽的小植株。采用上述各种方法贮藏，也很难抑制包制在胶球中的胚的萌发。 我们根据天然种子形成过程中生理生化的特性，在胡萝卜悬浮细胞培养中，采用调控培养法获得了具高活力的静止状态的胚。所谓静止状态，即控制了体细胞胚胚根的生长。这种胚在贮藏中无需采用特殊的条件抑制其萌发。静止状态胚比正常培养的胚粗短、含水量少、干物质及活性物质积累多，因此具有耐脱水和抗逆力强之特点，可贮存较长时间。如果此法能用于其他植物的体细胞胚培养，也许可为人工种子的贮藏开辟一条新途径。 目前，科学工作者已制成模式性人工种子的植物十余种，但距离实际应用还有很大距离。主要有三大难题有待克服：①许多重要植物还不能培养出大量的高质量的体细胞胚。②现有的人工胚乳和种皮还不够理想，不能有效地防止微生物的腐蚀。③人工种子的贮藏有待进一步完善。希望可以帮到你