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神奇的人工种子你了解多少?

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发表时间:2020-08-15 10:11来源:新华网

你听说过人工种子吗?人工种子是以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料,经过人工薄膜包装得到的种子。

人工种子是直径约5毫米的球体,其构造与天然种子的构造极其相似,都由体细胞胚(或其类似物)、人工胚乳和人工种皮三部分构成,而人工种子的培育过程恰与这三部分构造有着密切联系,体细胞的培育、人工胚乳的配制以及人工种皮的选择都至关重要。


体细胞胚培育

体细胞胚是由植物体细胞通过离体培养产生的一种类似于合子胚的结构。一般情况下,人工种子的体细胞胚诱导需要从无菌体上取材诱导产生愈伤组织、通过过筛或梯度离心建立胚性细胞系、去除培养基中生长素以诱导体细胞胚的形成、稀释培养浓度并选择适当的外植体四步方能完成。

在离体条件下,体细胞胚的发生一般是不同步的,同一时间内可以看到处于不同发育阶段的体细胞胚,但制作种子时必须要求发育正常、形态一致的鱼雷胚或子叶胚,所以要对体细胞胚进行过筛、低温处理、调节培养基营养成分或酸碱度等同步控制和纯化筛选。

人工胚乳的配制

人工胚乳相当于天然种子的胚乳,能为体细胞胚的生长发育提供营养物质。人工胚乳的配制与选择需要从多方面考虑,比如是否会对包埋的胚有所伤害、是否可以保护胚以及是否可以让体细胞胚萌发等。

研究人员在进行了大量筛选基础上发现,一些水溶性胶是配置人工胚乳较为理想的包埋剂,并且常把人工胚乳制作成胶囊状。一般情况下,人工胚乳的基本成分有提供体细胞胚生长和发育所需要的水分、养分以及植物激素等,还可以向人工胚乳中添加农药、菌肥等物质,提高人工种子抵抗病虫害的能力。

人工种皮的选择

人工种皮需要像天然种皮一样,既能够保持种子内的水分和营养不会流失,又能保证通气及避免外来机械压力引起的损伤,因而明胶化合物薄膜就常被作为制作人工种皮的原料。


与天然种子相比,人工种子存在着明显的优点。首先,人工种子繁殖系数大,占地少,生产周期短,能人工控制,可实行工厂化生产;其次,人工种子因为是体细胞胚培育,具有相对稳定的遗传性,这一点可以免去植物的选种和杂交过程;最后,自然条件下不能结实的作物品种,可以通过人工种子得到大量繁殖。

到目前为止,我国已成功把芹菜、花椰菜、桉树和水稻等植物的胚状体制备成了人工种子,并得到了较高的发芽率。相信在不久的将来,人工种子可以发挥其更多的潜在优势,创造更大的价值!

本文由江西省九江市柴桑区二中高级教师黄少华进行科学性把关。

本作品为“科普中国-科学原理一点通”原创,转载时务请注明出处。

作者: 尹茹   [责任编辑: 郭童]


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