人工种子
人工种子
人工种子
1、人工种子的概念
植物人工种子概念有狭义和广义之分。
狭义的概念是指植物离体培养中产生的胚状体（包括体细胞胚和性细胞胚），包裹在含有养分和具有保护功能的物质中，并在适宜条件下能够发芽出苗的颗粒体。
但由于技术原因以及花粉胚状体等性细胞胚有遗传分离或单倍体不育等不足，所以目前主要应用的是体细胞胚。
胚状体是由非合子细胞分化形成的类似于胚的结构物，在一定条件下，其可以通过胚胎发育程序形成植株。
自然界中仅在少数植物中偶尔发现有天然形成的胚状体。
胚状体在其发育早期与不定芽十分相似，但胚状体具有明显的极性，可以分化出茎端和根端，同时它的维管束与其母体的维管束系统不是紧紧相连，所以，较易从母体脱离。
广义而言，人工种子是在胚状体或一块组织（顶芽、腋芽）、一个器官（小鳞茎等）之外加上必要的营养成分（人工胚乳）后，用具有一定通透性而无毒的材料将其包裹起来，形成的与天然种子相似的颗粒体。
甚至不经包裹，作适当处理后直接播种发芽的体细胞胚，混在胶体物质中，用流质播种法直接播种的体细胞胚等也属于此类。
但由于植物的种子有胚乳型与无胚乳型之分，对于无胚乳型植物的健壮胚体不需要加入人工胚乳也能在有菌条件下发芽，而有胚乳型植物的体细胞胚的生长需要附加人工胚乳，且其人工种子发芽成苗显著低于前者。
2、人工种子的基本制作流程
人工种子的制作主要包括胚状体的诱导、包裹制作与发芽试验。
以海藻酸钠包裹细胞胚制作人工种子的研究可分为：愈伤组织诱导→体细胞胚诱导→体细胞胚的同步化→体细胞胚的分选→体细胞胚的包裹（相当于种子的胚乳或子叶）→包裹外膜→人工种子的贮藏→发芽成苗试验→检查体细胞变异程度及农艺研究。
人工种子
人工胚乳一般由含有供应胚状 体养分的胶囊组成,养分包括矿 质元素、维生素、碳源以及激 素等。
三. 人工种子分类
根据Redenbaugh对人工种子的分类方法，可将人工种 子分为三大类： 裸露的或休眠的繁殖体 如微鳞茎，微块茎等。它们 在不加包被的情况下也具有较高的成株率。 人工种皮包被的繁殖体 一些体细胞胚、原球茎等不 能过度干燥，但只需要用人工种皮包被即可维持良好的 发芽状态，如胡萝卜体细胞胚。 水凝胶包埋再包被人工种皮的繁殖体 大多数体细胞 胚、不定芽、茎尖等均需要先包埋在半液态凝胶中，再 经人工种皮包裹才能避免失水，从而维持良好的发芽能 力。
最近还报道一种硅酮种衣，它不仅可以抗真菌，而 且可渗入水蒸气和氧气，这些材料均还处于试验之 中。
人工种子还在继续研究中，目前还不
能大面积用于生产，因为还存在着难题： 体细胞胚诱导及其可能发生变异；人工种 皮还存在缺陷；贮藏、发芽技术尚待解决； 人工种子工厂化生产配套设施、及种子成 本过高等。这些问题一旦解决，人工种子 的应用将会展现广阔前景。
海藻酸钠易失水干缩，为克服此弱 点，采用二重结构，即在胶囊中包埋培 养液、保水剂，使体胚悬浮于培养基中， 为防止发芽时杂菌感染，添加抗菌剂等。
三．人工种皮的装配
理想的人工种皮应该是： 具有一定的封闭性以保证人工胚乳的各种成 分不易流失，同时又具有良好的透气性。 具有一定的坚硬度，以加强人工种子的耐储 运性和适于机械化操作。 无毒无害，能保证繁殖体顺利穿透发芽。 配制简单易行，成本低。
四. 人工种子的意义
其一，在无性繁殖植物中，有可能建立一种高 效快速的繁殖方法，它既能保持原有品种的种 性，又可以使之具有实生苗的复壮效应； 其二，可以对优异杂种种子不通过有性制种而 快速获得大量种子，特别是对于那些制种困难 的植物更具有主要的适用意义；
人工种子
微型营养器官繁殖体的培养
温度
马铃薯－18-20℃
马 铃 薯 块 茎 地黄根茎
光照
马铃薯－短
培养基渗透压
马铃薯－8％蔗糖
激素
与内源激素水平 变化和平衡有关
半夏块茎
芽繁殖体的培养
大多数情况下，微芽、不定芽的培养往往直接 从外植体上直接诱导形成，培养方式简单，且勿需 高浓度的激素处理，因此所产生的繁殖体基本保持 了原有植物的品种特性。
包埋技术
Flash
水凝胶法 是最常用的一种方法。 即用海藻酸钠等水溶性 凝胶经与钙离子进行离 子交换后凝固，用于包 埋单个胚状体。种子硬 度由凝胶浓度与络合物 离子交换时间决定。
CaCl2浓度：2.0%-2.5% 离子交换时间：20min-
30min 无菌水漂洗20min
植物人工种子的成苗率
微芽，试管块茎、鳞茎等作繁殖体时，成苗率 高且出苗整齐，具有田间应用的可行性，同时， 离体培养的繁殖体可完全去除病原物。 传统上的试苗由于体积大、对携带储运条件要求 苛刻因而限制了使用规模。如果利用人工种子将 可能首先实现无性繁殖植物种子生产的彻底革命。
以微芽为繁殖体的人工种子技术，有可能首先 在无性繁殖的果树、花(mg/L) 繁殖 程序及 培养基 其它 和蔗糖 2,4 NAA ZT BA KT (mg/L) 体 时间 (g/L) -D Step I MS, LH, 2.1 1.0 1.0 21 30 100 体细 . - 1.0 LH, 胞胚 Step II MS, 0.1 0006 0.5 .2 21 30 100 MS, 微芽 21 5.0 30 Step I B5, 2.01.0 Ade, 20 40-50 4.0 40 体细 0.2Ade, 胞胚 Step II 改良H, 0.5 28-56 30 0.5 40 改良H, 0.20.5微芽 25 30 0.5 2.0 原球 椰子 MS, 25 0.1 20 茎 汁
什么是人工种子
什么是人工种子人工种子从外表看与普通种子相似，它也有胚、胚乳和种皮，播下去能发芽出苗，但它与普通种子有本质的不同。
人工种子是无性种子，它的主体是通过组织培养技术得到的无性胚，再采用特殊的技术和材料给这些无性胚穿上合适的衣服，配上合适的营养，即包上胚乳和种皮，就成了人工种子。
在人工种子制备中若与基因工程相结合，即在制备过程中按照需要导入外源基因，就能培育出抗虫、抗干旱的植物新品种。
一旦人工种子的生产实现机械化，就可以在工厂中快速生产出大量优良品种。
优良基因的人工种子科学家预言:21世纪将是一个种子的世界。
美国和日本等国的高技术研究项目和欧共体的尤里卡计划，都把人工种子列入研究内容。
我国在"863"高技术计划项目中，也包含了人工种子的研究内容。
实验证明，优良基因的人工种子，有别于传统的天然种子。
它的特性之一，在于获得优良基因后，除了可移人其他品种的长处，还可以使用多年。
随着人工种子的培育和发展，科学家们已先后给蔬菜品种增添了许多色彩。
如多色的马铃薯，粉红色的菜花，紫色的包心菜，它们不但有助于诱发食欲，还有强化营养，并有一定的食疗作用。
如袖珍蔬菜，有手指般的青瓜，拳头大的南瓜，像豆一样细小的蚕豆等。
又如“巨型番茄”，每株高10米，亩产可达3000公斤，相当于普通大棚的五六倍。
这种西红柿皮厚汁少，肉质甘甜，可保存一周左右。
还如一种“吉康菜”，微带苦味，含有丰富的钙及维生素B1, B2, C及少量维生素A,被誉为“减肥菜”，等等目前人工种子正在全球范围内受到重视。
据不完全统计，世界各地研究成功的人工种子已在100种以上，包括水稻、上豆、胡萝卜、甘蔗、山芋等。
在一些水源奇缺、上地贫瘠的地区，科学家还利用遗传工程技术培育出适应沙漠地区咸水生长的小麦、洋葱、西红柿、西瓜等当然，要使人工种子形成规模生产，将是一项跨世纪的生物工程。
半夏人工种子的研究张苏锋信阳师范学院学报(自然科学版)第11卷第3期1998年7月摘要以半夏株芽生长的茎尖作外植体诱导小块茎，筛选直径5mm的小块茎制作人工种子。
植物人工种子概况
植物人工种子的概况一、人工种子的研究发现及概念植物人工种子技术是从植物离体培养技术的基础上发展起来的一门新型的技术。
欧洲把它列入“尤里卡”计划，美国已研制出了胡萝卜、芹菜、莴苣等植物的人工种子，我国将其列为高新技术项目（863计划）组织攻关。
人工种子的概念是由Murashige在1978年提出的。
1977年，Murashige在国际园艺作物组织培养讨论会上提出了高速度、大规模生产繁殖胚状体的设想，次年首次报道了人工种子的概念。
1981年，Lawrence研究了芹菜、莴苣体细胞胚的包埋技术后，就有了许多人工种子的报道。
最初，人工种子主要是指包含在含有养分和具有保护功能的物质中形成可在适宜条件下萌发出苗的体细胞颗粒，其中的营养成分和附加物质被称为人工胚乳，具有保护功能的物质被称为人工种皮。
1987年，Bapat等成功的采用桑树试管苗腋芽制作非体细胞胚的人工种子,使人工种子的概念得到进一步的扩展。
1995年陈德富等提出的比较完整的人工种子的概念, 指离体培养下的植物材料，通过繁殖获得大量的高质量的成熟胚状体，把这些胚状体外面包上有机化合物作为保护胚状体及提供营养的“胚乳”和“种皮”，从而创造出与真种子类似的结构。
所以，人工种子主要由3部分组成:一是胚状体(分生组织),它相当于天然种子的胚,是有生命的物质结构;二是供胚状体维持生命力和保证其在适宜的环境条件下生长发育的人工胚乳;三是具有保护作用的“人工种皮”,它应象天然种皮一样能在适宜条件下维持胚状体正常的生长发育,这就要求它必须具备透透气、固定成型、耐机械冲击且不损坏的特性。
二、研究人工种子的意义种子不仅是植物传种续代之本,而且也是人类的衣食之源。
人工种子不仅能象天然种子一样可以贮存、运输、播种、萌发和长成正常植株,而且还有许多独特的优点:1)使在自然条件下不易结实或种子昂贵的材料得以繁殖和保存。
2) 繁殖速度快。
天然种子在农业生产上受季节限制,而体胚可常年在实验室获得,并可以用生物反应器大规模生产,已有研究表明用1个体积为12 L的发酵罐在二十几天内生产的胡萝卜体细胞胚可制作1 000万粒人工种子,可供种植几百平方千米地,这样也就节约了大量留种地。
人工种子
3. 人工种子存在的问题及前景
1.体细胞胚的质量及大规模生产
3.金属离子 研究发现：Ca2+ 、Cu2+ 、Al3+ 可与海藻酸钠 Fe2 + 、Zn2+、Mn2+形成胶囊的外壳较软。 Ca2+ 可以作为很好的海藻酸钠的离子交换剂，用于人 工种子包被中，并对繁殖体的萌发与转化不造成 影响。
4.其他物质
（1）人工种子的优势之一是可以在胶囊中添加杀菌剂、 防腐剂、农药、抗生素、除草剂等，人为地影响和控 制植物的发育与抗逆性。 （2）如：在杂交稻体细胞胚人工种子中加入杀菌剂 （多菌灵和链霉素），发现其对人工种子在无菌条件 下的萌发和转化并无影响。说明杀菌剂可以在有菌条 件下应用于人工胚乳。
2.3 人工种子的储存
1.低温储藏技术 低温储藏是指在不伤害植物繁殖体的前提 下，通过降低温度来降低繁殖体的呼吸作用， 使之进入休眠状态。常用的温度一般是4℃。
在此温度下体细胞胚人工种子可以储存1~2 个月。非体细胞胚人工种子可以在$F下储藏更 的时间。
2.液体石蜡储藏技术 •液体石蜡作为经济、无毒稳定的液体物质，常 被用来储藏细菌、真菌和植物愈伤组织。 •人工种子在液体石蜡中短时间保存（1个月）能 较正常的生长，但时间一长（79d），液体石蜡 对幼苗的呼吸和光合作用有一定的阻碍作用。
•影响体细胞胚的诱导及植株再生的主要因素是外植 体的基因型、生理状况、用作外植体的植物器官以 及外植体与培养基的相互作用等。很多植物目前还 不能靠组织培养快速产生大量的、出苗整齐一致的、 高质量的体细胞胚或不定芽。
人工种子
第七章人工种子第一节人工种子概念与发展状况自从1978年Murashige提出人工种子概念以来，1986年Redenbaugh等成功地利用藻酸钠包埋单个体细胞胚，生产人工种子。
此后，他们成功地获得了胡萝卜、棉花、玉米、甘蓝、莴苣和苜蓿等的人工种子。
在我国，人工种子的研究已列入重点攻关项目，并已取得明显进展。
所谓人工种子（Artificial seed），是指将细胞培养中形成的体细胞胚或不定芽包埋在能提供养分（人工胚乳）的胶囊里，再在胶囊外面包上一层具有保护功能和防止机械损伤的外膜（人工种皮），造成一种类似天然种子的结构。
人工种子可在一定条件下萌发生长，形成完整植株。
与天然种子比较，人工种子有其自身特点：①人工种子主要来源于体细胞胚，而体细胞胚是通过无性繁殖体系实现的，因而可以用于固定优良基因组合杂种优势，且稳定快；而优良基因组合杂种优势通过天然种子的有性繁殖，必然导致大量分离，难以稳定，使一些需要的特性丧失。
②由生物工程产生的转基因植株和植物组织与细胞培养筛选获得的突变体，通过体细胞胚发生制作人工种子迅速扩大繁殖，不受季节限制，可以大批量生产，提供充足种源，成本低，发芽速度和生长速度比较一致，体积小，运输方便，还可以直接播种和进行机械化操作等。
③在制作人工种子过程中，加入农药、菌肥、激素等可以提高农作物抗病虫害的能力，加速作物生长和发育。
人工种子涉及的问题较多，主要是：①要求高频率诱导体细胞胚发生，而且数量多、质量高；②为使人工种子出苗整齐一致，必须使体细胞胚同步化；③人工种皮材料必须不损害体细胞胚，同时又有利于发芽和生长，并经得起加工、贮藏和运输；④人工胚乳必须保证体细胞胚正常发育和提供充足营养，同时能防腐和防干；⑤能够进行机械操作以便大量制种；⑥提高体细胞胚产生正常植株的转换率。
由此可见，体细胞胚发生频率的高低、胚的质量和体细胞胚发生同步化是生产人工种子的基础和关键。
第二节繁殖体种类一、体细胞胚及其规模化生产体细胞胚的诱导和形成需要经过至少两个阶段：第一阶段，在含高生长素浓度的培养基中，诱导胚性细胞形成；第二阶段，在较低生长素或无生长素的培养基中诱导体细胞胚形成。
人工种子2
人工种子结构及特点：
√人工种皮—有机的薄膜。
√人工胚乳—包埋材料。 √最里面是胚状体或芽。
（1）人工种皮 这是包裹在人工种子最外层的胶质化合物薄膜。这层薄 膜既能允许内外气体交换畅通，又能防止人工胚乳中水份及各类营养 物质的渗漏。此外还应具备一定的机械抗压力。
（2）人工胚乳 这是人工配制的保证胚状体生长发育需要的营养物质， 一般以生成胚状体的培养基为主要成分，再根据人们的需要外加一定 量的植物激素、抗生素、农药以及除草剂等物质，尽可能提供胚状体 正常萌发生长所需的条件。
人工种子 一、人工种子概念及意义
1、人工种子（plant artificial seed）概念、构成及特点：
✓ Steward(1958)胡萝卜体细胞胚研究成功，
✓ Murashige（1978）首次提出制造人工种子的设想，通过将组织培养 所产生的体细胞胚或珠芽（bulbule）包埋在人工胚乳和人工种皮里， 制成的具有播种功能、类似天然种子的颗粒称为工种子。
三、人工种子的贮藏与萌发
因农业生产的季节性所限，需要人工种子能贮藏一定 的时间，但人工种子含水量大，常温下易萌发，也易失水 干缩，贮藏难度较大。
目前人工中子的贮存方法有：低温法、干燥法、抑制法、 液体石蜡法等，以干燥和低温结合应用最多。 人工种子 放在低温（4℃）下贮存有一定效果，但时间稍长，其萌 发率明显降低。通过对人工种子进行脱落酸、蔗糖、脯氨 酸处理，可增加贮藏时间。
人工种子在一定条件下萌发和生长成完整植株成为转换 （transfoemation).1/2MS无菌培养基、直接播种在蛭 石、珍珠岩、甚至播种在土壤中，转换率既与体细胞胚质 量有关又与营养和环境有关。
✓ Kitto等（1981，1985）首次用聚氧乙烯（polyox）包埋胡萝卜体细 胞胚制成人工种子，
人工种子及其发展前景
人工种子的探究及其发展前景【摘要】人工种子是人为制造的种子，它是一种含有植物胚状体或芽、营养成分、激素以及其他成分的人工胶囊。
植物组织培养可以诱导植物组织产生胚状体，这种结构与来自正常有性生殖的合子胚十分相似。
将胚状体包裹在含有营养成分和保护功能的膜内，就可以做成人工种子，在适宜条件下，这种人工种子与天然种子一样，可以发芽出苗。
人工种子是在植物的快速繁殖技术上发展起来的，它的主要优点是：繁殖速度很快，可以用发酵罐大量生产，生产成本比试管苗低，且体积小，易于运输等。
人工种子的前景十分诱人。
【关键词】人工种子制备技术问题应用前景人工种子的概念最早是由murashige(1978)提出的，是指通过组织培养术，将植物的体细胞诱导成在形态上和生理上均与合子胚相似的体细胞胚，然后将它包埋于有一定营养成分和保护功能的介质中，组成便于播种的类似种子的单位。
人工种子首先应该具备一个发育良好的体细胞胚（即具有能够发育成完整植株能力的胚）；为了使胚能够存在并发芽，需要有人工胚乳，内含胚状体健康发芽时所需的营养成分、防病虫物质、植物激素；还需要能起保护作用以保护水分不致丧失和防止外部物理冲击的人工种皮。
通过人工的方法把以上3个部分组装起来，便创造出一种与天然种子相类似的结构——人工种子。
1. 人工种子的制备方法与技术要求人工种子制备包括胚状体的诱导与同步化、人工种子的包埋、人工胚乳的制作、人工种皮的制作、人工种子贮藏等步骤内容。
1.1 胚状体的诱导与同步化胚状体的诱导：胚状体可从悬浮培养的单细胞得到，也可通过试管培养的愈伤组织、花粉或胚囊获得。
胚状体一般在培养物的表面产生，其形状与合子胚类似，但胚状体却是无性繁殖的产物。
实际操作中，一般在试管中诱导出愈伤组织，并在含生长素的培养液中悬浮培养，然后置于含生长素的发酵罐中，使细胞迅速扩增，再将细胞移入无生长素的发酵罐中诱导出大量胚状体。
胚状体同步化处理或分选：胚状体的同步化是指促使所有培养的细胞或发育中的细胞团块进入同一个分裂时期。
人工种子
2，4-D 11
2 0.1 2～4 0.5～1 1
激素浓度（mg/L）
NAA
ZEA
BA
4.5
1
1
1
0.5
0.2～
0.5
0.5
1
0.5
1
0.5
0.2
1
0.2
1
其他条件 KIN （mg/L）
2
1 脯氨酸4, NH4+10m mol/L LH 100
LH 100 谷氨酰胺
500 1
ADE 40
GA 0.3,IAA 0.3～0.5
无菌及有菌条件下发芽 无菌及有菌条件下发芽 —— ——
鸭茅草（Dactylis glomerata） ——
西洋参（Panax uinquefolium） 无菌条件下发芽
青扦（Picea wilsonii） 大麦（Hordeum vulgare） 四会贡柑（Citrus reticulata）
无菌条件下发芽 无菌条件下发芽 无菌条件下发芽
– 发生一般只需一个培 养程序，但有时为了 增加繁殖体的数量， 也需进行一定次数的 继代。
• 微型变态器官
– 块茎、块根以及鳞茎、 球茎类的繁殖体产生 可能需要经过不同的 诱导程序。
应用方面：
①最先应用于无性繁殖植物
香椒、马铃薯：微薯的人工种子受到重视。
②应用于天然种子繁殖后代群体变异大的植物（如桉树）， 虽能用天然种子繁殖，但种子繁育的植株群体变异大，树体 不整齐。
人工种子的繁殖体种类多种多样，人工种子的内涵也越 来越广泛：
1998年，陈正华等提出，任何一种繁殖体，无论是 涂膜胶囊中包裹的、裸露的或经干燥的，只要能够发育 成完整的植株，均可称为人工种子。
第七章 人工种子
2. 具有一定的坚硬度，以加强人工种子的耐储运性 和适宜机械化操作 3. 无毒无害，能保证繁殖体顺利穿透发芽
4. 配制简单易行，成本低。
人工种皮
聚氧乙烯：有一定毒性且遇水易溶解。
海藻酸盐：种皮易粘连，失水干缩等。
常用的人工种皮材料
• 早期使用Elvax 4260涂膜，价格昂贵，操作复杂、包裹效果 不尽人意。 • 新近试验使用的二氧化硅化合物材料包括疏水的Tullanox和 微亲水的Cab-O-Sil，二者均可以粉末状包裹在人工种子胶 囊外层，操作时只需将胶囊在上述材料中滚动即可完成包被 过程，操作简单易行，大量生产还可以机械化操作。 • 最近还报道一种硅酮种衣，它不仅可以抗真菌，而且可渗入
水蒸气和氧气，这些材料均还处于试验之中。
三、人工胚乳
人工胚乳一般由含有供应胚状体养分 的胶囊组成,养分包括矿质元素、维生素、 碳源以及激素等。另外，因有机元素和糖 分易导致微生物感染而腐烂，因此同时要 加入防腐剂、抗菌素、农药等。
常用的人工胚乳液配方有两种：
• MS（或SH、White）培养基加入1.5%的马 铃薯淀粉水解物； • SH（0.5×）培养基加入1.5%的麦芽糖。
在配制好的海藻酸钠溶液中，按一定比例加入繁 殖体并混匀。（添加糖、防腐剂、抗生素、农药 等，防止病虫害侵染。） 将其逐滴滴入2.0%-2.5%的CaCl2溶液中，经20 －30min.的离子交换作用即形成含有繁殖体具有 一定刚性的人工种子，
用无菌水漂洗20min.以终止反应。
人工种子制备的技术要点
裹才能避免失水，从而维持良好的发芽能力。
植物人工种子Байду номын сангаас研究进展
1980年，美国普渡大学的科学家基托等制成
了含有多个胡萝卜体胚的“合成种子”——人工
人工种子
主要优点1、通过组织培养的方法可以获得数量很多的胚状体（1L培养基中可产生10万个胚体），而且繁殖速度快，结构完整；2、可根据不同植物对生长的要求配置不同成分的“种皮”；3、在大量繁殖苗木和用于人工造林方面，人工种子比采用试管苗的繁殖方法更能降低成本，而且方便机械化播种，可节省劳动力；4、体细胞胚是由无性繁殖体系产生的，因而可以固定杂种；5、有时可以在人工种子中加入某些农药、菌肥、有益微生物、激素等；6、胚状体发育的途径可以作为高等植物基因工程和遗传工程的桥梁。
7、解决了有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。
人工种子的概念人工种子（artificial seeds)又称合成种子（synthetic seeds)或体细胞种子（somatic seeds)。
是将植物离体培养产生的体细胚包埋在含有营养成分和保护功能的物质中，人工种子的结构示意图在适宜的条件下发芽出苗。
人工种子的概念首先是1978年由Murashige在第四届国际植物组织细胞培养大会上提出的。
他认为随着组织培养技术的不断发展，可以用少量的外植体同步培养出众多的胚状体，这些胚状体被包埋在某种胶囊内使其具有种子的功能，可以直接用于田间播种。
日本学者Kamada1985年首先将人工种子的概念延伸，认为使用适当的方法包埋组织培养所获得的具有发育成完整植株的分生组织（芽，愈伤组织，胚状体和生长点等），可取代天然种子播种的颗粒体均为人工种子。
中国科学家陈正华等（1998）将人工种子的概念进一步扩展为：任何一种繁殖体。
无论是涂膜胶囊中包埋的，裸露的或经过干燥的，只要能够发育成完整植株的均可称之为人工种子。
人工种子的概念：人工种子又称合成种子或体细胞种子，指通过组织培养技术，将植物的体细胞诱导在形态上和生理上均与合子胚相似的体细胞胚，然后将它包埋于有一定营养成分和保护功能的介质中，组成便于播种的类似种子的单位。
人工种子的制作种子能发育出新的植物体，首先是因为它有一个具有生活力的胚。
第六章 人工种子的研制
图6.4 芹菜下胚轴培养产生大量体细胞胚（左）及包埋后 的人工种子（右）
（二）体细胞胚胎生长发育的同步化
• 在培养中胚状体的发生往往是不同步的，常常在同一外 值体上可以观采到不同发育时期的大大小小的胚状体。 胚状体发生的不同步性，为人工种子的研究带来麻烦。 体细胞胚胎生长发育的同步化有以下几种：（1）在细 胞培养中加入细胞分裂和DNA合成的选择抑制剂如五氨 基尿嘧啶等，或采用低温处理和营养物质饥饿法等措施 抑制细胞分裂，然后除去抑制剂或抑制条件，细胞可进 行同步分裂，从而达到体细胞胚胎发生的同步化。另一 方面，在细胞培养液中通入乙烯或氮气可提高分裂细胞 所占的比例。（2）利用一定孔径的筛网过滤分选或仪 器分选，或Ficoll溶液中密度梯度离心选择胚性细胞团， 然后转移到胚胎发育培养基上进行同步发育。（3）利 用不同发育阶段的体细胞胚胎对渗透压的不同要求，通 过调节渗透压来控制体细胞胚胎同步发育到某一阶段。
第二节 人工种子生产的程序和技术 一、人工种子生产的程序和技术 • 人工种子生产的程序和技术如图6.2。其 关键技术包括植物大规模体细胞胚胎发 生、体细胞胚胎生长发育的同步化、体 细胞胚胎的成熟、单个体细胞胚胎的分 离、体细胞胚的包裹及人工胚乳研制、 人工种子的贮藏和转换等几个重要环节。
图6.2 人工种子生产的程序和技术
（四）单个体细胞胚胎的分离
• 在单个体细胞胚胎包裹这前，可利用机 械切割或在2%蔗糖溶液中浮力不同分级 筛选1.0 mm长度或以上的单个体细胞胚。
（五）体细胞胚的包裹及人工胚乳研制 •
• •
•
1. 胶囊和胶囊膜制备 ①胶囊和胶囊膜制备材料 人工种子研制所用的包裹材料（有时也称为人工种皮或内种皮）要求质地柔软，能保 护内部的体细胞胚胎并且不能对胚胎有毒害作用，另外要求通气效果好，能形成胶囊， 抗压性好，不粘连，适于贮藏、运输和播种。常用的包裹材料有藻酸盐、藻酸盐-明胶、 琼脂糖、琼脂等，但由于藻酸盐胶凝性好、使用方便、无毒性和价格低廉，目前以藻 酸盐应用较多。Redenbaugh等（1986）采用海藻酸钠作包裹材料，制成苜蓿人工种子， 离体成株率达86%，播种于温室，成株率可达20%。虽然海藻酸钠应用较广，但以海藻 酸钠单一材料包埋体细胞胚及类体胚材料也存在不少缺点，如保水性差、水溶性成分 及助剂易渗漏、易干燥失水、干燥后不能吸水回胀、易粘连、机械强度差，从而影响 到人工种子的贮藏、运输、播种和萌芽。许光学等（1990）采用纤维素衍生物与海海 藻酸钠制成复合改性的包埋基质，可提高包裹材料的透气性。黄绍兴等（1995）用木 薯淀粉与海海藻酸钠制成复合包埋基质，可改善海海藻酸钠的吸水性。Timber等 （1995，1996）在海海藻酸钠中加入多糖、树胶、高岭土等可减慢凝胶脱水的速度。 日本麒麟啤酒公司与美国植物遗传工司（PGI）联合研制成一种新的包埋胶胶衣，可在 一定条件下自行裂开，顺利萌发。 由于单一包裹材料存在的缺陷，因此许多研究者对胶囊膜材料（外种皮）进行了试验， 但只有Elvax 4260效果较好。Ling-Fong Tay（1993）年用壳聚糖作为外种皮制作油菜 人工种子。除涂复外膜外，许多研究者还采用组合包埋法、流体播种法、液胶包埋法、 琼脂或铝胶囊等包埋法等新的方法。许光学等（1990）筛选聚合物材料对人工种子进 行包埋。George等（1995）用硅胶包埋谷子体细胞胚，萌发率达82%，在4℃条件下贮 藏14天可自行裂开萌发。
《人工种子的研制》课件
人工种子的应用前景
在农业生产上，人工种子可用于快速繁育良种，提高种植效率和产量，降 低生产成本。
在植物育种上，人工种子可用于筛选和培育具有优良性状的植物新品种， 加速育种进程。
在生态恢复和治理上，人工种子可用于快速恢复受损生态系统，提高生态 系统的稳定性和多样性。
02
人工种子的研制方法
人工种子的材料选择
人工种子在医药研究中的应用案例包括干细胞研究、组织工 程、再生医学等，以及在药物研发和临床试验中的应用。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
新型人工种子的研发和应用将不断涌现，如 具有抗逆性、高产性等优良性状的人工种子 ，将有助于提高农业生产效益和生态环境的 保护。
人工智能和大数据等新技术的应用 将为人工种子的研发和应用提供新 的思路和方法，有助于推动人工种 子的进一步发展。
04
人工种子的挑战与展望
人工种子面临的主要挑战
技术难题
人工种子的研制涉及到复杂的生物技术，如组织培养、基因编辑等 ，技术难度大，需要突破的技术瓶颈多。
将目标细胞接种到种子表面或内部。
种子成型
通过特定的加工技术，如3D打印技术，将 混合物制成特定形状的种子。
培养与分化
在适宜的条件下进行细胞培养和分化，促使 种子发育成植株。
人工种子的性能测试
生物学性能
检测人工种子的细胞生长、分化及植株发育情况 ，评估其生物学性能。
生物相容性
评估人工种子在体内的安全性、无毒性和免疫原 性等方面的表现。
《人工种子的研制》 ppt课件
目录
• 人工种子的概念 • 人工种子的研制方法 • 人工种子的研究进展 • 人工种子的挑战与展望 • 人工种子的实际应用案例
第十二章 人工种子
二 、 繁殖体的类型及其生产化
(一)、繁殖体的类型 ·体细胞胚 ·微芽 ·微型变态器官 (二)、繁殖体的生产 1．体细胞胚的规模化生产 2．微型营养变态器官繁殖体的培养 3．芽繁殖体的培养
三、 人工种子包被
（一）、繁殖体的预处理 ·体细胞胚适度脱水干燥和强制休眠； ·微型变态器官繁殖体表面消毒处理； ·芽为繁殖体的老化处理。 （二）、繁殖体的包埋 ·海藻酸钠作包埋介质的操作程序是： 在配制好的海藻酸钠溶液中，按一定比例加入繁殖体 并混匀，然后将其逐滴滴入2.0%～2.5%的CaCl2溶液 中，经20～30 min的离子交换作用，即能形成含有繁 殖体并具有一定刚性的小球珠（bead），再用水漂洗 20 min以终止反应。此时的人工种子是一种胶囊状结 构，将其晾干后可贮存或播种。
思考题 1.人工种子的概念及类型 2.人工种子的优点：
பைடு நூலகம்
第十二章 人工种子 人工种子的概念 繁殖体类型及生产化 人工种子包被 人工种子的发展和应用前景
一、 人工种子的概念及类型
1.人工种子（artificial seeds）又称合成种子 （synthetic seeds）或体细胞种子（somatic seeds）。 任何一种繁殖体，无论是在涂膜胶囊中包裹的、裸露 的或经过干燥的，只要能够发育成完整的植株，均可 称之为人工种子。 2. .人工种子根据包被的需要程度可分为三类： ·第一类是裸露的或休眠的繁殖体 ·第二类为人工种皮包被的繁殖体 ·第三类是水凝胶包埋再包被人工种皮的繁殖体
人工种子生产
四、 人工种子的发展和应用前景
·1.人工种子可以贮藏，可以周年生产，避 免了试管苗应用中由于季节性生产而带来 的诸多矛盾。 ·2.人工种子可以直接播种，减少了试管苗 移栽在操作和管理上的困难，可以实现机 械化操作和常规的田间管理。 ·3.由于可以长距离运输，因此，人工种子 可以建立相对集中的大型生产企业，实现 资源和技术优化。
论述人工种子的概念及其主要优缺点
论述人工种子的概念及其主要优缺点下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!人工种子是指经过一定处理，具备种子固有特性，并能够存储和传播植物遗传信息的一种材料。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
主要内容
人工种子的概念及特点
概念 分类 特点 优点
人工种子的发展趋势 制造人工种子的关键技术
繁殖体的诱导 繁殖体的干燥与成熟 人工种子的包埋及人工种皮的装配
第一节 人工种子的概念与特点
一、人工种子(artificial seeds)的概念
人工种子（合成种子、体细胞种子）：
LH 100 谷氨酰胺 500 1 ADE 40 GA 0.3,IAA 0.3～0.5
21
21 21
油菜
桉树
茶树
华腺
萼木
MS，3% B5，4%～ 5% 改良H， 3% MS，4% MS,2%～ 3% MS，3% MS，0.2～ 0.3%
0.1 2～ 4 0.2～ 0.5 0.5～1 1
1
0.5 0.5
1 1 0.2 0.2
0.5 0.5 1 1
20 28～ 56 28 30 25 20
以胚状体为繁殖体的人工种子
物种
胡萝卜(Daucus carota) 芹菜（Apium raveolens）
主要结果
有菌土壤中发芽成苗 有菌条件下发芽成苗
物种
苜蓿（Medicago satioas） 柑橘（Citrussinensis× C.reticulata ） 甘薯（Ipomoea batatas） 玉米（Zea mays） 杂交水稻（Oryza sativa ×lifolia） 橡胶树（Hevea brasiliensis） 刺五加（Acanthopanax
1978年，Murashige提出可以用少量的外植体同步培养出众多
的胚状体，将这些胚状体包被在某种胶囊内使其具有种子的功能，则 可能直接用于田间播种 1985年，Kamada提出使用适当方法包埋组织培养所获得的具 有发育成完整植株的分生组织（芽、愈伤组织、胚状体和生长点等）
、可取代天然种子播种的颗粒体均为人工种子
制造人工种子的关键技术
一、人工种子繁殖体的诱导
1.体细胞胚的发生途径
2.微器官发生系统
二、繁殖体的成熟与干燥 三、人工体胚的包埋及人工种皮的装配
根据繁殖体的不同特点添加多种有益的附加成分，使其获得优异的性能
1.人工体胚的包埋
（水凝胶包裹材料及附加成分——人工胚乳） 这些成分起着保 护自然种子的子叶或胚乳的作用，
3.保持品种的优良种性
●胚状体由无性繁殖系生产，可保持原品种的遗传特性； ●对于通过正常有性繁殖会改变其遗传结构的杂种品种或材料, 应用价值更大。 例如： ①固定杂种优势； ②三倍体、同源多倍体、非整倍体等； ③突变材料； ④育性不佳的作物（品种）。
4. 可在营养物质里加入植物生长调节剂、有用微生物、抗病 虫药剂等，促进植物生长发育，增强的抗性。 5.利用基因转移的方式，使其具有某些性状。 6. 而且种子外形均匀一致，播种时下种均匀，出苗整齐。 7.体积小，便于贮存和运输。
②体胚发生的诱导
胚性愈伤组织---SH培养基诱导其内部小型或中小型细胞向体胚发生的 方向转换。
③大量体胚发生的培养
将经过诱导的胚性愈伤组织转入无激素的液体改良SH培养基振荡， 培养 于28±1℃的环境下。 4周后可见大量体胚和成熟体胚的形成
④同步化体胚的获得。
筛选（3～5次）将同样大小或相近阶段的体胚集中在 一起培养------逐步获得基本同步化的体胚。
2.装配人工种皮（外层种衣） 在珠状人工种子的表面涂以胶囊膜。
一、人工种子繁殖体的诱导
繁殖体：繁殖体质量优劣直接影响着未来产品的产量与品质；
诱导条件：即外植体接种的培养基和激素水平会直接影响到
形态发生的途径、繁殖体的遗传背景及实用价值。
形态发生途径一般分为两种:
体细胞胚的发生途径
微器官发生系统
• 微芽
– 发生一般只需一个培 养程序，但有时为了 增加繁殖体的数量， 也需进行一定次数的 继代。
• 微型变态器官
– 块茎、块根以及鳞茎、 球茎类的繁殖体产生 可能需要经过不同的 诱导程序。
应用方面：
①最先应用于无性繁殖植物
香椒、马铃薯：微薯的人工种子受到重视。 ②应用于天然种子繁殖后代群体变异大的植物（如桉树）， 虽能用天然种子繁殖，但种子繁育的植株群体变异大，树体
近年来有关报道的特点：
①重要的经济作物、粮食作物及经济林木人工种子日益增多。
其中包括：微芽、微枝；原球茎、小鳞茎；小块茎等（表10）。
从目前发展趋势看，人工种子实用技术更可能会在用微器 官为繁殖体的植物中首先建立。
人工种子现已成为许多国家研究和开发的热点
第三节
二、人工种子的特点
●人工种子是种子行业的一次革命； ●是育种技术体系中的一个大突破。
与自然种子相比，人工种子具有以下突出的、不可取代的
优点：
1.不受自然环境影响，节省制种用地，工厂化大批量生产 ，一年四季可在室内进行生产。 2. 增殖快、周期短，加速良种的繁育过程，提高新品种利 用效率。 特别是对于发育周期长的林木、果树等。
原球茎
原球茎 球茎 微芽 微芽
无菌条件下发芽
无菌条件下发芽 无菌条件下发芽 无菌条件下发芽 无菌条件下发芽
不同繁殖体转株所需时间及转株率
转株情况 植物名称 繁殖体 正常株数 茶树 体细胞胚 不定芽 华腺萼木 体细胞胚 不定芽 17 77 47 466 百分比 17 77 53 93 不正常株数 83 13 42 34 百分比 83 13 47 7 50～60 20～25 40～60 20～25 转株所需天 数
二、繁殖体的成熟与干燥
1.繁殖体的成熟
●繁殖体必须同步增殖并达到成熟才可用于人工种子的制备。
●体细胞胚诱导成功后必须转入成熟培养基。
体细胞胚的成熟培养基组成有3个特点（针叶树）：
A.在培养基中减少或去除激素----使早期发育的幼胚停止生长，
从而使胚的同步性显著提高。
B.加入ABA
ABA有助于营养成分的积累，胚中的脂肪、淀粉及
⑤成熟体胚的后熟处理。
蒸馏水洗净----4℃，无激素的1/2 SH培养基冷冻后熟 处理---7～10天后，在同样的培养基上，使体胚长成 小植株。
与微器官发生途径相比有以下不足：
（1）诱导步骤多、所需生长素水平高，时间长
①胚状体诱导需2～3个步骤
第一步，在培养基中需加入高水平生长素2.4-D； 第二步，必须除去高水平的生长素，进而培养获得体细胞胚。 微器官诱导只需一个步骤。苜蓿在第二步中2.4-D的诱导浓度高 达11mg/L。 ②胚状体诱导时间长，大都＞40d；微器官诱导时间短，25d±。 （2）转株率低，遗传变异性大，生理上存在不一致性。
或害虫的侵染或危害。
不同类型繁殖体可附加的成分
繁殖体 附加成分 干燥胚成芽 水凝胶胚乳 种皮 营养及激素 除草剂 不需要 有益 有益 有益 休眠微块茎、鳞茎 有益或不需要 有益 不需要或有益 有益 含水胚状体、不定 芽 需要 需要 需要 有益
黄连（Coptisginensis） 芥菜（Brassica juncea） 小麦（Triticum aestivum）
微器官发生系统
目前在快速繁殖的实践中，普遍采用微器官发生系统。
优点：
①转株率高。若干代不会出现明显变异，出苗整齐一致。所 以在快速繁殖中有很大应用价值； ②在繁殖体中可以去除病毒等病原体。
第二节 人工种子的发展趋势
人工种子的生产是以离体大规模繁殖为基础。 ●Steward（1958）和Reiner（1958）几乎同时分别首次成 功地研制了胡萝卜的体胚（Somatic embryo，简称SE） 发生的过程，并证明了植物细胞具有全能性。 ● 70年代，应用体胚作为一种播种作物的潜在的繁殖系统的 概念逐步形成。
不同繁殖体的比较
• 体细胞胚
– 形成需要经过至少两个阶 段： – 第一阶段，在含高生长素 浓度的培养基中，诱导培 养胚性细胞； – 第二阶段，在较低生长素 或无生长素的培养基中形 成体细胞胚。
大量的、同步化的、健康体胚的制备过程：（以苜蓿为例）
①胚性愈伤组织的获得
大量的体胚由愈伤组织内的细胞演变而来，所以要先培养合乎质量 要求的胚性愈伤组织。
芽
小鳞茎 侧芽 芽 微芽 微芽 微芽 芽 芽
无菌条件下发芽成苗
无菌条件下发芽成苗 无菌条件下发芽成苗 有菌条件下发芽成苗 有菌条件下发芽成苗 无菌及有菌条件下发芽成苗 有菌土壤中发芽成苗 无菌条件下发芽 无菌条件下发芽
大花蕙兰（Cytobium）
石槲兰（Dendrobium） 唐菖蒲（Gladiolus hortalans） 香蕉（Musa acuminata） 苹果（Malus）
25
华腺萼木
0.01
0.3
0.2
GA0.1
25
桉树
0.2～ 0.5
0.5～2
ADE40
25
以微器官为繁殖体的人工种子
物种
印度桑（Morus indica） 檀香（Santalum ablum）
繁殖体
芽 芽
主要结果
无菌条件下发芽成苗 无菌条件下发芽成苗
花叶芋（Caladium bicolor）
百合（Lilium） 直杆桉树（Eucalyptus maideni） 莴苣（Lactuca sativa） 赤桉（Eucalyptus camaldulensis） 缬草（Valeriana walli染色体数ii） 华腺萼木（Mycetia sienensis） 杨树（Populus beijingy） 葡萄（Vitis longiiprince）
不整齐。
几种植物微器官形成的培养条件
植物名 培养基和遮 糖浓度 NAA 芥菜型油 菜 兰花 0.05～ 0.2
激素浓度（ml/L）
IAA BA
其他条件 （mg/L）