体细胞胚胎发生人工种子的结构与制备难点

人工种子的制备过程（以芹菜为例）
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人工种子优点
• ①便于储藏运输； • ②供制作人工种子的体细胞胚数量多、繁殖
快，1L培养液中悬浮培养可获得10万个体细胞胚； • ③制作人工种子时还可加入菌肥、微生物、
农药，以抵抗外来病毒和微生物的侵染；
•
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• ④对生育周期长的多年生植物、育性不良且难于 有性繁殖的、濒危的植物，可用人工种子技术进 行繁殖；
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复习内容
• 1）体细胞胚的概念？
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2）由愈伤组织再分化形成再生植株的途径
器
官
发
成 熟
脱分化
分 生
分裂
愈 伤
再分化
生
细
细
组
胞
胞
织
胚
完 整 植 株
状
体
发 生
？
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由愈伤组织通过器官发生形成再生植株途径
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2.人工种子
• 概念： • 人工种子(artificial seed)：又称合成种子(synthetic
制糖含量、种皮外包裹滑石粉、液体石蜡等，保 证种子质量。
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2.3人工种子的研究现状 • 最早成果：Redenbaugh:1986年首次报道了用藻
酸钙包裹制成的苜蓿和芹菜的人工种子。 • 欧洲:“尤里卡计划 • 我国:“七五”期间
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• 存在问题
•ห้องสมุดไป่ตู้
①许多重要植物还不能靠组织培养快速生产大量高质
量的体细胞胚；
(如植物激素、有益微生物或除草剂等)，可赋予 比自然种子更加优越的特性。
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• (2)人工胚乳的制作 • 1)直接法：凝胶囊中直接加入大量元素、碳
水化合物及防病用抗生素。 • 2)微型包裹法：先将碳水化合物和大量元素
包裹在微型胶囊内，再把微型胶囊和种胚包裹于 褐藻酸钙人工种皮中。目的：人工胚乳中营养成 分缓释。
• ⑦配制简单易行，成本低
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• (2)体细胞胚包裹的材料 • 多种凝胶：琼脂、琼脂糖、褐藻酸盐、动
物胶、果胶、蛋白胶等。 • 最佳制备条件的筛选： • 种类、浓度、络合剂与凝胶络合时间等。
使人工种皮既具柔软性，又具抗压性。
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• 2.1.3人工胚乳的制备 • (1)人工胚乳的成分 • 基本成分：各种培养基的成分。 • 其它成分：根据目的不同，可自由加入不同物质
seed)或体细胞种子(somatic seed)，指将植物离体培 养产生的体细胞胚包埋在含有营养成分和保护功能 的物质中，构成的可在适宜条件下发芽出苗的类种 子结构。
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人工种子结构
• 1）人工种皮 • 2）人工胚乳 • 3）胚状体
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天然种子结构图
图15-1 人工种子模式图
2.1人工种子的制备
• 1.愈伤组织与体细胞胚胎发生(复习） • 1.1愈伤组织的诱导 • 1.2愈伤组织器官的发生 • 2.人工种子 • 2.1人工种子的制备 • 2.2人工种子的贮存 • 2.3人工种子的研究现状 • 思考题
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本章重点、难点
• 重点：1)体细胞胚胎发生；
•
2)人工种子的结构与制备
• 难点：对体细胞胚的发生进行同步控制
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。
·其三，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
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和技术优化。
思考题: • 1.什么是人工种子?它是如何构建的? • 2.人工种子最适于在哪些方面应用? • 3.人工种子繁殖是否是无性繁殖？
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2.2人工种子的贮存 • 贮存条件：4～7℃低温、小于67％相对湿度。 • 贮藏问题：易发生后期停止生长、腐烂、失水等。 • 延长贮藏时间的措施：添加防腐剂、抗生素、控
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• 2.1.4 人工种子包裹方法 • 1)干燥包埋法：胚状体置于23℃，湿度79％，
黑暗条件下逐渐干燥→聚氧乙烯包裹后贮藏。 • 2)液胶包埋法：胚状体悬浮于黏滞流体胶→直
接播入土壤。 • 3)水凝胶法：褐藻酸钙水性胶囊包埋胚状体，
用以生产人工单胚种子。
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人 工 种 子 制 备 过 程
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第三篇植物细胞工程
• 第11章植物组织培养 • 第12章植物的快速繁殖 • 第13章体外单倍体诱导与单倍体育种 • 第14章植物胚胎培养 • 第15章体细胞胚胎发生和人工种子 • 第16章植物原生质体融合技术 • 第17章植物染色体工程 • 第18章植物转基因技术
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第15章体细胞胚胎发生和人工种子
• (1)制备人工种皮材料的要求： • ①无毒无害、 • ②具有一定的封闭性，保证人工种子的营养成分不易流失。 • ③具一定的透气性，而不影响胚状体呼吸； • ④需一定坚硬度，经得起储运中挤压和机械播种中磨损；
• ⑤播种后易于降解；
• ⑥便于添加含有其他有利于胚状体存活、生长的成分，如 农药、共生微生物等。
• 2.1.1体细胞胚的制备 • 2.1.2人工种皮的制备(artificial endosperm) • 2.1.3人工胚乳的制备(artificial seed coal) • 2.1.4人工种子的制备过程
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• 2.1.1体细胞胚的制备 • (1)体细胞胚的发生方式 • 胚状体的来源发生方式： • ①来源于外植体的表皮细胞 • ②来源于愈伤组织细胞 • ③来源于悬浮培养单细胞 • ④来源于花粉培养(单倍体) • ⑤来源于原生质体
• ⑤不受季节限制 • ⑥人工种子如天然种子，具有坚硬的种皮，适于
机械化播种。 • ⑦节省大片种子田，节约大量粮食
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Bois Dentelle
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捕蝇草
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人工种子的发展和应用前景
• 首先，人工种子可以贮藏，因而可以周年生产，
避免了试管苗应用中由于季节性生产而带来的
诸多矛盾。
·其次，人工种子可以直接播种，减少了试管苗
•
②离体培养易产生变异问题还不能进行有效地控制。
•
③人工种皮性能较天然种皮仍有缺陷；
•
④胚状体贮藏阶段的休眠控制，如何保证长期贮藏而
又不影响萌发率；
•
⑤制作流程较繁琐、成本高。
•
可见，人工种子的大规模推广还有待进一步的研究。
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• (2)体细胞胚胎发生的同步控制
• 常采用的控制体细胞胚发生同步的方法：
• 1)同步脱分化促进细胞的同步分裂
•
DNA合成抑制剂(五氨基脲嘧啶等)
• 2)不同的温度处理
• 低温 正常培养温度
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• 3)利用渗透压控制胚的同步生长 • 4)分离筛选 • 5)悬浮培养中控制通气
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• 2.1.2人工种皮的制备