人工种子与天然种子的区别

2　组装生命——人工种子

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人工种子又称合成种子或体细胞种子。农业生物技术的发展，通过组织培养技术，可把植物组织的细胞培养成在形态及生理上与天然种子胚相似的胚状体，也叫体细胞胚。这种体细胞胚有于叶、根、茎分生组织的结构。科学家把体细胞胚包埋在胶囊内形成球状结构，使其具备种子机能。所以，人工种子是一种人工制造的代替天然种子的颗粒体，可以直接播种于田间。

人工种子结构

农业生产中使用的天然种子，一般都是由种被、胚乳和胚三部分构成。种皮通常在种子的外层起保护作用；胚乳含有大量的营养物质，是种苗萌发生长不可缺少的营养来源；胚由胚芽、胚轴、胚根和子叶构成，将来发成植株。人工种子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，在适宜的条件下发芽出苗。

人工种子的概念首先是1978年由科学家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。

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人工种子的优点

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。

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。

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。这种物质在一定浓度的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。

人工种皮是包在胶球外的一层薄膜。美国科学家在1987年筛选出一种疏水性物质乙烯、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。

日本学者1985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。

1998年，中国科学家陈正华等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。

人工种子与天然种子相比有很多优点：生产人工种子不受季节限制，可能更快地培养出新品种来，还可以在凝胶包裹物里加入天然种子可能没有的有利成分，使人工种子具有更加好的营养供应和抵抗疾病的能力，从而获得更加茁壮生长的可能性。

天然种子由于在遗传上具有因减数分裂引起的重组现象，因而会造成某些遗传性状的改变；天然种子在生产上受季节限制，一般每年只繁殖1～2次，有些甚至十余年才繁殖一次。而人工种子则可以完全保持优良品种的遗传特性，生产上也不受季节的限制。

试管苗的大量贮藏和运输也是相当困难的。人工种子则克服了这些缺点，人工种子外层是起保护作用的薄膜，类似天然种子的种皮，因此，可以很方便地贮藏和运输。

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人工种子的前景

人工种子的不足之处：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。要克服的主要难题有：许多重要植物还不能培养出大量的高质量的体细胞胚；人工种子的贮藏有待进一步完善。透水透气又能防菌的人工种皮；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。

人工种子发展和应用前景主要有以下几点。

第一，人工种子与试管苗相比，具有所用培养基量少、体积小、繁殖快、发芽成苗快、运输及保存方便的特点。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，人工种子技术适用于难以保存的种质资源、遗传性状不稳定或育性不佳的珍稀林木繁殖。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。

第三，人工种子可以克服营养繁殖造成的病毒积累，可以快速繁殖脱毒苗。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。人工种子在快速繁殖苗木和人工造林方面，具有很大的应用前景。

试管苗