《人工种子》PPT课件.ppt

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1、 人工种子人工种子 1.1.人工种子的概念人工种子的概念 2.2.人工种子制备的技术要点人工种子制备的技术要点 1.人工种子的概念 一.基本概念 狭义狭义 的概念是指植物离体培养中产生的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。条件下能够发芽出苗的颗粒体。广义广义 而言，人工种子是在胚状体或一块而言，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）组织（顶芽、腋芽）、一个器官（小鳞茎等）之外加上必要的营养

2、成分（人工胚乳）后，用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，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形成的与天然种子相似的颗粒体 二、人工种子的结构二、人工种子的结构农业生产中使用的天然种子，一般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。都是由种被、胚乳和胚三部分构成。目前研制的人工种子的结构目前研制的人工种子的结构:体细胞胚体细胞胚 人工种皮人工种皮 人工胚乳人工胚乳广义的体细胞胚由组织培养中获得的体细胞即胚状体、愈伤组织、原球茎、不定芽、顶芽、腋芽、小鳞茎等繁殖体组成。胶囊之外的包膜称之为人工种皮,有

3、防止机械损伤及水分干燥等保护作用。包裹成功的人工种子既能通气、保持水分和营养,又能防止外部一定的机械冲击力。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.人工种子分类根据根据RedenbaughRedenbaugh对人工种子的分类方法，可将人工种子分对人工种子的分类方法，可将人工种子分为三大类：为三大类：裸露的或休眠的繁殖体裸露的或休眠的繁殖体 如微鳞茎，微块茎等。它们如微鳞茎，微块茎等。它们在不加包被的情况下也具有较高的成株率。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人工种皮包被的繁殖体 一些体细胞胚、原球茎等不一些体细胞胚、原球

4、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。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水凝胶包埋再包被人工种皮的繁殖体 大多数体细胞大多数体细胞胚、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经人工种皮包裹才能避免失水，从而维持良好的发芽能力。力。四四.人工种子的意义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

5、种效快速的繁殖方法，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；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；的植物更具有主要的适用意义；其三，对于一些不能正常产生种子的特殊植物其三，对于一些不能正常产生种子的特殊植物材料如三倍体、非整倍体、工程植物等，有可材料如三倍体、非整倍体、工程植物等，有可能通过人工种子在短期内加大繁殖应用；能通过人工种子在短期内加大繁殖应用；其四，与田间制种相比，可以节省制种用地

6、，其四，与田间制种相比，可以节省制种用地，且不受季节限制，可以实现工厂化生产，同时且不受季节限制，可以实现工厂化生产，同时还避免了种子携带病原菌的危险；还避免了种子携带病原菌的危险；其五，与利用试管苗相比，可以避免移栽困难，其五，与利用试管苗相比，可以避免移栽困难，且可以实现机械化操作，同时还便于储藏和运且可以实现机械化操作，同时还便于储藏和运输。输。五、人工种子的局限性 目前，绝大多数人工种子发芽需要无菌条件，所以，还不能实现广泛应用。另外，人工种子的制作费用过高，并且在应用上需要各个环节的配套，这些都限制了人工种子的推广。物种主要结果胡萝卜(Daucus carota)有菌土壤中发芽成苗苜

7、蓿(Medicago sativas)有菌条件下发芽成苗芹菜(Apium graveolens)有菌条件下发芽成苗柑橘(C.sinensisC.reticulata)无菌条件下发芽成苗挪威云杉(Picea abies)无菌及有菌条件下发芽松树(Pinus lambertiana,P.aeda)无菌及有菌条件下发芽玉米(Zea mays)无菌条件下发芽成苗杂交水稻(O.sativaO.lalifolia)无菌条件下发芽橡胶树(Hevea brasiliensis)无菌条件下发芽西洋参(Panax quinquefolium)无菌条件下发芽刺五加(Acanthopanax senticosus)无

8、菌及有菌条件下成苗黄连(Coptis chinensis)无菌及有菌条件下成苗表7.1 以体细胞胚为繁殖体的人工种子 物种繁殖体主要结果印度桑(Morus indica)芽无菌条件下发芽成苗檀香(Santalum ablum)芽无菌条件下发芽成苗花叶芋(Caladium bicolor)芽无菌条件下发芽成苗百合(Lilium)小鳞茎无菌条件下发芽成苗直杆桉树(Eucalyptus maideni)侧芽无菌条件下发芽成苗莴苣(Lacyuca sativa)芽无菌及有菌条件下发芽成苗华腺萼木(Mycetia sienensis)微芽有菌土壤中发芽成苗大花蕙兰(Cytobium)原球茎无菌条件下发芽

9、石槲兰(Dendrobium)原球茎无菌条件下发芽唐菖蒲(Gladiolus hortalans)球茎无菌条件下发芽香蕉(Musa acuminata)微芽无菌条件下发芽杨树(Populus beijingy)芽无菌条件下发芽表7.2 以器官为繁殖体的人工种子 植物种类繁殖体类型培养程序及培养天数培养基及蔗糖浓度激素浓度（mg./L）其它成分(mg/L)2,4-DNAAZeatinBAKin芥菜型油菜体细胞胚Step I,21MS,3%2.01.01.0LH(100)Step II,21MS,3%0.11.00.5LH(100),谷氨酰胺(500)微芽21MS,3%0.05-0.25.0桉树体

10、细胞胚Step I,20B5,4-5%2.0-4.01.0Step II,28-56改良H,3%0.2-0.50.5ADE(40)微芽25改良H,3%0.2-0.50.5-2.0ADE(40)茶树体细胞胚Step I,28MS,4%0.5-1.01.00.5Step II,30MS,2-3%1.00.5GA(0.3),IAA(0.3-0.5)不定芽25MS,2-3%1.01.0IAA(0.3)华腺萼木体细胞胚Step I,25MS,3%1.00.21.0Step II,20MS,0.2-0.3%0.21.0不定芽25MS,2-3%0.010.2IAA(0.3),GA(0.1)兰花原球茎25MS

11、,2%0.1椰子汁(10%)表7.3 部分植物繁殖体诱导培养条件 2.人工种子制备的技术要点人工种子的基本制作流程人工种子的基本制作流程外植体的选择和消毒外植体的选择和消毒 愈伤组织的诱愈伤组织的诱导导体细胞胚的诱导体细胞胚的诱导 体细胞胚的体细胞胚的同步化同步化体细胞胚的分选体细胞胚的分选体细胞胚体细胞胚的包裹的包裹(人工胚乳人工胚乳)包裹外膜包裹外膜发芽发芽成苗试验成苗试验体细胞胚变异程度与农艺研体细胞胚变异程度与农艺研究。究。一繁殖体的处理体细胞胚形成后，需要在无激素培养基上经过一定体细胞胚形成后，需要在无激素培养基上经过一定阶段的后熟培养，然后进行脱水干燥，再将畸形胚选阶段的后熟培养，

12、然后进行脱水干燥，再将畸形胚选出后才能进行包埋。在脱水之前用出后才能进行包埋。在脱水之前用ABAABA处理体细胞胚处理体细胞胚强迫其进入休眠，更有利于长期贮存。强迫其进入休眠，更有利于长期贮存。微型变态器官繁殖体不能过度脱水，但亦需要适当微型变态器官繁殖体不能过度脱水，但亦需要适当干燥，除去表面及多余的水分，同时要进行表面消毒干燥，除去表面及多余的水分，同时要进行表面消毒处理以防止包被后的感染。为了延长贮存时间，亦需处理以防止包被后的感染。为了延长贮存时间，亦需根据使用季节进行适当的休眠处理。根据使用季节进行适当的休眠处理。芽为繁殖体的类型，则不能进行脱水处理，但必需芽为繁殖体的类型，则不能进

13、行脱水处理，但必需筛选生长健壮、组织充实的芽进行包埋。筛选生长健壮、组织充实的芽进行包埋。二繁殖体的包埋二繁殖体的包埋1、包埋介质的要求：首先必需是对繁殖体及其它生物是无毒的，并具有一定的缓冲强度，以保证繁殖体在生产、运输和种植操作中的安全。同时，它最好能够提供类似于胚乳的营养物质，以供繁殖体发芽的需要。此外由于繁殖体的含水量较高，贮存中极易受到微生物感染危害，因此介质中还应含有适当的杀菌剂。2、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。3 3、包埋的方法、包埋的方法主要有主要有液胶包埋法液胶包埋法、干

14、燥包埋法干燥包埋法 和和水凝胶法水凝胶法 等。液胶包埋法是将胚状体或小植株悬等。液胶包埋法是将胚状体或小植株悬浮在浮在”一种黏滞流体胶中直接播入土壤的方法。干一种黏滞流体胶中直接播入土壤的方法。干燥包埋法是将体细胞胚经干燥后再用聚氧乙烯燥包埋法是将体细胞胚经干燥后再用聚氧乙烯等聚合物进行包埋的方法。水凝胶法是指用通等聚合物进行包埋的方法。水凝胶法是指用通过离子交换或温度突变形成的凝胶包裹材料进过离子交换或温度突变形成的凝胶包裹材料进行包埋的方法。行包埋的方法。4、以海藻酸钠作包埋剂的操作程序是：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。（添加糖、防腐剂、抗生素、农药等，防止病虫害侵

15、染。）将其逐滴滴入2.0%-2.5%的CaCl2溶液中，经2030min.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。海藻酸钠易失水干缩，为克服此弱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，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。为防止发芽时杂菌感染，添加抗菌剂等。三人工种皮的装配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

16、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。常用的人工种皮材料常用的人工种皮材料 早期使用早期使用ElvaxElvax 4260 4260涂膜，价格昂贵，操作复杂、涂膜，价格昂贵，操作复杂、包裹效果不尽人意。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新近试验使用的二氧化硅化合物材料包括疏水的TullanoxTullanox和微亲水的和微亲水的Cab-O-Cab-O-SilSil，二者均可以粉末状，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

17、行，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。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且可渗入水蒸气和氧气，这些材料均还处于试验之中。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。人工种子长人工种子长出的芹菜味出的芹菜味道非常鲜美道非常鲜美黄连黄连西洋参西洋参 莴苣甘薯橡胶树苜蓿檀香