课程论文题目: 果树人工种子研究进展姓名:学院:专业:班级:学号:任课老师:2012 年12月15 日果树人工种子研究进展摘要：人工种子在果树种苗生产和育种等方面具有很多天然种子无法比拟的优势，但因受到多种因素的限制，目前仍未实现大规模的商业应用。

为此，笔者从人工种子制作技术研究进展和人工种子在几种重要果树上的应用2 个方面，系统阐述果树人工种子的研究进展，提出高质量同步化繁殖体的获得、包埋技术、转株率和存活率4个因素是限制人工种子商业应用的主要因素，也是今后果树人工种子技术的研究重点。

关键词：人工种子；包埋繁殖体；转株率；存活率种子是种子植物所特有的有性繁殖器官。

种子的结构一般由胚、胚乳和种皮3 部分组成。

从来源上讲，自然界中正常的植物种子分为2 类：一类是植物经过受精作用后由胚珠发育形成；另一类是植物不经过受精作用由不定胚直接发育形成。

随着生产发展和人们生活水平的高只靠年生产量有限的种子或无性繁殖器官进行生产繁殖已不能满足需求。

因此，寻找一种可周年进行生产繁殖的替代方法势在必行，于是随着植物组织细胞培养的发展，人工种子应运而生。

人工种子的概念，首先是在1978 年由Murashige在第4 届国际植物组织细胞培养大会上提出,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使其具有种子的功能，可以直接用于田间播种。

日本学Kamada[1]于1985 年首先将人工种子的概念延伸，他认为使用适当的方法包埋由组织培养所产生的具有发育成完整植株的分生组（芽，愈伤组织，胚状体和生长点等），可取代天然种子用于播种的颗粒体均可称为人工种子。

中国科学家德富等[2]于1995 年将人工种子的概念进一步扩展，他们认为植物离体培养中产生的体细胞胚或能发育成完整植株的分生组织，包埋在含有营养物质和具有保护功能的外壳形成的在适宜条件下能够发芽出苗的颗粒体均可称之为人工种子。

人工种子本质上属于无性繁殖，与天然种子相比,具有以下优点：（1）可对一些自然条件下不结实或种子很昂贵的植物进行繁殖；（2）固定杂种优势；（3）可人为控制作物生长发育和抗性；（4）可以保存及快速繁殖脱病毒苗，克服某些植物由于长期营养繁殖所积累的病毒病等芽和根很容易从藻酸盐颗粒中萌发出来。

在易破碎的藻酸盐胶囊中应用硝酸钾在几种植物中已有相关报道。

藻酸盐颗粒的硬化受藻酸钠和氯化钙浓度的影响，并且随繁殖体和植物种类的不同而有所变化。

包埋技术的一些潜在优势包括：简便操作，保持植物遗传的一致性和直接播种于大田或温室。

人工种子研究早期多以模式植物为主，后来逐渐转向经济作物、粮作物及经济林木等，但直到最近几年，果树人工种子研究才逐渐成为热点。

因此，笔者总结最近几年国外科学工作者在果树人工种子方面的研究成果，以期为中国果树人工种子的发展提供参考和帮助。

贮藏技术人工种子的贮藏是限制人工种子商业应用的一个关键问题。

研究初期，生产出来的人工种子贮藏后的低存活率问题一直难以解决，但随着贮藏技术的发展，尤其是超低温保存方法的引入，使人工种子的贮藏发生根本性的变革。

对人工种子进行短期、中期乃至中长期保存再是梦想。

当然，人工种子贮藏时间的长短还受植物种类、包埋繁殖体的特性等多方面因素的影响。

不同品种的最佳贮藏方法需要具体试验才能获得。

人工种子包埋繁殖体根据包埋繁殖体的类型，人工种子可分为体细胞胚人工种子与非体细胞胚人工种子。

以体胚为繁殖体包裹制作而成的人工种子称为体细胞胚人工种子；而以不定芽、腋芽、茎节段、原球茎、发根、愈伤组织等制作而成的人工种子称为非体细胞胚人工种子[4-5]。

人工种子发展初期，包埋体主要以胚状体为主，由于很多植物胚状体的获得比较困难，而且利用胚状体生产人工种子受到高频率变异的影响，因此这极限制了人工种子的商业应用前景。

随着组织培养技术及包埋技术的发展，包埋体不再局限于胚状体，如吸芽、原球茎、茎尖、节间、腋芽等都可以作为包埋繁殖体，用于人工种子的生产。

包埋体来源丰富，不仅降低人工种子的生产成本，而且使人工种子的发展从此迈入快车道时代。

包埋技术包埋技术是人工种子生产过程中最关键的步骤之一，其对发芽率、转株率及贮藏后的存活率具有极其重要的作用。

因此，包埋技术一直是研究的热点，也是发展最快的领域之一。

用于包埋的物质有海藻酸钠、海藻酸钾、卡拉胶、添加明胶的海藻酸钠、果胶酸钠、羧甲基纤维素等，其中海藻酸钠应用最为广泛[6-7]。

在人工胚乳中添加营养物质、碳源、生长调节剂和抗菌剂等有利于包埋体的生长与存活，不过这些添加剂应对繁殖体没有毒性并且对植株的生长不会产生任何变异方面的影响。

胶囊对根和芽的阻碍是包埋技术中的一个技术性难题，采用自我破碎的藻酸盐胶体颗粒可以克服此缺点。

用硝酸钾预处理的藻酸钙胶囊变的柔软，发率达81.94%，未包埋体胚的萌发率达86.11%。

在常规条件下，随着贮藏时间的延长，包埋体胚和未包埋体胚的萌发率均显著降低，贮藏96 h后，包埋体胚的萌发率仅为1.38%，几乎可以忽略不计。

Antonietta[18]研究杀菌剂PPM和杀真菌剂甲基托布津对包埋体胚贮藏不同时期的影响，发现包埋体胚在4°C条件下贮藏不能超过60 天，在人造胚乳中添加甲基托布津可使在试管和土壤中的预期生根率和转株率维持在一个很高的水平，这可能与一定时间的冷藏有助于体胚更好成熟和贮藏蛋白及碳水化合物等物质的积累有关。

但高浓度的杀菌剂PPM单独使用或与杀真菌剂配合使用时对发芽、生根和转株率均有不良影响。

果树人工种子研究概况自人工种子概念提出以来，大量关于人工种子发展及其在一些果树生产繁殖和保存上应用的文章已被发表，说明果树人工种子的研究已有相当基础。

目前，人工种子在果树上的研究主要集中在热带和亚热带果树，如菠萝、番木瓜、柑橘、香蕉、番石榴等，温带果树只有有限的几种，如苹果、梨、葡萄等。

对已进行人工种子研究的果树来说，大部分技术都已比较成熟，只是在大规模生产应用方面还鲜有报道。

几种果树人工种子研究进展。

香蕉香蕉（Musa spp.）是世界上最重要的果树和粮食作物之一，主要靠吸芽繁殖。

由于吸芽的年生产量有限，而组织培养可实现周年生产，工厂化生产。

因此，基于组织培养的繁殖方式在全世界围受到青睐。

在过去几年中，人们在通过人工种子实现香蕉植株再生方面付出了巨大的努力。

将香蕉茎尖包埋在含有不同胶体基质的3%的海藻酸钠中，在White 培养基上可实现包埋茎尖的最大转株率，但同时也存在包埋茎尖的褐变和细菌感染问题，在胶体基质中添加0.1%的活性炭和含有利福平、头孢噻肟和四环素的抗生素混合物可解决这个问题。

而将包埋茎尖直接播种于盛有高压过的土壤培养皿中，1周之只有10%的茎尖萌发，且这些萌发的茎尖不能形成完整植株，这可能是由于母体所含营养不能满足包埋茎尖形成根芽系统。

通过包埋茎尖生产的人工种子进行香蕉种质资源的交换与贮藏要比用吸芽更方便、便宜和安全。

Suprasanna对比8 个香蕉和车前草栽培种包埋茎尖的再生率，结果表明：基因型不同的栽培种（AAB，ABB和AB）包埋后的再生率不同，有基因组B的栽培种再生率略好，说明再生率受基因型的影响较大。

Ganapathi[14] 第1 次报道了banana cv. Rasthali（AABgenomicgroup）通过包埋体胚生产人工种子。

转株率随胶体基质和用于植物生长的培养基的不同而有所差别。

将体胚包埋在5%的海藻酸钠中培养于不同培养基上，2~3 周后包埋体胚萌发，4 周后植株完全生长。

尽管植株在所有试验的培养基中都能生长，但与未包埋体胚相比，频率有很大差别。

包埋胶体中含有的无菌水或自来水同样影响包埋体胚的转株率，当用无菌水时，只有33%的体胚萌发；而用自来水时，萌发率上升到53.3%。

这可能由于自来水中含有一些矿物质和盐分，有助于植株的生长。

与棉花、土壤、滤纸、1/4MS液体培养基相比，包埋体胚在MS培养基中转株率最大，达66%，并且由人工种子生成的植株能够成功地移栽到土壤中。

就目前研究成果而言，通过包埋茎尖要比通过包埋体胚更适合香蕉人工种子的生产，但总体转株率偏低。

柑橘柑橘（Citrus reticulata Blanco）是世界上热带、亚热带地区栽培最广泛的果树。

柑橘汁含有高质量的柠檬酸，是维生素C 和类黄酮物质的很好来源。

参考文献[1] Kamada H. Practical Tecnology on the Mass Production of ClonalPlants[J].Artificial seed,1985,48.[2] 德富,喜文,程柄嵩.人工种子几个问题的探讨[J].农业大学学报,1995,26(2):249-256.[3] 志军, 宏亮, 会珍. 植物人工种子[J]. 种子科技,2001,6:341-342.[4] Standard A, Piccioni E. Recent perspectives on synthetic seed technology using nonembryogenic in vitro-derived explants[J].Int J Plant Sci,1998,159(6):968-978.[5] 詹忠根,铭,徐程.植物非体细胞胚与人工种子[J].种子,2001,6: 28-30.[6] Ara H, Jaiswal U, Jaiswal V S. Synthetic seed: prospects and limitations[J].Curr Sci,2000,78:1438-1444.[7] Rao P S, Suprasanna P, Ganapathi TR, et al. Synthetic seeds: concepts, methods and application[J].Plant tissue culture and molecular biology,1998,607-619.[8] Bapat V A, Mhatre M. Bioencapsulation of somatic embryos in woody plants. In: Jain SM, Gupta PK. Protocol for somatic embryogenesis in woody plants. Netherlands:Springer,2005:539-552.[9] Onishi N, Sakamoto Y, Hirosawa T. Synthetic seeds as an application of mass production of somatic embryos[J].Plant Cell Tissue Organ Cult,1994,39:137-145.[10] Guerra M P, Dal Vesco L L, Ducroquet JPHJ, et al. Somatic embryogenesis in Goiabeira serrana: genotype response, auxinic shock and synthetic seeds[J].Braz J Plant Physiol,2001,13:117-128.。