并可直接播种于田间。
外形上它就象一颗颗乳白色、半透明、圆 粒状的石榴果实内的小颗粒。
二、人工种子的制备
农业生产中使用的天然种子，一般由种皮、胚乳和胚 三部分构成。
目前，人工种子的制作程序包括：
a、体细胞胚的诱导及同步化控制
important
b、人造胚乳及人造种皮研制及包埋
c、人工种子的贮藏及萌发
制作过程
体细胞胚与藻
酸钠混合后， 滴入到硝酸钙 或CaCl2中，
10分钟后，表 面聚合，形成 人工种子
（2）人造胚乳的研制
• 人造胚乳即包裹胚状体的营养基质，其外部 就是人工种皮。
人工胚乳的成分
• 人工胚乳的主要成分为无机盐、碳水化
合物、蛋白质等营养物质。
人工胚乳的制作
• 直接法
在凝胶中直接加入大量元素、碳水化合物及
3、为一些不能采用种子繁殖的园艺植物开辟了良好 的良种繁育新途径。
（二）、局限性
1、一些具有重要性状的植物目前发生体细胞胚的能 力较弱，再生系统尚不健全，难以形成有活力的胚并 同步化发育。
2、制作的人工种子成本远高于自然种子，无竞争力。 3、人工种子的贮藏、运输以及机械化播种等问题尚 未解决。
人工种子长 出的芹菜味 道非常鲜美
B. 体细胞胚包裹的材料：
• 凝胶
• 可以使人工种皮具有柔软性，不仅适于 胚状体的要求，而且具有抗压性。
C.人造种子的包埋技术
最佳的包埋材料是海藻酸钠，包埋方法有干燥包埋法、 液胶包埋法和水凝胶法。 干燥包埋法：将胚状体置于23度，相对湿度为79％， 黑暗条件下逐渐干燥，然后用聚氧乙烯中包裹贮藏。 液胶包埋法：将胚状体悬浮在一种粘滞的流体胶中， 直接播入土壤。 水凝胶法：用海藻酸钙水性胶囊包埋胚状体，用以生 产人工单胚种子称水凝胶法。
A.材料：胶质的化合物薄膜，以便包裹于人工胚乳之外，
为种子提供保护，并防止融于水的营养物质向外渗透。
人工种皮需要满足的条件：
• 1、具有一定的透气性，不能影响胚状体的呼
吸；
• 2、具有一定的硬度，经得起种子储存和运输
中的挤压和机械播种中的磨损； • 3、易于降解； • 4、含有其他有利于胚状体存活、生长的成分。
• 1.非胚性愈伤组 织的悬浮细胞 • 2.胚性愈伤组织 的悬浮细胞 • 3.球形胚 • 4.心形胚
• 5.鱼雷胚
• 6.子叶胚
• 7.愈伤组织表面 具早期体细胞胚
• 愈伤组织（callus）指从外植体的内
部或切口表面形成的一团没有分化 的均一一致、无序生长的薄壁细胞
团。这种组织具有再分化的能力。
A：化学抑制法－同步脱分化促进细胞的同步分裂 在细胞培养初期加入DNA合成的抑制剂，使细胞DNA合成暂 时停止，除去抑制剂后，细胞同步分裂。
B：低温抑制法 低温处理导致发育停止，形成温度冲击，处理时间过后恢 复正常温度，可使胚性细胞达到同步分裂。
C：渗透压选择 不同发育阶段的胚有不同的渗透压要求，调节渗透压 可以控制胚的发育，筛选到较为一致的体细胞胚。如 球形胚的渗透压17.5％，心形胚的12.5％。
防病用抗生素。
• 微型包裹法 将碳水化合物和大量元素包裹在微型胶囊内， 然后再把微型胶囊和种胚一起包裹在海藻酸钠 中。
2、植物组织培养的应用：
现在已有胡萝卜、芹菜、柑橘、咖啡、棉花、玉米、 水稻、橡胶等几十种植物的人工种子转换
转换是指由体细胞胚发育成具正常表现型的 绿色植株的能力，转换率用来表示不同发育 阶段的体细胞胚发育为小植株的比率。
• 胚状体形成（embryoid formation）是
指从培养的组织或细胞中直接或间接形
成胚胎的生长方式。
• 直接形成胚胎是指在外植体上直接分化
出胚状体；
• 间接形成胚胎是指在外植体上先分化出
胚性愈伤组织，然后由胚性愈伤组织再
分化形成胚状体
第二节 人工种子
一、人工种子的定义
人工种子(artificial seed)：是指通过植物组织培养的方 法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，在适宜条件下可以发芽成苗的植物幼体。 Murashige1978年首次提出人工种子的概念，利用植物 组织培养中有体细胞胚胎发生的特点，把胚状体等组 织包埋在胶囊内形成球状结构，使其具有种子的机能
• 细胞特点：细胞大而不规则、高度液泡化、无次
生细胞壁和胞间连丝，整个组织结构比较松散；
表面以下5～10个细胞是细胞生长的中心，分生中
心的细胞明显小些，出现了胞间连丝和果胶质， 这些中心是愈伤组织的主要生长部位。随着愈伤 组织表层细胞分裂的减缓和停止，内部深处的生 长中心细胞不断分裂并形成像维管束或类似分生
花粉、原生质体等发生：
• 1、来源于外植体的表皮细胞；
• 2、来源于愈伤组织细胞； • 3、悬浮培养中由单细胞来源的胚状体 • 4、由花药花粉培养产生的单倍体胚状体； • 5、来源于原生质体的胚状体。
2、体细胞胚胎发生的同步化控制
为得到活力强、萌发率高的人工种子，制作要求胚状体的 形态上大小一致、发育进程相似。因此，对体细胞胚发生 要进行同步化控制和纯化筛选。控制胚状体的同步发育是 人工种子的重要条件。
D：机械分离过筛选择法 胚性细胞及悬浮液分别用80、53、40、27微米的滤网 过滤，可以按体积大小分开。 E：在悬浮培养中控制通气 在培养基中通入乙烯或氮气，使细胞分裂达到高峰。
3、人工种皮及人工胚乳研制及包埋
（1）人工种皮的研制 总的要求是：能保持胚状体的活力，利于萌发和贮藏。 所选材料要有韧性、耐压，对胚状体无毒害，含有胚状 体发芽生长所需的营养成分或植物激素，还应含有杀菌 剂以防止播种后土壤微生物的侵染。如海藻酸钠、明胶、 琼脂糖、淀粉、动物胶等。
二、人工种子的优越性与局限性
（一）、优越性 1、通过植物组织培养技术生产的胚状体具有数量多， 繁殖速度快，结构完整等特点，可短期内大量生产优 良种苗，比茎尖培养繁殖速率还高。
2、大量人工种子来源于同一植株的体细胞，不存在 遗传变异的问题,渴望获得整齐一致的植物苗，利于 农业生产的规范化、标准化和机械化管理。
组织的鸟巢状结构。
二、愈伤组织器官的发生
• 不定芽方式
• 胚状体形成的方式
• 不定芽方式（adventitious bud type）
是指愈伤组织培养物，通过形成不定 芽再生成植株。这是愈伤组织中常见
的器官发生方式。
• 愈伤组织通过不定芽方式再分化形成再生植株的方式 主要有四种：
• 1、在愈伤组织上分别形成根或芽器官，即形成无根 的芽或无芽的根； • 2、在愈伤组织上先产生芽，待芽伸长后再在其茎的 基部长出根而形成小植株，多数植物属于此种方式； • 3、在愈伤组织上先产生根，再从根基部分化出芽而 形成小植株，双子叶植物多属此种情况； • 4、先在愈伤组织的不同部位分别形成根和芽，然后 两者结合起来形成一株小植株，只有根和芽的维管束 是相通的才能得到成活的植株。
1、高质量体细胞胚发生系统的建立
大量形成高质量的体细胞胚是人工种子制作的前提 ╱二倍性
胚状体
╲单倍性 高质量的体细胞胚：体细胞胚具有发育成完整小植株 的能力，即要求体细胞胚在解剖结构上具有明显的胚
根、胚芽的双极性结构。人工种子能否成功的关键。
体细胞胚的发生方式：
• 胚状体可由表皮细胞、愈伤组织、悬浮细胞、
一、愈伤组织的诱导
• 起动期
• 分裂期 • 形成期
• 起动期:植物准备分裂的时期；
特征：细胞大小无明显变化；RNA含量迅 速明显增加；细胞核变大。
• 分裂期：细胞通过一分为二的方式不断
增生子细胞的过程。 • 特征：细胞分裂快、结构疏松、缺少组 织结构
• 形成期：外植体细胞经过诱导、分裂形成了无序 的愈伤组织的时期。
第七章 体细胞胚胎发生 和人工种子
教学目的和要求
• 掌握愈伤组织的发生方式；
• 掌握人工种子的定义； • 掌握人工种子的制备。
第一节 愈伤组织和体细 胞胚胎发生
• 体细胞 胚 胎发生(Somatic embryogenesis) 是 指单倍或双倍的体细胞或单个花粉在特定的条 件下，未经性细胞融合而通过与合子胚胎发生 类似的途径，即通过原胚期、球形胚期、心形 胚期、鱼雷形胚期和子叶期，发育成新个体的 形态发生过程，这种类合子胚结构称胚状体或 体细胞胚(Somatic embryo).
黄连
苜蓿
• 马铃薯的人工种子
思考题
• 如何实现体细胞胚的同步发育？
• 什么是人工种子？它是如何构建的？