人工种子

“春种一粒粟，秋收万颗籽。”农业上传统的种植方式，大多是用种子播种来进行作物的繁殖与栽培。细胞工程技术的开展，为作物的育种与繁殖提供了不少新的技术手段。在离体培养条件下，植物学家们已可使植物的一个芽、一小块茎、一小块叶甚至一个细胞再生成为小植株；在实验室里，一年四季可生产出成千上万的试管植物来。在植物细胞工程技术的基础上，1978年，美国植物学家穆拉希格又提出了一个新的想法，用试管培养出来的芽或胚状体（一种类似于自然种子的胚，有根和芽的结构），包以胶囊，使之保持种子的机能以代替自然种子而用于田间播种的“人工种子”模式。

“人工种子”的概念一经提出，立刻吸引了不少生物学家们的注意。作为一种新的生物技术，1983年由美国植物遗传公司申请“制造人造种子”的专利而震动全球。1986年，日本狮子股份有限公司也申请了制作胡萝卜、石刁柏人工种子的专利。近年来，已相继有美国、日本、加拿大、芬兰、印度、韩国等开展了人工种子研究工作。参与欧洲尤里卡计划的法国、瑞士、西班牙等国也制成了胡萝卜、甜菜、苜蓿等植物的人工种子。一时间，作为生物技术“明星”、“农业上的革命”等的“人工种子”研究，掀起了一股“超级种子”热。

“人工种子”，作为一种在未来农业上应用的新的生物技术，为什么会具有如此巨大的诱惑力呢？这是因为，人工种子比之自然种子具有更多的优越性。首先，用于制作人工种子的体细胞胚（胚状体），可以通过细胞悬浮培养和发酵罐生产，而大大加速个体繁殖速度，在一升培养基中就可以产生10万个体细胞胚。这就使体胚生产具有数量多、繁殖快及结构完整的特点，为建立人工种子生产程序化、自动化的工艺流程提供了可能，比现在采用的试管苗繁殖更能降低成本和节省劳力。所以人工种子也是开辟种苗生产的又一途径。在人工胚乳配制中，使用者可以根据不同植物对生长的要求来配制，也可以加入植物激素、菌肥或某些农药，以便更好促进体胚的生长发育，提高作物生长势及抗逆能力，增加产品的产量，改进产品的质量。体细胞胚或芽是无性繁殖体系产生的，可以用来固定杂种优势，使F1代杂交种可多代利用，使优良的株系能快速形成无性繁殖系而得以推广利用，从而大大缩短了育种时间，简化了育种过程。特别是某些对控制体细胞变异要求不十分严格的植物，如某些珍贵、稀有植物及某些必须通过无性繁殖才能保持优良特性的植物，人工种子技术更易得到应用。加之，人工种子体积小、贮藏运输方便，也可以像自然种子那样用机械在田间直接播种，这就使人工种子更有希望适合于现代化生产的需要。

目前普遍研制的人工种子，是以海藻酸钠为介质，将体胚与海藻酸钠溶液混合后滴入氯化钙溶液，经离子交换后形成海藻酸钙的固体圆形颗粒（胶囊丸）。包裹成功的人工种子，在外形上就像一颗乳白色半透明的鱼卵或圆球状的鱼肝油胶丸（图62）。迄今为止，世界各国约对40种植物的体胚或芽研制过人工种子。我国从1987年开始，正式将人工种子研制纳入国家“863”高技术发展计划。通过几年来的工作，已在胡萝卜、苜蓿、芹菜、黄连、云杉、桉树、番木瓜等十几种植物上得到人工种子。其中有胡萝卜、番木瓜等人工种子在土中播种后，已成长为植株并可开花结果。

“超级种子”热，为人工种子制作技术的改进及工艺生产流程的建立打下了良好的基础。但这些结果中，除了水稻、生菜等少数几种能较大面积在田间播种以外，大多数仍只是停留于实验室中的工作。一旦要求这一技术由实验室向商业化生产转化，还有不少问题未得到解决。象如何使胚状体发育健壮、大小一致；如何使人工种皮既可通气，又可防止营养物质渗漏及具有防腐、抗压功能，以及如何使人工种子能自动化生产，机械包裹，等等，均是涉及人工种子能否与自然种子竞争而用于生产的重要问题。

任何新事物的出现，不可能一开始就十全十美。人工种子研究目前遇到的一些难题，并未冲淡它给农业及其他种植业所展示的诱人前景。随着人工种子研究的日益进展及制作工艺的日臻完善，可以预料，人工种子作为一种新兴的种子产业而用于生产，将是指日可待的事。