專利名稱：人工種子及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無性繁殖植株領(lǐng)域，特別是屬于人工合成種子技術(shù)。
人工種子是由植物的不定胚或不定芽用適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)包裹后所形成的、能萌發(fā)并生長為正常植株的人工合成種子。包裹不定胚或不定芽所用的介質(zhì)材料一般是凝膠狀物質(zhì)，其包含有供胚體和芽生長所必須的養(yǎng)分、水分及生長調(diào)節(jié)劑。由于這樣的介質(zhì)起到了類似于天然種子中胚乳所起的作用，因此在人工種子中被稱作為人工胚乳。人工胚乳除需含有一定的組成成分外，還必須具有適當(dāng)?shù)膹姸龋梢约缺ＷC被包含在內(nèi)的胚體和芽不受機械損傷，又可不阻礙胚體和芽的萌發(fā)和生長。由于植物的胚體和芽都十分嬌嫩，既不耐熱和耐寒，又不耐化學(xué)物質(zhì)的刺激，因此對于作為人工胚乳的介質(zhì)材料以及包裹胚體或芽時的條件都有嚴(yán)格的要求和限制。藻酸鹽是一類從海藻(褐藻)提取的天然多糖類物質(zhì)，一價金屬的藻酸鹽易溶解于水，但與多價金屬絡(luò)合后它可很快地成為水凝膠。藻酸鹽水凝膠與植物的胚體及芽有極好的相容性，因此藻酸鹽是當(dāng)前國際上通用的人工胚乳基質(zhì)材料，通過將藻酸鈉水溶液滴入氯化鈣溶液而形成藻酸鈣凝膠。
當(dāng)前，人工種子的制備方法基本上有二種。昭和60-214811和昭和63-5009111報導(dǎo)了先將植物的不定胚或不定芽混入藻酸鈉溶液，然后再將這個混有不定胚或不定芽的藻酸鈉溶液滴入氯化鈣溶液，使其凝膠化。另一種是將藻酸鈉溶液和植物胚體(或芽)分別從二條管路運送，在管道出口處使二者混合并一同滴入氯化鈣溶液凝膠化。它們的共同缺點都是所使用的對根和芽的生長調(diào)節(jié)劑混在一起，會對芽和根的生長分別起到抑制作用；此外，由于不定胚(芽)被包裹在一層性能均一的凝膠狀物質(zhì)中，對不定胚(芽)的萌發(fā)和生長有一定的阻礙作用。
本發(fā)明的目的在于解決當(dāng)前人工種子存在的對根和芽的生長調(diào)節(jié)劑混在一起，對不定胚(芽)的芽和根的生長反而引起抑制作用，以及整體均一的胚乳結(jié)構(gòu)對不定胚(芽)萌發(fā)和生長所起的阻礙作用。
本發(fā)明所提出的制備方法具有二個半球組成的人工胚乳結(jié)構(gòu)，由于二個半球間存在一個強度比整體其它部分弱的界面，因此可以有利于人工種子的萌發(fā)。利用在人工胚乳的二半部分中分別添加促根生長和促芽生長的調(diào)節(jié)劑，可以分別促進(jìn)根、芽的生長，從而避免一般根、芽的調(diào)節(jié)劑混在一起而產(chǎn)生的分別對芽、根生長的抑制作用，因而可以縮短萌發(fā)周期。
本發(fā)明制備人工種子的技術(shù)不僅設(shè)備簡單，成本低廉，而且還可避免現(xiàn)有人工種子制備技術(shù)所存在的不含胚體或含多個胚體的人工種子的形成，以保證每個人工種子都只含一個胚體。在制備人工種子時，按以下步驟進(jìn)行；第一步，按制備需求采用一塊含有一孔穴或多孔穴、孔徑大小適當(dāng)?shù)哪０?，往孔穴?nèi)注入一滴含有對不定胚或不定芽的根或芽生長所需生長調(diào)節(jié)劑的胚乳基質(zhì)溶液A；第二步，在胚乳基質(zhì)溶液A的液面上滴上一滴濃度為1-10％的金屬氯化物溶液，反應(yīng)1-5分鐘；第三步，在每滴胚乳基質(zhì)溶液A上滴入一個不定胚或不定芽；第四步，在胚乳基質(zhì)溶液A及不定胚或不定芽上，再滴上一滴含有對不定胚或不定芽的芽或根生長所需生長調(diào)節(jié)劑的胚乳基質(zhì)溶液B；第五步，把滴有胚乳基質(zhì)及不定胚或不定芽的多孔模板浸入濃度為2-5％的CaCl2溶液中，反應(yīng)10-30分鐘后撈出，再用MS培養(yǎng)基漂洗2分鐘，最終得到胚乳分別由含有不同營養(yǎng)成分或植物生長調(diào)節(jié)劑的兩部分組成，兩部分的結(jié)合部為藻酸的金屬絡(luò)合物層的人工種子。
本發(fā)明制備出的人工種子，其胚乳兩半球部分的界面部分為除鎂以外的2價或2價以上的藻酸的金屬結(jié)合物層，特別是鈣的絡(luò)合物。它由重量百分濃度為1-10％的金屬氯化物溶液和濃度為1-10％的藻酸鈉溶液反應(yīng)形成的。胚乳基質(zhì)溶液的成份為H2O，藻酸鈉，植物生長調(diào)節(jié)劑，生物滅菌劑，營養(yǎng)成份，多孔填料或其它改性劑等。胚乳基質(zhì)A是指；如果含有對根的生長調(diào)節(jié)劑就不含有對芽的生長調(diào)節(jié)劑，而此時胚乳基質(zhì)B只含有對芽的生長調(diào)節(jié)劑；反之胚乳基質(zhì)A含有對芽的生長調(diào)節(jié)劑，同時胚乳基質(zhì)B只含有對根的生長調(diào)節(jié)劑。
在使用本發(fā)明制備人工種子的過程中，為了保持制備工作的機械化，可在多孔模板上方，安裝與胚芽分配板位置一致，又可相互替換的一組或幾組滴頭，分別用以滴加胚乳基質(zhì)溶液。所選用的多孔模板和胚芽分配板的孔徑大小，可按各種不定胚芽的大小而定。調(diào)節(jié)分配板到多孔模板間的距離以保證在自由落體條件下，所選不定胚芽都能以同樣的頭朝下方向達(dá)到多孔模板。
采用本發(fā)明制備出的人工種子，由于具有由二個半球組成的人工胚乳結(jié)構(gòu)，二半球間界面的結(jié)合強度較低，所以有利于不定胚(芽)的萌發(fā)和生長。在制備人工種子時，可以根據(jù)不同不定胚(芽)的根和芽所需生長調(diào)節(jié)劑和營養(yǎng)成份分別予以調(diào)節(jié)，這樣不僅可以排除根和芽生長調(diào)節(jié)劑分別對芽和根生長的抑制作用，可節(jié)約植物生長調(diào)節(jié)劑，而且可以由于胚乳中含有強度較弱的結(jié)合界面，對不定胚(芽)的生長萌發(fā)減小阻力。
實施例；分別取含有根和芽生長調(diào)節(jié)劑0.1毫克的藻酸鈉各2.5克，經(jīng)生物降解高分子處理過的微多孔藻酸鈣填料0.5克，生物滅菌劑0.01克，在高速攪拌下分別注入含有100克MS培養(yǎng)基的容器中，攪拌3分鐘，制得人工胚乳基質(zhì)溶液A和B。通萱草莖切段作為包裹對象。
向予先制備好的多孔模板的孔穴內(nèi)滴入一滴胚乳基質(zhì)溶液A，然后再滴一滴濃度為3％的CaCl2溶液，2分鐘后，滴入通萱草莖切段，再滴上一滴胚乳基質(zhì)溶液B；隨后將滴有胚乳基質(zhì)及莖切段的多孔模板浸入濃度為3％的CaCl2溶液中，反應(yīng)10分鐘后撈出，再用MS培養(yǎng)基漂洗2分鐘，吸干水份得本發(fā)明制備的通萱草人工種子。
權(quán)利要求
1.一種人工種子，包括不定胚或不定芽和胚乳，其特征在于；胚乳分為含有不同營養(yǎng)成份或植物生長調(diào)節(jié)劑的兩部分，兩部分的結(jié)合部為金屬氯化物溶液和藻酸鈉溶液反應(yīng)而形成的藻酸的金屬絡(luò)合物層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1一種人工種子，其特征在于所述的金屬絡(luò)合物為除鎂以外的2價或2價以上的金屬絡(luò)合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1一種人工種子，其特征在于所述的金屬氯化物溶液濃度為1-10％。
4.一種人工種子的制備方法，其特征在于第一步，向含有一孔穴或多孔穴的模板孔穴內(nèi)滴入胚乳基質(zhì)溶液A；第二步，在胚乳基質(zhì)溶液A的液面上滴上一滴濃度為1-10％的金屬氯化物溶液，反應(yīng)1-5分鐘；第三步，往每滴胚乳基質(zhì)溶液A上滴入一個不定胚或不定芽；第四步，在胚乳基質(zhì)溶液A及不定胚或不定芽上，再滴上一滴胚乳基質(zhì)溶液B；第五步，把滴有胚乳基質(zhì)及不定胚或不定芽的多孔模板浸入濃度為2-5％的CaCl2溶液中，反應(yīng)10-30分鐘后撈出，再用MS培養(yǎng)基漂洗，最終得到分別含有不同營養(yǎng)成份或植物生長調(diào)節(jié)劑，胚乳分為兩部分的人工種子。
5.根據(jù)權(quán)利要求4一種人工種子的制備方法，其特征在于；所述的金屬氯化物為除鎂以外的2價或2價以上的金屬氯化物。
全文摘要
本發(fā)明屬于無性繁殖植株領(lǐng)域；特別是屬于人工合成種子技術(shù)。把人工種子胚乳分成含有不同營養(yǎng)成分或植物生長調(diào)節(jié)劑的兩部分，其兩部分的結(jié)合部為藻酸的金屬絡(luò)合物層，這樣的人工種子由于胚乳中含有強度較弱的結(jié)合面，不僅有利于不定胚芽的萌發(fā)和生長，排除了根和芽生長調(diào)節(jié)劑相混而分別對芽和根的抑制作用，可以減少生長調(diào)節(jié)劑的用量，而且避免了一般人工種子制備技術(shù)所存在的不含胚體或含多個胚體的人工種子的形成，以保證每個人工種子都只含一個胚體，且設(shè)備簡單，降低成本。
文檔編號A01H5/10GK1148462SQ96103269
公開日1997年4月30日 申請日期1996年3月15日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月15日
發(fā)明者王身國, 貝建中 申請人:中國科學(xué)院化學(xué)研究所