人工制造种子：技术突破与未知数

自古以来，农业上习惯以天然种子播种获得更多的收获。但是，今天的植物生物工程改变了传统的农业技术旧面貌。是否能人工制造种子呢？这一问题已作为植物快速繁殖的一项新技术被提出来了，不少国家开展了研究，并已取得了惊人的成果。

人工种子的研制，从理论的提出到某些种植物人工种子的研制成功，经历了漫长的岁月。远在1839年，细胞学家施旺指出：“每个细胞应该可以独立生活和发展，假如具有的条件正如它存在于有机体内一样。”1902年，德国植物学家哈勃兰特根据细胞学说的理论，第一个大胆提出，要在实验室里的试管中人工培育植物，他预言离体细胞在生理上、发育上具有潜在的全能性。但是，他和其后的不少科学家的努力，都未能把预言变成现实。直到1958年，美国植物学家斯蒂瓦特，用液体悬浮培养法培养胡萝卜的体细胞，使其胚状体最终成为完整植株，并能开花、结果。哈勃兰特的预言得到了证实。到了20世纪60年代，原生质体的分离、融合等技术的成功，更为植物生物工程走向生产应用奠定了坚实基础。这一切对生产应用性极强的人工种子的研究工作，提供了丰富的理论和实践经验。20世纪70年代末和80年代初，由美国植物遗传公司凯瑟领导的研究组，首先进行了人工种子研制工作。随后美国珀腾大学园艺学系教授贾尼克和特拉华大学教授凯托等，以及法国、德国等国的科学家也相继开展了这项研究工作。目前，美国正推动该项技术进入商品化阶段，投入了相当的人力和财力，法国也已把研制人工种子的项目列入欧洲专家共同开发尖端技术的“尤里卡”计划中，还有一些国家也纷纷把人工种子的研制列入了高技术项目。

那么，世界上不少国家为什么如此重视人工种子的研制呢？在回答这个问题之前，首先要弄清楚，人工种子与天然种子到底有何异同？一颗天然种子，从结构上分析，它主要由稗皮和胚两部分组成，而人工种子同样也应具有这两部分的结构上通过组织培养得到的胚状体，与天然通过有性生殖所产生种子的胚一样，它们在形态、生理生化等方面的特性完全一致，它们的发育途径也相似，最后形成具有子叶、胚芽、胚根和胚轴的结构。至于人工种皮，则需要采用天然的或人工合成的材料代替。它有一定的要求：有保护胚状体的作用，而又允许里面的胚状体发芽、破壳而出，需具承受压力的坚韧性，可包含一定的药品和固氮菌等，促使根的生长，可包裹一些养分和生长发育所需要的成分，适用于原有的耕作设备及播种办法。由此可见，通过组织培养获得胚状体和找到合适的人工种皮代用材料，是获得人工种子的两项关键性的技术，这是难度大的高技术项目。人们所以重视人工种子的研制，因为人工种子与天然种子相比，有明显的优点。人工种子的培育是采用无性的组织培养方法，繁殖系数大，占地少，生产周期短，能人工控制，具有相对的遗传稳定性，能保持原有作物品种的优良特性。这对良种品系的保持，可免去复杂的选种和杂交过程；对于那些杂交后因性状分离而不能制种的作物品种来说，也可以通过人工种子发展成品种；对于在自然条件下不能结实的植物，可以通过人工种子得以快速大量地繁殖。这一切，对农业生产来说，无疑具有重要的经济价值。

科学家的辛勤研究没有白费，这几年人工种子的研制工作取得了很大的进展。1983年11月，美国加州戴维斯一家生物技术公司宣布了芹菜人工种子研制成功。芹菜人工种子不但有胚，且其表面带有微量的固氮细菌以助秧苗生长。因此，家庭园丁都愿购买一天或两天内保证发芽的人工种子，而不愿购买按常规坐等一周以上才发芽的天然种子。遗憾的是，当时研制的人工种子不具种皮。不过，当时研究者雷登巴夫很有信心地预言，在—年半内解决人工种皮，使其更臻完善。(www.xing528.com)

今天，雷登巴夫的预言变成了现实，这几年具有人工种皮的人工种子研制成功的消息陆续报道。美国凯瑟等先后研制成功了苜蓿、莴苣、胡萝卜、西红柿和花椰菜等的人工种子，法国的德马利尔教授等也宣告甜菜、苜蓿等人工种子研制成功，我国也已研制成功单、双子叶植物中的一些人工种子。总之，从这几年研究发展趋势来看，人工种子的研制工作前景诱人。难怪法国德马利尔教授乐观地预言：今后两年内第一批人工种子即可投入商品化生产，到公元2000年，人造种子将引起农业翻天覆地的变化。

但是，到目前为止，已报道制成人工种于的植物种类屈指可数。这首先因为目前尚不能通过组织培养技术，使所有的种子植物都能诱导培养出胚状体。据资料统计，目前只有132种植物已诱导培养出胚状体，它们分属于32个科，81个属。对于无数的种子植物，要诱导出胚状体来，尚未找到有效的调控办法，面对其中的奥妙，至今人们还束手无策。其次，对于人工种皮的代用材料的筛选，目前只找到藻酸钠等少数几种，如何运用高分子合成材料膜等最新技术成果，也还只有设想，这方面的研究工作刚刚开始。这一切表明，在人工种子的研制道路上，有无数未知数需人们去探究。