春種一粒粟,秋收萬(wàn)顆籽

“春種一粒粟，秋收萬(wàn)顆籽，”這句優(yōu)美的唐詩(shī)流傳千古，很多人都會(huì)背誦，可是你知道嗎?這只是古代人們的一種美好愿望，事實(shí)上，任何一粒農(nóng)作物種子，都不會(huì)收獲一萬(wàn)粒糧食的，但是，不起眼的雜草卻能做到，一棵小小的雜草往往能結(jié)出上萬(wàn)顆甚至幾十萬(wàn)顆種子呢!

美好的愿望 辛勤的勞動(dòng)

各種植物的種子的外觀千變?nèi)f化，在大小、形狀和顏色等方面有很大的差別，如椰子的種子大如人頭，而芝麻、煙草的種子猶如沙礫，大豆種子猶如腎，養(yǎng)麥種子猶如三棱體，小麥種子猶如紡錘體，種子的顏色大多為一色，諸如紅色、黃色、黑色、綠色、褐色、白色，種子的外觀多種多樣，各不相同，一般有經(jīng)驗(yàn)的農(nóng)民利用眼睛就可以分辨出來(lái)是什么種子，種子的外觀雖多種多樣，但種子的基本結(jié)構(gòu)卻是一樣的，一般都是由種皮、胚乳和胚三部分組成的。

種皮是種子的外衣，一般由幾層細(xì)胞構(gòu)成，任務(wù)是保護(hù)種子的安全，胚乳是種子營(yíng)養(yǎng)的“倉(cāng)庫(kù)”，主要由淀粉、油脂和蛋白質(zhì)以及少量的無(wú)機(jī)鹽和維生素組成，比如小麥、水稻的“倉(cāng)庫(kù)”中大都是淀粉，當(dāng)種子發(fā)芽時(shí)淀粉會(huì)逐漸變成麥芽糖和葡萄糖“喂養(yǎng)”幼苗促其成長(zhǎng)，而花生、蓖麻、油菜籽的“倉(cāng)庫(kù)”中油脂含量非常豐富，有些植物的種子(如四季豆、向日葵等雙子葉植物)沒(méi)有胚乳，它們的養(yǎng)料“倉(cāng)庫(kù)”藏在子葉里，如黃豆的子葉含有大量的蛋白質(zhì)，種子結(jié)構(gòu)最重要的、決定植株成長(zhǎng)的是種子的胚，胚是種子的命根子，是決定“秋收萬(wàn)顆籽”的關(guān)鍵。

在植物的種子里，胚乳(或子葉)的質(zhì)量往往占95％以上，這個(gè)“倉(cāng)庫(kù)”十分重要，這是因?yàn)椤皞}(cāng)庫(kù)”里存貨多、營(yíng)養(yǎng)豐富，有利于將來(lái)植株茁壯成長(zhǎng)，所以人們總是選粒大飽滿的種子，另外，粒大飽滿的種子里，胚也比較發(fā)達(dá)，能長(zhǎng)成優(yōu)良植株，結(jié)出豐碩的果實(shí)來(lái)，千百年來(lái)，人們利用選種、雜交等方法培育優(yōu)良新品種，這是一項(xiàng)艱苦的系統(tǒng)工程：首先需要細(xì)致選種，然后需要開辟種子試驗(yàn)田，作仔細(xì)觀察和詳細(xì)記錄，只有經(jīng)過(guò)在田間地頭長(zhǎng)期的辛勤勞作，才有可能培養(yǎng)成功新一代優(yōu)良品種，可惜一般雜交種子的遺傳性能并不穩(wěn)定，往往到第二三代又退化了!號(hào)稱“雜交水稻之父”的我國(guó)科學(xué)家袁隆平能把雜交水稻培育得如此出色，國(guó)家給予他科技界最高的榮譽(yù)是完全應(yīng)該的。

我們知道，植物的種子是有生命的，有的種子生命力很強(qiáng)，比如蓮子，即使放了幾年，幾十年，甚至近千年也能發(fā)芽成活!考古學(xué)家在洞庭湖區(qū)挖掘出一壇距今2 000多年的蓮子，經(jīng)過(guò)精心培育后竟然萌芽、開花、結(jié)果!負(fù)責(zé)培育蓮子的工人懂得這種蓮花的珍貴，他們采集了蓮花的每一個(gè)生長(zhǎng)期標(biāo)本，取了一個(gè)很藝術(shù)、很詩(shī)化的名字，叫“千年幽夢(mèng)”。

可是大部分的種子壽命都比較短，一般為二三年，有的只有幾個(gè)月，一般種子發(fā)芽需要三個(gè)條件：適宜的溫度、空氣和水分，不同的種子要求的發(fā)芽條件各不相同，因此保管種子是一件很困難的事，種子倉(cāng)庫(kù)不僅需要精心管理，而且要制定科學(xué)的嚴(yán)格的溫度和濕度標(biāo)準(zhǔn)，也要經(jīng)常通風(fēng)，防止嬌貴的種子發(fā)芽變霉，還要采取各種措施防止病蟲和老鼠的危害，同樣，種子的運(yùn)輸也是十分困難的，需要比較高的運(yùn)輸成本。

人造種子的誕生

種子這么重要，保管這么困難，能不能在實(shí)驗(yàn)室或工廠中大量培育出優(yōu)良種子呢?這在以前似乎是癡人說(shuō)夢(mèng)!比起“秋收萬(wàn)顆籽”的愿望還要荒謬，但是隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是近年來(lái)生物工程的飛速發(fā)展，這個(gè)夢(mèng)就要實(shí)現(xiàn)了，這就是近年來(lái)迅速崛起的人造種子(也叫人工種子)。

人造種子的結(jié)構(gòu)并不特別復(fù)雜。種皮由可降解的高分子材料制成，一般為雙層。將人工培育成的“胚”封入其中。同時(shí)裝入胚發(fā)芽需要的各種營(yíng)養(yǎng)成分和激素、酶等即可。

例如，我們生產(chǎn)芹菜的人造種子，首先。把良種芹菜幼苗的嫩莖切成小片，在無(wú)菌條件下接種在培養(yǎng)基上，誘導(dǎo)形成淡黃色的愈傷組織，接著，把愈傷組織轉(zhuǎn)移到另一種培養(yǎng)基上，培養(yǎng)細(xì)胞開始分化，逐漸形成大量的綠色元寶狀的“胚狀體”，也叫“體細(xì)胞胚”，然后，在“胚狀體”外面包以凝膠，在凝膠中加入各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和必要的農(nóng)藥(包埋劑)，就成為一粒膠丸種子，由于凝膠遇熱易融化粘在一起。所以在膠丸外面還要再包上一層種皮，這樣，一粒芹菜人造種子就生產(chǎn)出來(lái)了，幾乎所有植物體的任何一部分，都可以切下來(lái)制成人造種子，這要比留取天然種子方便得多，同時(shí)還能節(jié)省時(shí)間和降低成本。

人造種子個(gè)頭很小，都是球體膠囊，形狀像蛙卵，撒入苗床，就像天然種子一樣發(fā)芽生長(zhǎng)，有趣的是，從同一種植株上得到的胚體，可長(zhǎng)出眾多品貌相同的后代，就像一胞生的兄弟姐妹一樣。

人造種子突出的優(yōu)點(diǎn)

人造種子屬于無(wú)性繁殖，它的出現(xiàn)，引起了各國(guó)科學(xué)家極大的興趣，因?yàn)樗哂性S多突出的優(yōu)點(diǎn)。

第一，可以節(jié)省大片種子田，比如，一棵良種芹菜可以得到幾百萬(wàn)粒芹菜人造種子。大大降低了成本，第二，對(duì)于遺傳性能不穩(wěn)定的良種，可以獲得大量復(fù)制植物體，避免良種喪失，提高育種效率，還可對(duì)一些自然條件下不結(jié)果的或種子很昂貴的植物進(jìn)行繁殖，使像無(wú)籽西瓜一類的不育良種得以迅速推廣等，第三，在人造種子生產(chǎn)過(guò)程中。運(yùn)用細(xì)胞融合工藝，能有目的地設(shè)計(jì)培養(yǎng)出劃時(shí)代的新品種，第四，在人造種子膠囊中加入各種藥物(包埋劑)，人造種子就能具有許多天然種子所沒(méi)有的功能，這些添加的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)、菌肥、農(nóng)藥等，還可以人為控制種子的休眠和發(fā)芽時(shí)間，提高種子的抗病能力，第五，與試管苗相比，人造種子成本低，運(yùn)輸方便，降低保管和運(yùn)輸?shù)某杀尽?/p>

另外，還可以節(jié)約大量的糧食，因?yàn)槿嗽旆N子作為播種材料，在一定程度上可取代部分糧食，以胡蘿卜為例，一個(gè)12升的發(fā)酵罐在20天內(nèi)生產(chǎn)的“胚狀體”，可以制成1000萬(wàn)粒人造種子，可供種植幾萬(wàn)畝地，據(jù)我國(guó)農(nóng)業(yè)部門的有關(guān)統(tǒng)計(jì)，每年全國(guó)農(nóng)作物用種量多達(dá)150多億千克，如果用人造種子替代等于增加上億畝的耕地。

人造種子還可制成具有不同功能的作物的品種，如現(xiàn)在的小麥，做面條、面包都是同一品種，將來(lái)生產(chǎn)的小麥就可有不同的使用目的，有的專做面條，有的專做面包，還有的專供牲口食用等，每種用途都是根據(jù)小麥的不同特性，如淀粉的含量、蛋白質(zhì)的含量、糖的含量和各種維生素的含量而定的。

世界各國(guó)投入大量人力、物力研究成功的人造種子已在100種以上，我國(guó)在開發(fā)人造種子技術(shù)上一直處于世界先進(jìn)行列，在芹菜、胡蘿卜、萵筍、苜蓿、油菜以及某些名貴花卉、珍貴藥材上已經(jīng)獲得成功，而且在小麥、玉米和水稻等的研究上也取得了可喜的成果。

人造種子的應(yīng)用是農(nóng)業(yè)育種技術(shù)中的一個(gè)重大突破，如果它在大多數(shù)作物中開發(fā)成功，就會(huì)使農(nóng)作物產(chǎn)量發(fā)生一次質(zhì)的大變革，我們可以毫不夸張地說(shuō)：人造種子的前景是無(wú)限美妙的，它可以實(shí)現(xiàn)人們“春種一粒粟，秋收萬(wàn)顆籽”的美好愿望。