正文 第3章 走進植物世界(2)(1 / 3)

從結構上分析,一顆天然種子主要由兩部分組成:種皮與胚,而人工種子也具備這兩部分。通過特定的方法培養植物體細胞得到的胚狀體與通過天然的傳粉、受精得到的種子的胚一樣,在形態、生理、生化等方麵的特性完全一致,發育的過程也一樣。至於種皮,需要找到人工合成材料或天然材料來充當,它必須能夠保護胚狀體並且還不能妨礙胚狀體的生存與發育。隻要獲得胚狀體和人工種皮,那麼就獲得了人工種子。人工種子之所以受到如此的重視,是因為它具備獨特的優點:通過特定方法可以產生很多胚狀體,比如在1升的液體培養液中就可以得到10萬個胚狀體。這樣人工種子就具備數量多、繁殖快的優勢,特別是用於快速繁殖苗數及人工造林方麵比用試管苗繁殖更能降低成本和節省勞力。另外,人造種子能保證優良品種永遠是優良品種,而天然的優良品種通過天然的方法(傳粉受精過程,這是人工不可控製的)得到的後代無法保證它還是優良品種,這就好比英雄的後代不一定還是英雄,而人工種子可以達到這一點;在人工種子裏可以加人植物激素促進發育,還可加人有益的農藥或微生物進行抗病、抗蟲而獲得比天然種子更優異的特性。這一切,對農業生產來說,無疑具有重要經濟價值。因此,人工種子的研製受到各國關注。

現在人工種子的研製已取得很大進展。1983年11月,美國就研製成功了序菜人工種子,隻是不具有種皮,而約2年後,美國成功研製了帶種皮的苜蓿、窩苣、胡蘿卜、西紅柿、花椰菜的人工種子。法國也宣告甜菜等人工種子的研製成功。我國在胡蘿卜、芹菜、黃連、橡膠、水稻等十幾種植物中進行了研製並取得較大進展,其中胡蘿卜、芹菜、黃連的人工種子在有菌的條件下可萌發並長成小植株。

人工種子的研製前景誘人,法國德馬利爾教授樂觀地預言:今後人工種子將投人商品化生產,過不了多久,人工種子將引起農業翻天覆地的變化。目前已有132種植物誘導出胚狀體,它們分屬於32個科、81個屬。雖然人工種子正處於實驗室研究階段,但隨著研究的進展,人工種子用於大田生產將不再遙遙無期。

種子具有壽命,但不同的種子,壽命長短差別很大。新中國建立之初,我國科學工作者在遼寧省普蘭店泡子屯附近的泥炭層中,挖出了一些蓮子。這一帶多年以來就沒有人種過荷花,怎麼會挖出了蓮子呢?經過鑒定,證明這些蓮子在地層中已經沉睡大約1000多年了,竟是唐、宋時代的蓮子。人們感興趣的是,這些古蓮子還能不能發芽?1951年,人們把古蓮種子種了下去。1953年夏季,它們不但萌發了片片碧綠的嫩葉,居然還開出了粉紅色的豔麗的荷花。日本的大賀博士在千葉縣的低窪沼澤地下發現了沉睡了2000多年的蓮子,播種後,也發芽開花結果了,蓮子可謂是種子中的老壽星。

然而在南美洲阿根廷的一個山洞裏發現的3000多年前的一種莧菜種子仍保持著生命力,不得不更讓人稱奇。最讓人覺得不可思議的是1967年力拿大報道的在北美洲北極育肯河凍土層的旅鼠洞中發現的20多粒北極麗扇豆種子,經14C同位素測定,它的壽命至少已有1萬年,播種後有6粒種子發芽長成了植株,這是目前所知壽命最長的種子。多年來,人們都認為世界上壽命最短的種子是沙漠中的梭梭種子,它的種皮極薄,極易發芽成苗,蘭花種子的壽命隻有幾個小時,楊樹和柳樹的種子的壽命也隻有10多天。

為什麼種子的壽命有長有短?關鍵的問題在哪裏?原來影響種子壽命的關鍵是要使種子的胚保持生命力。種子的萌發隻要滿足胚對水分、空氣、適宜溫度等條件的需要就能實現。經科學家研究,種子外表的蠟質和厚厚的角質層都能使種子具備不透性而難以萌發,而長壽種子更是具備不易透水、不易透氣的堅硬、致密的種皮。據研究,豆科植物種子壽命較長的原因很可能就是具備不透性的原因。在豆科植物種子的種皮中,存在種皮柵欄細胞角質層’蓮子外麵的果皮是堅硬的硬殼,裏麵存在著一種叫馬氏細胞明線的物質引起不透性,再加上致密的細胞壁,更不易透水透氣。種子的胚得不到充足的水分和氧氣,生理活動微弱,就處於休眠狀態而成為長壽種子,一旦種皮被破壞,胚得到萌發條件就會打破休眠狀態而萌動。

有人認為影響種子壽命的最主要的因素有兩個:一個是種子的含水量,另一個是種子的溫度。含水量與溫度降低會延長種子的壽命。人們在實踐中也發現調節短命種子的貯藏溫度和濕度,壽命會相對延長,例如隻有幾小時生命力的梭梭種子,若在適宜條件下能保持1—2年的發芽力,帶翅種子貯存7個月後才失去生命力。

由此可見,所謂短命種子隻是貯存條件的不適宜造成的,合適的貯存條件可延長種子的壽命,這在農業和林業生產上都具有重要意義。

種子的傳播

植物為了傳種接代,在數億年漫長的生長過程中,各自練就了一套傳播種子的過硬本領。植物的果實種子成熟後,有的自然落在母株周圍萌芽生長;有些卻遠走高飛,做遠程旅行,以擴大其種族領域。但它們既沒有能夠奔跑的腿腳,又無像鳥類飛行的翅膀,何以會做遠程的旅行呢?我們說,生物總是按適者生存的自然法則來生存和發展的,它們具有適應遠程旅行的不同形態和結構。