适应磁吸式机械化播种的诸葛菜人工种子制备研究立项申请书.doc

编号： 江苏大学学生科研项目申请书 课题名称：适应磁吸式机械化播种的诸葛菜人工种子制备研究申请者： 乔韡轶 所在学院： 生物机电工程研究院 年级、专业： 12级生态学 指导老师： 吴沿友 申请日期： 2013年4月29日 项目类别（在相应的类别上打）A、自然科学类论文B、发明制作类C、社会科学类论文 江苏大学学生科研立项管理委员会制 说 明l、申报者应在认真阅读此说明各项内容后按要求详细填写。2、表内项目填写时一律打印，此申报书可复制。3、编号由学生科研立项管理委员会统一填写。 4、申报作品有关材料请以打印件附于申请书后，申请书为A3纸双面复印中缝装订，一份，（活页部分单独装订），由所在单位审查签署意见、加盖公章后在规定时间内统一报送校团委，团委不接受个人申报。 5、在前几批大学生科研课题立项中立项，但没有结题的同学，不得申报此次大学生科研课题。6、第十一批申报的“挑战杯”重点项目不适用本申报书。7、有关其他事宜请向校团委咨询。8、联系人：杜明拴（88780040）申请者姓 名乔韡轶性 别男出生年月1989.01政治面貌团员所在学院生物机电工程研究院专业年级12级生态学专业学 历硕士研究生联系电话18361810257其他联系方法QQ：986748779申请者曾承担科研项目及完成情况课 题 名 称批准时间完成情况申请者本人近几年以来的主要研究成果（注明刊物的年、期或出版社、出版日期）合作者情况姓 名性别年龄学 历学 院专 业 班 级刘红男25硕士农业工程研究院11级农业生物环境与能源工程申请者所在学院分管科研的领导对该项目的基本评价 签章： 年 月 日学院意见 签章： 年 月 日编号： 江苏大学学生科研项目申请书（活页） 课题名称：适应磁吸式机械化播种的诸葛菜人工制备研究 申请年度： 2013年 江苏大学学生科研立项管理委员会制说 明l、申报者应在认真阅读此说明各项内容后按要求详细填写。2、表内项目填写时一律打印，此申报书可复制。3、编号由学生科研立项管理委员会统一填写。 4、申报作品有关材料请以打印件附于申请书后，申请书（活页）为A3纸双面复印中缝装订，一式三份和申请书一起由所在单位在规定时间内统一报送校团委，团委不接受个人申报。 5、在活页中，一律不得出现申报者和指导教师的信息，否则取消申报资格。6、第十一批申报的“挑战杯”重点项目不适用本申报书（活页）。7、有关其他事宜请向校团委咨询。8、联系人：杜明拴（88780040） 研究课题名 称 适应磁吸式机械化播种的诸葛菜人工种子制备研究所属类别（A ）、A、自然科学类论文B、发明制作C、社会科学类论文起止时间2013.42014.7成果形式一篇核心期刊论文申请经费总 额3000元其它经费来源一、项目的基本内容，项目研究的目的基本思路，国内外研究现状、水平和发展趋势，本研究达到的科学技术水平和预期社会经济效益1. 项目课题的基本内容及其目的、意义和基本路线项目课题的基本内容 主要分为三个方面：人工种子内种皮包埋材料筛选制作、常见蔬菜作物的内种皮人工种子制备及发育生长研究、适应磁吸式机械化播种的诸葛菜人工种子制备及其性状研究。项目课题研究的目的及意义 细胞工程作为科学研究的一种手段，已经渗入到生物工程的各个方面，成为必不可少的配套技术。在农林、园艺和医学等领域中，细胞工程正在为人类做出巨大的贡献,具有很远大的前景。 植物细胞工程是将植物作为研究对象的，主要是以植物细胞为基本单位在体外条件下进行培养、繁殖和人为操作，改变细胞的某些生物学特性，从而改良品种加速繁育植物个体或获得有用物质的技术。 人工种子(artificial seed)又称人造种子(synthetic seed)叫合成种子(man-made seed)、无性种子(asexual seed)或组培种子（somatic seed)，是植物细胞工程中最年轻的一项新兴技术。最初是由英国科学家于1978年提出的。所谓人工种子，就是将组织培养产生的体细胞胚或不定芽包裹在能提供养分的胶囊里，再在胶囊外包上一层具有保护功能和防止机械损伤的外膜，造成一种类似于种子的结构。狭义的人工种子指将植物离体培养中产生的体细胞胚包埋在含有营养物质和具有保护功能的外壳内形成的在适宜条件下能够发芽出苗的颗粒体，然而能够大量获得人工种子技术要求的 同步高质量胚状体的植物种类很少,重要农作物更 是凤毛麟角，并且，,胚状体存在无性系变异和较长的幼苗幼年期。因此,开发人工种子技术不应局限于胚状体一种材料,日本学者Kamada及德国研究者Redenbaugh将人工种子概念加以延伸，获得了广义的人工种子。即用适当方法包埋组织培养所获得的具有发育成完整植株的分生组织(芽、愈伤组织 、胚状体、生长点等)以取代天然种子而播种的颗粒体,这一设想使得人工种子范围更大。由于芽等快速繁殖的研究已经开展多年,技术相当成熟,进行过研究的植物种类 相当多,变异小,因此 ,芽是一种比较可靠的包埋材料,其应用前景远大。作为一个新兴的研究领域，人工种子在研究应用前景上具有广阔的提升空间和延伸层面： 第一，它同微繁殖技术一样，培养条件可以人为控制，免遭大自然灾害性气候的不利因素，可对一些自然条件下不结实的或种子很昂贵的植物进行繁殖;且具有省地省工可直接在田间播种等优点。 第二，在人工种子制作中，可利用生物反应器大规模植物组织培养，扩繁增值体细胞胚，可加入营养物质、植物生长调节剂、固氮菌、杀虫剂等，产生胚体数量多、 繁殖速度快、 结构完整，极大提高了效率，这是微繁殖难以达到的。 第三，一些难以得到天然种子的珍稀植物或脱毒苗、基因工程植株,作为高等植物基因工程和遗传工程的桥梁，固定杂种优势,大大缩短育种年限，均可配合人工种子技术应用，可人为地控制作物生长发育和抗性，加速用于生产。第四，人工种子可以为农业经济的工业化发展搭建重要的基础性工具平台，是在大规模机械化农业发展战略布局中高效、高产重要环节的应用研究部分的阶段性研究课题项目之一，其在不同发展环节阶段起到衔接的桥梁作用，也是植物细胞工程更高层次的起点。据报道,美国已成功地把紫苜蓿、芹菜、苜蓿、菜花等植物经组织培养繁殃而得胚状体或芽直接包裹在海藻酸钙中,待硬化后再包一层动物胶或聚赖氨酸薄胶形成的人工种子.其缺点是凝胶中不含营养成分,且海藻酸钙极易干燥。水溶性高分子物质包裹经过干燥后变硬的胡萝卜和葛缕子体细胞胚,起到了保持生活力和增加贮存率的作用,这种人工种子吸水后可以萌发.他们采用的高分子聚合物(分子量100000-500000D)有聚环氧乙烷、甲基纤维素、经基纤维素、含羚基的丙烯共聚物、人工合成的三八绿土(trioetahedralsm.etite),或合成的硅酸钠、硅酸镁、硅酸锂在有些方面起到较好效果。日本方面研究显示有学者将胡萝卜和玉米的胚状体放在含有海藻酸钙的MS培养墓中做成包囊,外面再用硅氧烷树脂(Silicone resin)做成外膜,这种人工种子播种于农田中,7天后发芽率为80%这种树脂的外膜还可以防止菌类侵入。用可透水的聚乙酸乙烯醋、羧甲基纤维素、甲基纤维素、明胶或海藻酸盐包裹柑桔体细胞胚,也可延长贮存时间,用水溶性高分子物质如角叉胶、黄原胶(xanthan gum)、聚丙烯酞胺等包裹由植物分生组织而来的不定胚、不定芽、不定根等前体,可增加萌发率,这种人工种子还可以象天然种子一样直接播种在土壤中。 我国人工种子的研究土作起步较晚,目前已研制成功的芹菜、苜蓿、胡萝卜等人工种子，其胚状体外部包裹有一层人工胚乳而无外膜,不利于贮存和运输。近年来,人工种皮的研究已引起有关专家的高度重视,一些高等院校及科一研单位已加强这方面的工作,并取得了一定的进展。目前农业上应用的种子包衣剂是涂覆在天然种子表面的一薄层药膜,可根据不同的生产需要特制成各种不同关型:延缓发芽包衣、微量元素包衣、农药包衣、蓄水包衣、抑制除草剂残效包衣和肥料包衣等。实践证明,种子包衣在控制病虫害,提高种子的质量和产量方面都有一定的效果。如果将种子包衣技术应用于人工种子,预期也会有所收益。人工种皮是一项新兴的生物工程技术,其重要性已受到高度重视。我们相信,随着人工种皮研究的深入,人工种子贮存、运输、播种等一系列问题将逐步得以解决,从而使人工种子在栽培、育种方面蕴藏的巨大潜力将充分显示出米,最终使人工种子的商品化生产成为可能,并在农业生产中发挥巨大作用。课题项目研究基本路线 本课题研究主要分为三个方面的版块进行：人工种子内种皮复合材料包被制备及相关理化属性探究、常见农业经济作物的内种皮人工种子制备实验、诸葛菜磁吸式人工种子制备探究及相应指标观察测定。根据以往研究进展选定海藻酸钠、明胶、壳聚糖、羧甲基纤维素、洋槐树豆胶，将这几种成分通过析因试验设计以不同浓度组合成处理进行包被试验，并测定其相关物理指标保水性水势和抗压性韧度。通过水势W和抗压力度P建立相关性模型，并以此选定实验条件下人工种子内种皮复合包埋材料最加处理组合。通过一选定最佳材料的人工种子内种皮复合包埋材料处理，将常见农业经济作物油菜、生菜、矮株萝卜，及花卉孔雀草、一串红等材料进行相关的组织培养以获取外植体原材料，并包埋制备人工种子测定其分别在一定温度、光周期及相对湿度环境条件下的萌发率、转株率和存活率,并进行平行比较，总结相似性和差异性。根据人工种子包埋制作的初步研究成果，以组培快繁技术大量获取诸葛菜种胚材料，包埋制备外包被磁粉的诸葛菜人工种子，并通过现有的磁吸式机械化设备进行操作实验，在完成播种的基础上研究不同环境因子如水分相对湿度、光照强度、温度的不同水平对其的影响作用，测定相关生态生理指标：萌发率、转株率、存活率等，并对此指标进行相关性测定和探究，寻找适合一般工业化农业生产条件下保存贮藏人工种子的最佳条件方式。1. 国内外相关研究水平、发展现状及现存难题人工种子包埋制作技术 目前已有许多国家的植物基因公司和大学实验室从事这方面研究。欧共体将人工种子的研制列人“尤里卡”计划，我国也于1987年将其列入国家高新技术研究与发展计划(863计划)。经过20多年的努力，人工种子研究已取得了很大进展。人工种子的发展速度很快 ,1990年进行过人工种子研究的植物种类为32种胡萝卜、棉花、玉米、甘蓝、莴苣、苜蓿等人工种子制作获得成功；1994年初则增加到76种植物种类净增长率为137.5%并且逐渐从胡萝卜、芹菜、首蓓等模式植物发展到水稻、玉米、西洋参、树木等重要粮食作物和经济作物上来。由于体细胞诱导在植物种类上存在局限性，体细胞在群体上的变异、木本植物经过胚途径繁殖幼年期较长等问题，在近些年人工种子制备研究国内过程中,胚状体虽然仍占主导地位,但其比例已大大下降,而芽所占比例虽仍低于胚状体,但呈上升趋势。此外,还可用合子胚、转化根等材料来制作人工种子。胚质量以及生长环境等因素有关。新近的研究工作表明人工种子的研究主要集中在,Redenbaugh提出的人工种子概念上。完整的人工种子应包括体胚、人造胚乳或内种皮、包埋基质和胚乳介质即有助于种子贮藏、发芽或生长的辅助外种皮。 从理论上讲,干燥脱水的人工种子更接近于天然植物种子,可以较长时间贮藏,而且更利于运输和播种。另外,千燥脱水过程可有助于胚的成熟、胚的存活和转化。这种类型人工种子是研究的方向。综上所述，人工种子最重要部分仍是体胚的特性和质量,它是人工种子研究的关键。但种皮材料及其工艺的研究仍是重要课题.其整体结构的主要部分里人工种皮的筛选制作向来是一个热点、也是关键难点。根据人工种子制作的意义及目的和其具体结构性能要求，理想的人工种皮，应具备: ( 1)对人工种胚无毒、 无害, 有生物相容性, 能支持人工种胚; ( 2)具有一定透气性和保水性,不影响人工种子贮藏保存, 使人工种子在发芽过程中正常生长; ( 3)具有一定强度,能维持胶囊的完整性, 便于人工种子的贮藏、 运输和播种; ( 4)能保持营养成分和其它助剂不渗漏; ( 5)能被某些微生物降解(选择性生物降解), 降解产物对植物和环境无害。 近些年的实验研究成果表明,许多中性无毒的有机材料,如海藻酸钠、明胶、果胶酸钠、洋槐豆树胶以及Gelrite TM均可作包埋基质。其中海藻酸钠于价格低廉,对内部组织无毒害作用,发芽率高, 结构上更像天然种子,且可在人工胚乳中添加各种物质,以赋予人工种子具有天然种子不具备的功能。Redenbaugh等多名学者研究，以海藻酸钠作包埋基质,用CaCl2作络合剂,转化率及土壤中转化率均较高,效果明显。应该指出,以海藻酸钠作包埋基质也存在不少缺点。例如：保水性差,、水溶性、营养成份及助剂易渗漏 ，人工种子在空气中易失水,干燥到一定程度后,不能再吸水回胀,因而不利于人工种子贮藏和发芽。研究发现 ,包埋后的体胚不管用海藻酸盐或其它胶，其活力都比不包埋的体胚要低,且发芽率和转化率也受一定影响，有时根尖能突出胶囊包埋体，而芽不能突出,有时长出的植株出现畸形等。 所以，在人工种子制备研究中，胚的包埋包括材料和工艺，应该是受到重视的另一个方面近些年的研究热点方向，主要集中于对包埋基质的研究应集中在改进其透气性以提高胚的转化率方面。有研究表明，用某些纤维素衍生物与海藻酸钠复合改性的包埋基质,既保留了海藻酸盐基质的特点,又具有良好的透气性、保水性和吸水回胀性能好等优点。 综上所述，根据包埋基质的特点要求,按多样化成分合成或通过复合改性获得比海藻酸盐更理想的包埋基质是人工种子内种皮研究的目标。诸葛菜种属性状及市场应用发展前景诸葛菜种属分类、适应性特点及分布 诸葛菜(OPhragmus violaceus)又名二月兰, 是十字花科芸苔族诸葛菜属植物。原产我国东北及华北, 在辽宁、河北、山东、山西、陕西、江苏、四川等地广泛分布, 生于草地、平原、山坡、路旁、阴湿山林处;一年或二年生草本, 开花较早,紫色或淡红色，嫩茎叶可食用,种子可榨油。诸葛菜首先是作为观赏植物利用,通过引种驯化, 可培育成为一种很有前途的庭院花卉和花坛用花, 在我国许多大、中城市地区都有一定数量的栽培, 多被称为“ 二月兰” 或“ 翠微花”。诸葛菜为早春常见野菜，其嫩茎叶生长量较大，营养丰富。据测定，每100克鲜品中含胡萝卜素3.32毫克、维生素B20.16毫克、维生素C59毫克。种子含油量高达50%以上，又是很好的油料植物。特别是其亚油酸比例较高，对人体极为有利。因亚油酸具有降低人体内血清胆固醇和甘油三酯的功能，并可软化血管和阻止血栓形成，是心血管病患者的良好药物。另外有研究深入地对诸葛菜的农艺性状和生育特点方面进行研究,分析了诸葛菜种子油的成分,完成了种子油及菜苔的毒性试验。结果表明：诸葛菜的农艺性状良好,生长周期短,生物量大;种子含油量高,营养丰富,品质优异;菜苔氨基酸含量高,口感好;是一种优质的油料资源植物,具有很大的开发价值。诸葛菜市场开发应用前景（i）.诸葛菜保健食用油 诸葛菜籽经加工后获得的种子油,其品质优良，富含油酸、亚油酸、棕桐酸等优质脂肪酸,而对人体健康不利的芥酸、亚麻酸等在诸葛菜油中含量很低,我国目前栽培的油菜,双低品种的产量和油率均低于常规栽培品种,农民不愿种植;同时,内地生产的菜籽油也因含有较多的有害物质而受到进口及沿海产品的冲击。要解决这些问题,一方面需要提高菜籽油的加工水平;另一方面,需要科学家培育新的油料作物品种。正因为如此 ,诸葛菜作为优质油料作物种源而受到了众多科学家的关注。从目前对诸葛菜油的研究可知,诸葛菜油不仅可以成为一种新型的食用油,而且将因其品质优良,营养丰富而作为高级保健食用油进入人们的生活。（ii).脱水保鲜诸葛菜苔 近年来 ,脱水蔬菜以其易运输、保藏而风靡发达国家和地区,也是我国出口 创汇的优势项目之一。其中,脱水保鲜野生植物 ,十分罕见。诸葛菜茎叶幼嫩,分枝较多,菜味清香 ,优其是诸葛菜苔 ,营养丰富,蛋白质、钙 、铁的含量在各类蔬菜中名列前茅,炒食味道也优于目前食用的紫菜苔和白油菜苔,将野生植物诸葛菜苔制成脱水产品,既可满足人们生活节奏加快,对即开即食的天然蔬菜食品的需要,满足现代都市人对天然野生食物的迫求,又可出口创汇,其经济价值和市场前景可观。(iii).诸葛菜汁营养饮料 国家轻工部在今后十年的发展规划中指出:饮料行业积极稳妥地发展果汁菜汁等天然饮料。根据这一方针,利用微生物发酵技术 ,选用适宜的微生物菌种加进处理过的蔬菜原汁中,在发酵过程中,将其中人们不易接受的怪味物质去除,同时将一些人们不易吸收的大分子物质转化为易于吸收的小分子物质,新产生了特殊的发酵香味和口感良好的乳酸等物质,由此而制成口感良好、营养丰富、无化学添加剂的纯天然野生植物饮料,是饮料行业的最新科研成果。全国许多地区都可种植,诸葛菜苔营养丰富、嫩叶水分饱满,是加工饮料的良好原材料。诸葛菜汁营养饮料可以诸葛菜为主,其它蔬菜为辅生产,在生产过程中,利用合理的预处理技术及先进的生物发酵技术,使产品中含有丰富的维生素、微量元素、氨基酸和膳食纤维。加工后的产品维生素含量将不低于鲜诸葛菜的90 % ;微量元素与鲜诸葛菜基本一样;氨基酸和膳食纤维的含量均高于鲜诸葛菜。(iv).饲用诸葛菜及饲料添加剂 诸葛菜苔蛋白质、维生素、微量元素含量较高 ,茎叶生物量大，适口性好,是良好的家畜青饲料或青贮饲料;,特别是在草原 ,作为冬贮青饲料 ,对牲畜的越冬,具有重要的社会意义和经济意义。四川省若尔盖草原工作站研究发现诸葛菜籽粕不同于普通的油菜籽粕 ,不必脱毒,可直接作为饲料添加剂使用。(v)其他应用领域：a.目前,诸葛菜的研究工作主要集中在其作为油料、食用、营养等方面,而其植株内具有生物活性的物质成分至今还没有更为详细的报道,仅已知其含有黄酮类化合物。因此,探讨诸葛菜中药用有效成分,研究分析其中的黄酮类化合物成分,能为进一步综合开发利用这一野生植物资源提供科学依据。b.诸葛菜在城市绿化方面也具有很广的应用前景。其适应性强,生命力顽强,，如果大面积种植,可以有效地减少扬尘的发生。c.由于诸葛菜的维生素、矿物质、蛋白质等含量丰富。可在前人研究的基础上更深入地开展诸葛菜的人工栽培工作,从而为农产品增加一个新的蔬菜品种。诸葛菜从发现至今,已有相当长的时间了。但诸葛菜的开发研究才刚刚起步,还存在许多问题,就必须解决菌核病等疾病感染,缩短生育期 ,提高产量等方面的具体问题，通过人工种子的制备开发研究则可将其生长发育生产周期算短，增强其在不同季节不同环境（自然、人工环境）下的生理生长（营养生长、生殖生长）、发育等过程的适应性，培育筛选出抗寒、抗旱、耐盐、耐高温等优良品系植株，及对于现有已知应用品系的改良、扩大产量拓展农业栽培适用范围，适应市场的发展变化，满足消费者对蔬菜农产品的多元化多层次需求，选育一些抗逆性强、营养丰富、风味独特、且具保健抗病性能的新类型蔬菜品种引荐入消费市场并加以推广。磁吸式播种设备简介精密播种是指按精确的粒数、间距和播深，将种子播入穴孔中，可以是单粒精播，也可以是多粒播成一穴，但要求每穴粒数相等。精密播种可以节省种子，且不需间苗，与普通播种相比，种子在播深、播量、播距等各环节都做到了精确控制，因而更有利于种子的生长发育，提高作物产量。磁吸式精密播种是近些年来国内外新兴起起的精密播种战略方式的一大走向。其主要作用进行原理是通过给电磁铁芯上的线圈通以一定大小的电流，使电磁铁磁极端面产生一定强度的磁场，将电磁铁磁极端面接近外表裹有磁粉（磁粉由种子常用包衣用粉剂和细铁粉按一定比例混合而成）的种子时，利用磁吸力将种子吸附到磁极端面上。由于磁吸式精密播种技术采用的是控制种子质量的排种机理，因而对种子的形状和尺寸均没有具体要求，种子的磁粉包衣仅仅是使种子外表带有磁性，不同于种子的丸粒化处理，所以这种排种方式具有良好的适应能力。在初步制备的人工种子（仅有内种皮）基础上可依据相应设备规格要求对其进行进一步的加工处理，形成具有外种皮包裹的人工种子胶囊颗粒并进行试验研发，以为该产品的实际应用推广做准备。二、 立项实验研究基本布局、技术路线、具体进行方案及可行性分析、预计结果1. 立项研究基本布局 针对人工种子制备进行研究，其主要分为三步走进行，即人工种皮复合包埋材料配比组合及其理化属性探究：常用农业经济作物（蔬菜、花卉等）人工种子制备；诸葛菜人工种子制备及其幼株在模拟喀斯特逆境条件下生长情况探究。在人工种子包被材料制备探究实验中，选用多种复合材料进行组合，其中，海藻酸钠作为最基本包埋基质，明胶、壳聚糖、羧甲基纤维素、洋槐树豆胶作为附加使用成分，是在最是海藻酸钠基质浓度的基础上将各个附加剂以不同浓度组合形成配比，研究不同处理理化属性，对比其保水性和抗压性效果，并作相关性分析，已选出最佳包被处理。在进行第一个实验的基础上，接下来两个主要实验采用常用农业经济作物如蔬菜：油菜、生菜、樱桃萝卜；花卉：孔雀草、一串红等作为实验参考用材，诸葛菜作为主要实验材料及研究对象，分别试制其内种皮包埋的人工种子并测定萌发率和成株率等指标。在制作完成双种皮的磁吸式播种诸葛菜人工种子并测定其在正常生长环境条件下的相关指标后，模拟喀斯特贫瘠养分环境下诸葛菜人工种子萌发后成株的生长参数指标，并将两者进行对比比较以评价相关人工种子制作的效果。实验主要在江苏大学农业工程研究院现代农业装备与技术省部及教育部共建重点实验室和智能化玻璃温室中进行。不同阶段所进行实验采用分组处理设计，每组设置若干重复。每隔3天观察、记录温室环境情况，进行温度、相对湿度、络合成塑时间等管理。定期进行各种生长、生理指标（萌发率、转株率、光合速率、叶绿素荧光参数等）的测定。2.实验规划布局及预计操作步骤1实验方案设计整体实验主要有以下三个板块组成复合材料包埋种皮基质的制备和理化属性研究包埋试剂材料：海藻酸钠、明胶、壳聚糖、羧甲基纤维素、洋槐树豆胶。测定指标：抗压力-型变曲线、水势活度aw、胶囊渗漏质量变化、胶囊颗粒平均质量m及体积v。测定属性：包买材料抗压性韧度、保水性、成塑性。将不同材料通过正交实验设计以不同浓度相互间组合配比形成处理，在五因素四水平的条件下完成进行整体实验，并对各组配比组合测定其保水性及抗压性相关数据，筛选出抗压性、保水性整体效果最佳处理组合。常见农业经济作物磁吸式播种人工种子制备研究 通过已筛选内种皮复合材料包被人工种子将选用的参比植物类型（农业经济作物如蔬菜、花卉等）诱导催芽并截取获得外植体，对其进行包埋制作成胶囊颗粒，在控制不同季节室温及湿度（智能人工培养箱）时，相同平行条件下对比各个品种的人工种子萌发率、成株率等参数指标。 每个品种4个处理，每个处理20个重复。每隔3天，观察并记录。在发芽成长后继续统计其成株率。诸葛菜磁吸式播种人工种子制备及其在模拟喀斯特环境条件下的适应性探究 将温室大棚种植的诸葛菜获取其外植体并以选好内种皮人工种子复合包被材料包裹制成磁吸式播种人工种子，测定其一般性参数指标萌发率、成株率并与之前其他实验品种比较。在培养室条件下人工模拟喀斯特贫养环境情况下，人工种子萌发生成植株的适应性强弱，与正常种子萌发成株进行条件控制比较以反映适应磁吸式播种的诸葛菜人工种子的质量性能。2方案布局可行性分析人工种子作为植物细胞工程的新兴领域，其也已经过国内外三十多年研究，初步形成基础的研究平台体系，存在有一定的实验理念及技术支撑。而其中人工种胚的制备实验技术即植物组织培养操作，在农业工程研究院（IAE，生物机电工程研究院）作为重点学科的分支研究领域进行过十多年研究，其中生态学领域的相关研究员的科研团队在组培技术领域研究过许多问题并取得众多研究成果及发明专利，具备成熟的理念体系。由此看来，从理论体系和实验经验目前我们都可以在前人研究的成果上更进一步深入研究这一课题。3. 技术路线复合包埋材料人工种皮制备及诸葛菜人工种子制作研究包被制作：复合材料种类、浓度组培操作技术阶段理化属性初代培养实验研究材料测定实验对比材料测定转 接继代培养相关性测定抗压性保水性最佳包埋胶囊材料种胚材料（外植体）内种皮包裹人工种子胶囊颗粒喀斯特环境条件状态研究磁吸式机械设备试验外种皮包裹萌发率研究材料（诸葛菜）参照材料成株率双种皮磁粉人工种子三、项目申报现实意义及应用价值前景（包括过去的研究工作基础、现有条件） 作为植物细胞工程乃至生物技术界的新兴领域，人工种子自1978年提出后的十几年研究中,发展速度是惊人的,在世界范围内取得了巨大的成绩。这首先是因对人工种子潜力的充分认识,把其列入本国高新技术计划中;其次是一支人数多、素质高的科学队伍;第三是因广大群众积极从事。然而目前在该领域的科学研究人存在并显露出一些问题和误区。尽管人工种子研究得到了国家政府部门的宏观控制,但是仍出现了过热现象。不管基础如何、条件怎样, 都盲目地进行立题, 出现彼此简单地重复,同时,对人工种子技术进行了大量不切实际的宣传,当研究结果不能达到期望的要求时,又对人工种子技术进行否定,以怀疑的眼光看待人工种子技术。在该领域方面的研究队伍中，我国也同样面临上述相关问题，故需要客观合理地面对今后的竞争与挑战和麻烦与难题，而同时采取相应的战略对策和路线方针，以实施具体研究方案：1.加强国家高层的宏观决策和领导, 在集思广益、科学论证的基础上,集中国家财力、物力,联合攻关,力争获得具有世界水平的新突破。目前,我国对人工种子技术给予了极高评价,将其列人“863”计划, 配备了人工种子专家、化学家、生物学家、物理学家和农学家组成的科学队伍, 进行联合攻关,因此取得了国际水平的成绩。在研究材料方面,既注重模式植物人工种子技术研究,以此开发和建立完善的人工种子的制作流程,又注重我国重要农作物人工种子的研究,以期将人工种子技术迅速应用到农业的机械化大规模生产应用中去。2.加强人工种子技术的基础研究和工程手段的革新,为人工种子的发展创造出强有力的后劲。目前,人工种子有关的基础研究较少,也很薄弱,主要在胚胎发生和芽再生方面,作过一些形态解剖、生理生化、同步发生等工作。这些研究远远不能满足人工种子技术的需求。如果这方面的工作跟不上,就有可能限制人工种子的进一步发展。在工程技术方面,应逐渐降低制作成本,缩短培养时间,不断更新、改造制种材料和方式, 即应不断提高培养和制作过程的自动化及机械化程度。此外还应注意人工种子的研制应根据植物材料种类、再生方式和人工种子技术的要求,创造出多种类型的人工种子,使之加速形成产业。3.加强人工种子技术的中下游研究工作，人工种子技术不仅可使农作物的最佳品种(包括有价值的遗传尚未稳定的转基因植物),以最快的速度推广到生产中去, 避免繁殖过程中的退化、杂交,同时也可大量快速繁殖某些繁殖困难的作物。目前,人工种子技术的实验室研究工作取得了重大成果,为了扩大这一阶段的成绩,应加强将已有的人工种子技术应用到生产中去的工作,发展我国生产力。故研究都必须与农业生产者合作,进行人工种子的田间试验及工厂化生产流程的研究。但是,这方面工作做得很不够,应大力加强,这样才能使人工种子技术早日应用到农业中去,为社会服务。4.将人工种子应用于诸葛菜的栽培育种及生产市场供应中则是新的开始与尝试，并可通过该项技术将诸葛菜品种进行相关的开发及运用，并在植物种植资源理论研究方面可与其它植物杂种利用提供新技术、新材料和新途径，而且可以人工创造新物种，丰富物种的多样性，丰富植物遗传育种理论。在生产实际运用方面，研发的新产品在批量生产并投入市场之后，首先将有助于调整市场上蔬菜产品的品种结构，提高菜农收入。新型特色蔬菜选育成功及产品上市，将有助于调整蔬菜产品的品种结构，丰富人们的菜篮子，而且具有野菜品质和风味的新型特色蔬菜面市，又可提高菜农的经济效益。四、年度研究计划及预期进展最终预期研究成果，有助于理解、评审的现有技术和参考文献检索目录1.年度研究计划及预期进展最终预期研究成果及年度初步研究计划安排工作项目阶段性工作内容起止时间科研调研搜索查阅文献资料2012.092013.04预备基质材料测定及筛选配备基质测定其理化属性2013.04 2013.08筛选最佳内种皮包被基质组合2013.042013.08人工种子活性数据实验磁吸式人工种子包埋制作2013.082013.10结论对比整理数据指标2013.102013.12结题撰写结题报告、准备结题2014.012014.042.预期研究成果：发表1-2篇核心期刊论文3.相关参考文献（Bibliography&Reference）刘昕岑,樊国盛.植物人工种子研究与应用进展J,绿色科技，2010年11月第11期；丁绍欢,张明生,史梦娜.植物人工种子技术研究进展J，种子，2011年3月第3期第30卷.纪才圭，毛家犀，鞫耐霜等.人工种子的种皮强度J，复旦学报（自然科学版），1991年12月第30卷第4期.张明科，张鲁刚，张敏杰.蔬菜作物人工种子研究进展J,西北农业学报，2002年11月第4期.袁海峰，张兴，陈淼，唐焕伟.植物人工种子及在观赏植物中的应用J，国土与自然资源研究，2008年2月12卷第6期.陈德富，陈喜文，程炳高.人工种子几个问题的讨论J，山东农业大学学报,1995年4月第26卷第2期.VEZ PAGARA REPUNTE, MASAHITO TAYA, SETSUJI TONE.Preparation of Artificial Seeds Using Cell Aggregates from Horseradish Hairy Roots Encapsulated inAlginate Gel with Paraffin Coat，JOURNAL OF FERMENTATION AND BIOENGINEERING，Vol. 79, No. 1, 83-86. 1995.R. 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