人工種子の仕組みを理解するには、まず自然界における種子構造を把握することが重要です。種子とは、胚、胚乳、種皮から構成されています。胚は新しい個体へ成長する部分、胚乳は栄養分を貯蔵する部分、種皮は胚と胚乳を守る保護層です。 一方、人工種子はハイドロゲルやバイオポリマーをベースとした人工素材から作られます。これらの素材は、水や栄養素を吸収・保持する能力に優れています。人工種子には、胚に相当する小型カプセルが埋め込まれており、内部には遺伝子組み換えされた細胞や組織が含まれています。このカプセルは、保護膜で覆われており、種皮の役割を果たします。また、人工種子には微細流路が設計されており、栄養分や酸素をカプセルに効率的に供給します。

自家不稔とは、自己の花粉では受粉できないという植物の性質のことです。つまり、花粉と柱頭が同じ個体から来た場合、種子が形成されません。自家受粉を避けることで、近親交配による遺伝的多様性の低下を防いでいます。一方、自家稔性の植物は、自己の花粉でも受粉できます。

通常、地上に近い浅い部分にある根を「上根」と呼びます。これらの根は地表近くで広く広がり、水分や栄養素を素早く吸収する役割があります。上根が十分に発達していると、植物は土壌中の水分や養分を効率的に取り込むことができ、乾燥や痩せた土壌環境でも生育しやすくなります。また、上根は植物を地盤に固定する役目も果たし、強風や斜面などでも倒れにくくしてくれます。