第二章 种子的形态结构和生理特性 【前言】种子形态构造是鉴别植物种和品种的重要依据,同时与清选、分级与安全贮藏有密 切关系。同一科属的种子,不仅在形态上有相似性,而且在化学成分和生理特性方面亦有共 同之处。 一、种子的形态特征 种子的外部形态特征主要包括形状、大小(千粒重)、种皮色泽及附着物,种皮上的网纹结构 等。它们是种子鉴别、清洗、分级、包装和检验的重要依据。 (一)形态:种子的形状因植物种类不同而有很大差异,主要有圆球形、椭圆形、扁形、肾 形、盾形等。 (二)大小:不同植物间的种子大小可以非常悬殊,大可超过成人拳头如椰子, 小如某些兰科植物的种子象尘土般细微。种子的大小通常以长、宽、厚或千粒重 表示。长宽厚在种子清洗上有重大意义。 在生产实践中则常以千粒重作为指标一般可将种子依大小划分为 4 个等级(表 2 -1 主要作物种子的大小、重量与分级参考表): 1.大粒种子 平均每粒种子在一克以上者和平均每克种子在 1-10 粒以内,如佛手 瓜、莲子等。 2.中粒种子 平均每克种子含有 11-150 粒,如甜瓜、萝卜等。 3.小粒种子 平均每克种子含有 151-500 粒,如甜椒、韭菜等。 4.细粒种子 平均每克种子含有 500 粒以上,如芹菜、兰花等。 (三)色泽和斑纹:种子含有各种颜色,使种子外表呈现出丰富的色彩和斑纹。在实践中往 往可以根据颜色来鉴别品种。例如菜豆的种子就有白、黑、褐、黄、灰、红、橙、蓝色之分。 这些颜色还各有深浅之别,同时还常在底色上嵌有各色花纹。 (四)其它表面性状:种子的表面还常有一些其它的性状,如光泽(菜豆)、表皮 毛(棉花)、凹凸不平(洋葱)、浮雕状花纹(苦瓜)等。 二、种子的构造 尽管种子的外部形态千变万化。但它的基本结构却非常相似,都可以分为种皮、胚和胚乳(有 些种子成熟时退化)三部分(如蓖麻、番茄,图 2-1)
第二章 种子的形态结构和生理特性 【前言】种子形态构造是鉴别植物种和品种的重要依据,同时与清选、分级与安全贮藏有密 切关系。同一科属的种子,不仅在形态上有相似性,而且在化学成分和生理特性方面亦有共 同之处。 一、种子的形态特征 种子的外部形态特征主要包括形状、大小(千粒重)、种皮色泽及附着物,种皮上的网纹结构 等。它们是种子鉴别、清洗、分级、包装和检验的重要依据。 (一)形态:种子的形状因植物种类不同而有很大差异,主要有圆球形、椭圆形、扁形、肾 形、盾形等。 (二)大小:不同植物间的种子大小可以非常悬殊,大可超过成人拳头如椰子, 小如某些兰科植物的种子象尘土般细微。种子的大小通常以长、宽、厚或千粒重 表示。长宽厚在种子清洗上有重大意义。 在生产实践中则常以千粒重作为指标一般可将种子依大小划分为 4 个等级(表 2 -1 主要作物种子的大小、重量与分级参考表): 1.大粒种子 平均每粒种子在一克以上者和平均每克种子在 1-10 粒以内,如佛手 瓜、莲子等。 2.中粒种子 平均每克种子含有 11-150 粒,如甜瓜、萝卜等。 3.小粒种子 平均每克种子含有 151-500 粒,如甜椒、韭菜等。 4.细粒种子 平均每克种子含有 500 粒以上,如芹菜、兰花等。 (三)色泽和斑纹:种子含有各种颜色,使种子外表呈现出丰富的色彩和斑纹。在实践中往 往可以根据颜色来鉴别品种。例如菜豆的种子就有白、黑、褐、黄、灰、红、橙、蓝色之分。 这些颜色还各有深浅之别,同时还常在底色上嵌有各色花纹。 (四)其它表面性状:种子的表面还常有一些其它的性状,如光泽(菜豆)、表皮 毛(棉花)、凹凸不平(洋葱)、浮雕状花纹(苦瓜)等。 二、种子的构造 尽管种子的外部形态千变万化。但它的基本结构却非常相似,都可以分为种皮、胚和胚乳(有 些种子成熟时退化)三部分(如蓖麻、番茄,图 2-1)
(一)种皮(果皮):在生产上有些果实也常作为“种子”播种。例如禾谷类的颖果、菊科的瘦 果、伞形科的双悬果等,所以在此将种皮和果皮的构造放在一起说明(如水稻、小麦的颖果, 图 2-2)。 种皮(果皮)是包围在胚和胚乳外部的保护组织。它们的厚薄、结构的致密程度、细胞壁的加 厚程度,所含的各种化学物质(单宁、色素等),都会影响到种子的休眠、寿命、萌发、干燥、 果皮和种皮的表面情况(如光滑程度、有无表皮毛、花纹、颜色等),可作为种子鉴别、清洗 和加工的依据。 种皮分内外两层,内种皮由内珠被发育而来,往往较薄,外种皮则由外珠被发育而来,往往 厚而坚韧,保护功能强,但有时也会妨碍萌发,故播种硬壳种子时,常人工破坏种皮。果皮 则是由子房壁发育而来,分内、中、外三层,颖果的果皮与种皮难以分离,种皮是一些无原 生质的死细胞,细胞间有许多孔隙,使种皮形成多孔结构。种皮外表的蜡质、角质、表皮毛 等结构加强了种皮的保护功能。 种皮上常常有如下可分辨的结构(如菜豆,图 2-3):
(一)种皮(果皮):在生产上有些果实也常作为“种子”播种。例如禾谷类的颖果、菊科的瘦 果、伞形科的双悬果等,所以在此将种皮和果皮的构造放在一起说明(如水稻、小麦的颖果, 图 2-2)。 种皮(果皮)是包围在胚和胚乳外部的保护组织。它们的厚薄、结构的致密程度、细胞壁的加 厚程度,所含的各种化学物质(单宁、色素等),都会影响到种子的休眠、寿命、萌发、干燥、 果皮和种皮的表面情况(如光滑程度、有无表皮毛、花纹、颜色等),可作为种子鉴别、清洗 和加工的依据。 种皮分内外两层,内种皮由内珠被发育而来,往往较薄,外种皮则由外珠被发育而来,往往 厚而坚韧,保护功能强,但有时也会妨碍萌发,故播种硬壳种子时,常人工破坏种皮。果皮 则是由子房壁发育而来,分内、中、外三层,颖果的果皮与种皮难以分离,种皮是一些无原 生质的死细胞,细胞间有许多孔隙,使种皮形成多孔结构。种皮外表的蜡质、角质、表皮毛 等结构加强了种皮的保护功能。 种皮上常常有如下可分辨的结构(如菜豆,图 2-3):
1.种脐:种子成熟后从珠柄上脱落所留下的疤痕。其色泽往往与种皮不同,形态也各一。豆 类植物的种脐最为明显,可以此作为鉴别种子的重要依据。 2.种孔:即胚珠时代的珠孔。种子发芽时,水分进入种子的主要通道,也是胚根、胚芽伸出 种皮的通道,故又叫发芽孔,豆类种子吸胀后,用手挤压,可见有水从种孔渗出,非常明显。 3.种脊:有些种子在种皮上能明显看到自种脐到胚珠基部有一条隆起的脊状棱称种脊,其内 含有一条缠绕种子的细长维管束,是由弯曲的珠柄发育而来的。 4.疣瘤:有些种子在种脐边或沿种脊处具隆起的小包称疣瘤。 (二).胚:胚是种子内最重要的部分,是新植物的原始体。它是由受精卵发育而来的。胚 可以分成胚芽、胚轴、胚根和子叶四个部分。 植物的胚在种子内存在的形态也往往不同,可分为以下几种类型: 1.直立型:胚轴、胚根和子叶与种子纵轴平行,如葫芦科、菊科植物。 2.弯曲型:胚根和胚芽弯曲成钩状,如豆科植物。 3.螺旋型:子叶与胚盘卷呈螺旋型,如茄科植物。 4.环状型:胚细而长,且沿种皮内层绕一周呈环状,如藜科、苋科的植物。 5. 折叠型:子叶发达,折迭数层,充满于种皮内部,如锦葵科的植物。 6.偏在型:胚较小,位于胚乳的侧面或背面的基部,如禾本科的水稻、小麦、玉米等。 (三).胚乳:被子植物的胚乳是由受精的极核发育而来的。为三倍体,包裹在胚的外面, 贮藏有丰富的营养物质。有些植物胚乳在种子发育过程中被胚吸收而消耗已尽。一般根据种 子在成熟时有无胚乳而可将种子分为有胚乳种子和无胚乳种子两类。无胚乳种子的营养物质 贮藏于胚内,尤其是子叶中,如豆类。 胚乳中贮藏的营养物质主要是蛋白质,淀粉和脂类。根据它们的主要成分可将其分为蛋白质 类、淀粉类和脂类种子。 有些植物的种子还有外胚乳的存在,它是由珠心层发育而来的。如生姜、菠菜就具有发达的 外胚乳,与内胚乳同时存在。 三、种子的化学成分 一、种子的水分 水分是种子中最主要的成分之一,种子一旦完全失去了水分,生命也就停止了。 水分是种子内部新陈代谢不可缺少的介质,在种子形成、发育、成熟、后熟以及贮藏过程中, 其物理性质和生化变化都和水分含量的多少,以及水在种子中存在状态有着密切的关系。 任何种子中的水分都是以两种状态存在的。即一种是游离水(自由水),一种是胶体结合水(束 缚水)、种子中的游离水作为可溶剂而有正常水的性质。它在 0℃时开始结冰,并容易从种
1.种脐:种子成熟后从珠柄上脱落所留下的疤痕。其色泽往往与种皮不同,形态也各一。豆 类植物的种脐最为明显,可以此作为鉴别种子的重要依据。 2.种孔:即胚珠时代的珠孔。种子发芽时,水分进入种子的主要通道,也是胚根、胚芽伸出 种皮的通道,故又叫发芽孔,豆类种子吸胀后,用手挤压,可见有水从种孔渗出,非常明显。 3.种脊:有些种子在种皮上能明显看到自种脐到胚珠基部有一条隆起的脊状棱称种脊,其内 含有一条缠绕种子的细长维管束,是由弯曲的珠柄发育而来的。 4.疣瘤:有些种子在种脐边或沿种脊处具隆起的小包称疣瘤。 (二).胚:胚是种子内最重要的部分,是新植物的原始体。它是由受精卵发育而来的。胚 可以分成胚芽、胚轴、胚根和子叶四个部分。 植物的胚在种子内存在的形态也往往不同,可分为以下几种类型: 1.直立型:胚轴、胚根和子叶与种子纵轴平行,如葫芦科、菊科植物。 2.弯曲型:胚根和胚芽弯曲成钩状,如豆科植物。 3.螺旋型:子叶与胚盘卷呈螺旋型,如茄科植物。 4.环状型:胚细而长,且沿种皮内层绕一周呈环状,如藜科、苋科的植物。 5. 折叠型:子叶发达,折迭数层,充满于种皮内部,如锦葵科的植物。 6.偏在型:胚较小,位于胚乳的侧面或背面的基部,如禾本科的水稻、小麦、玉米等。 (三).胚乳:被子植物的胚乳是由受精的极核发育而来的。为三倍体,包裹在胚的外面, 贮藏有丰富的营养物质。有些植物胚乳在种子发育过程中被胚吸收而消耗已尽。一般根据种 子在成熟时有无胚乳而可将种子分为有胚乳种子和无胚乳种子两类。无胚乳种子的营养物质 贮藏于胚内,尤其是子叶中,如豆类。 胚乳中贮藏的营养物质主要是蛋白质,淀粉和脂类。根据它们的主要成分可将其分为蛋白质 类、淀粉类和脂类种子。 有些植物的种子还有外胚乳的存在,它是由珠心层发育而来的。如生姜、菠菜就具有发达的 外胚乳,与内胚乳同时存在。 三、种子的化学成分 一、种子的水分 水分是种子中最主要的成分之一,种子一旦完全失去了水分,生命也就停止了。 水分是种子内部新陈代谢不可缺少的介质,在种子形成、发育、成熟、后熟以及贮藏过程中, 其物理性质和生化变化都和水分含量的多少,以及水在种子中存在状态有着密切的关系。 任何种子中的水分都是以两种状态存在的。即一种是游离水(自由水),一种是胶体结合水(束 缚水)、种子中的游离水作为可溶剂而有正常水的性质。它在 0℃时开始结冰,并容易从种
子中蒸发出来,种子内部一系列生化过程都是在游离水的参与下进行的。而胶体结合水则能 与种子中的亲水物质如蛋白质、糖类、磷脂类等牢固地结合在一起,不易蒸发出来,没有溶 剂的性质,低温下不易结冰,具有特殊的折光率性质。当种子中游离水减少或全部散失,而 只有胶体结合水存在时,种子里的各种酶的生理活性便处于微弱或停止状态,种子的新陈代 谢作用也就降低到最低程度。当种子里的游离水再次增加,酶便由原来的静止状态转变为活 跃状态,呼吸作用加强,新陈代谢作用加快,种子的生活力也会很快丧失。所以,凡若长期 贮藏的种子,必须减少游离水的含量和防止游离水含量的上下波动。 二、种子的营养成分 (一).碳水化合物 碳水化合物是种子中最重要的贮存物质,它是胚生长发育的养料和能量的来源。 1.淀粉:种子中贮藏的碳水化合物通常是淀粉,它在细胞中一般是颗粒状,称为淀粉粒。淀 粉以两种方式存在于种子中:直链淀粉和支链淀粉,在种子发芽期间,淀粉将水解成单糖(葡 萄糖)和双糖(麦芽糖)以供胚生长所用。 2.纤维素和半纤维素:纤维素和半纤维素是复杂的碳水化合物,多存在于胚乳或子叶细胞壁 中,是构成种皮(果皮)的最主要成分。纤维素沉积于细胞中就很难再次被利用,但种子发芽 时,胚乳薄壁细胞由于纤维素酶的分解作用,也可转化为糖而被幼植物体利用。半纤维素较 容易被水解为聚戊糖和聚已糖,再水解为葡萄糖和半乳糖而被吸收利用,另外,它对种子保 水和休眠也起着重要作用。 3.果胶质:存在于种子及植物的其它部位,为细胞壁及中层的主要组成成份,在果胶酶的作 用下分解成半乳糖胶,果胶在水中形成粘滞的溶胶,适当条件下成为固态凝胶,可作为果酱 和果冻的硬化剂。存在于初生细胞壁及中层细胞壁中称为原果胶,其支链较长,使细胞变硬, 原果胶转化成果胶有助于成熟期果实的软化。 (二).类脂物质 凡水解后能产生脂肪酸的物质称为脂类,其共同特点是难溶于水。除了某些果实外,种子比 其它器官含有更多的脂类。脂类可分成简单、复合和衍生三种。①简单脂类包括脂肪和脂肪 油,也包括脂肪酸和甘油或其它醇生成的酯。是植物生活过程中能量的来源,在种子发芽过 程中,脂肪被分解成甘油和脂肪酸,再生成碳水化合物。种子中脂肪的性质可以用脂肪价即 酸价、碘价来表示。中和 1 克脂肪中的全部游离脂肪酸所需的氢氧化钾的毫克数称为酸价; 与 100 克脂肪相结合所需要的碘的克数称为碘价。②复合类脂中除了脂肪酸脂还含有其他化 学基团,如磷脂,它的三个脂肪酸之一由磷酸胆碱所取代,分为卵磷脂和脑磷脂,它主要和 蛋白质结合,在细胞内成各种膜,与原生质的透性有很大关系。它可以限制种子的透水性。 并具有良好的阻碍氧化作用,从而有利于种子生活力的保持。③衍生脂类是前两种脂类的水 解产物,包括各种脂肪酸和大分子醇类,例如胆固醇。 种子中含有的脂类大部分是简单脂类,包括脂肪,脂肪油及蜡。在种子贮藏不合理的情况下, 由于酯酶的作用,使脂肪物质分解成游离的脂肪酸,使种子内部酸度提高,维生素 A、D、 E、K 遭到破坏,最终失去生活力。 (三).蛋白质 蛋白质是由氨基酸聚合而成的高分子化合物,是原生质的主要成份。种子中的蛋白质大部分 缺乏代谢活性,而以蛋白体为单位贮存于种子中,蛋白体的大小、形状与淀粉粒有些相似, 通常为不同蛋白质的复合体,代谢活性强的蛋白质含量极少,但对种子的萌发及发育很重要, 例如蛋白酶对种子养分的液化、转移、利用及所有新陈代谢过程起催化作用。核蛋白质是由 蛋白质和核酸构成的一种巨型球状分子,在蛋白质合成和染色体,基因及生命本身的结构与 功能中起着决定性的作用。种子中除蛋白质以外,还含有非蛋白质含氮物质如氨基酸和酰胺 类
子中蒸发出来,种子内部一系列生化过程都是在游离水的参与下进行的。而胶体结合水则能 与种子中的亲水物质如蛋白质、糖类、磷脂类等牢固地结合在一起,不易蒸发出来,没有溶 剂的性质,低温下不易结冰,具有特殊的折光率性质。当种子中游离水减少或全部散失,而 只有胶体结合水存在时,种子里的各种酶的生理活性便处于微弱或停止状态,种子的新陈代 谢作用也就降低到最低程度。当种子里的游离水再次增加,酶便由原来的静止状态转变为活 跃状态,呼吸作用加强,新陈代谢作用加快,种子的生活力也会很快丧失。所以,凡若长期 贮藏的种子,必须减少游离水的含量和防止游离水含量的上下波动。 二、种子的营养成分 (一).碳水化合物 碳水化合物是种子中最重要的贮存物质,它是胚生长发育的养料和能量的来源。 1.淀粉:种子中贮藏的碳水化合物通常是淀粉,它在细胞中一般是颗粒状,称为淀粉粒。淀 粉以两种方式存在于种子中:直链淀粉和支链淀粉,在种子发芽期间,淀粉将水解成单糖(葡 萄糖)和双糖(麦芽糖)以供胚生长所用。 2.纤维素和半纤维素:纤维素和半纤维素是复杂的碳水化合物,多存在于胚乳或子叶细胞壁 中,是构成种皮(果皮)的最主要成分。纤维素沉积于细胞中就很难再次被利用,但种子发芽 时,胚乳薄壁细胞由于纤维素酶的分解作用,也可转化为糖而被幼植物体利用。半纤维素较 容易被水解为聚戊糖和聚已糖,再水解为葡萄糖和半乳糖而被吸收利用,另外,它对种子保 水和休眠也起着重要作用。 3.果胶质:存在于种子及植物的其它部位,为细胞壁及中层的主要组成成份,在果胶酶的作 用下分解成半乳糖胶,果胶在水中形成粘滞的溶胶,适当条件下成为固态凝胶,可作为果酱 和果冻的硬化剂。存在于初生细胞壁及中层细胞壁中称为原果胶,其支链较长,使细胞变硬, 原果胶转化成果胶有助于成熟期果实的软化。 (二).类脂物质 凡水解后能产生脂肪酸的物质称为脂类,其共同特点是难溶于水。除了某些果实外,种子比 其它器官含有更多的脂类。脂类可分成简单、复合和衍生三种。①简单脂类包括脂肪和脂肪 油,也包括脂肪酸和甘油或其它醇生成的酯。是植物生活过程中能量的来源,在种子发芽过 程中,脂肪被分解成甘油和脂肪酸,再生成碳水化合物。种子中脂肪的性质可以用脂肪价即 酸价、碘价来表示。中和 1 克脂肪中的全部游离脂肪酸所需的氢氧化钾的毫克数称为酸价; 与 100 克脂肪相结合所需要的碘的克数称为碘价。②复合类脂中除了脂肪酸脂还含有其他化 学基团,如磷脂,它的三个脂肪酸之一由磷酸胆碱所取代,分为卵磷脂和脑磷脂,它主要和 蛋白质结合,在细胞内成各种膜,与原生质的透性有很大关系。它可以限制种子的透水性。 并具有良好的阻碍氧化作用,从而有利于种子生活力的保持。③衍生脂类是前两种脂类的水 解产物,包括各种脂肪酸和大分子醇类,例如胆固醇。 种子中含有的脂类大部分是简单脂类,包括脂肪,脂肪油及蜡。在种子贮藏不合理的情况下, 由于酯酶的作用,使脂肪物质分解成游离的脂肪酸,使种子内部酸度提高,维生素 A、D、 E、K 遭到破坏,最终失去生活力。 (三).蛋白质 蛋白质是由氨基酸聚合而成的高分子化合物,是原生质的主要成份。种子中的蛋白质大部分 缺乏代谢活性,而以蛋白体为单位贮存于种子中,蛋白体的大小、形状与淀粉粒有些相似, 通常为不同蛋白质的复合体,代谢活性强的蛋白质含量极少,但对种子的萌发及发育很重要, 例如蛋白酶对种子养分的液化、转移、利用及所有新陈代谢过程起催化作用。核蛋白质是由 蛋白质和核酸构成的一种巨型球状分子,在蛋白质合成和染色体,基因及生命本身的结构与 功能中起着决定性的作用。种子中除蛋白质以外,还含有非蛋白质含氮物质如氨基酸和酰胺 类
种子发芽时,蛋白质分解,胚和子叶中的分离氨基酸将运输到生长部位,供幼苗生长所需。 (四).矿物质 种子内所含的矿质元素有磷、钠、钙、氯、铁、镁、硫、锰、硅等多种,它对生物体内的代 谢起着很大的作用。然而,种子中矿物质的含量要比绿色植物体内低得多。它们多数与有机 物结合存在,种子萌发时,它们转变为无机态,参与各种生理活动,转化成新组织的成分。 三、种子内的维生素与植物激素 (一).维生素 在种子中,特别是胚部和糊粉层的细胞里,存在着各种维生素。尽管其含量甚微,但可调节 组织细胞的发育和生理反应,使各种复杂的生理反应顺利进行。B 族维生素与根系和幼茎的 伸长有关,缺乏则将使发芽率降低。维生素 C 和生物素与种子呼吸过程有关。它还参与种 子的萌发。一般干燥种子中含有的维生素 C 很少。另外维生素 B(吡醇素)和烟碱酸也是某些 酶的重要组成,在种子生理生化过程中起着催化作用。 (二).植物激素 1.赤霉素(GA) 赤霉素对植物的影响作用是多方面的,但最重要的影响是促进生长,使组织细胞伸长,增加 组织体积。在二次作用时,也可促进细胞分裂。在植物体内转运时不受极性影响,可以上下 左右转移。用适当浓度的赤霉素处理种子,可以打破休眠,代替光的作用,促进好光性种子 萌发(例如莴苣、烟草),也可促进某些种子在其他不适宜条件下发芽。 最普通的赤霉素是赤霉酸(GA3),目前主要利用真菌发酵,生产赤霉酸(GA3)。 2.生长素 生长素包括吲哚乙酸(IAA)及其它的各种衍生物,当它和特定的蛋白质 SH-基和 NH3-基结合 时,就具有生理属性作用。生长素与细胞的伸长有关,它可以促进幼苗幼根旺盛发育。如将 旧种子和难发芽的种子浸在人工合成的外源激素 0.01~0.001N 的 IAA 溶液中 24 小时,可提 高种子的发芽率。 色氨酸是 IAA 的前体,种子萌发时,胚乳中的色氨酸在酶的作用下合成 IAA,随着种子内 色氨酸的用完,幼苗就进入独立生育阶段。 3.细胞分裂素 这一类激素包括玉米素,α-糠氨基嘌呤,α-呋喃氨基嘌呤(激动素)和 α-苄基腺嘌呤等,促进 核分裂。白光、红光能促进莴苣种子发芽,如用细胞分裂素处理就能得到红光照射相似的效 果。在完全黑暗条件下,细胞分裂素对种子发芽也有一定促进作用,但略有弱光照射时,效 果可以明显提高。看来细胞分裂素可促进光化学效应。 人们都已知道细胞分裂素是由根内形成的,研究证实,种子本身也能合成。 4.脱落酸(ABA) 脱落酸主要分布在成熟的果皮、种皮、胚和胚乳中。成熟种子中,脱落酸的作用在于控制萌 发,维持休眠,防止发生种子在母株上萌发。 5.乙烯 乙烯对种子的休眠与发芽有一定的调控作用。使用乙烯能打破花生、苍耳等种子的休眠,当 乙烯与赤霉素及光共同作用时,还能破除莴苣、芹菜等种子的休眠。 四、种子的形成 我们这里叙述的是胚珠受精后发育形成种子的过程。在种子形成,发育过程中,其遗传物质 对外界环境条件的反应极其敏感。在这个过程中,环境条件适宜与否,不但会决定受精胚珠 能否形成种子,而且还会影响种子的品质,影响下一代植株的生长和发育,甚至会导致种子 种性发生变异。因而,深入了解种子的形成发育过程及其有影响的综合环境因素,掌握其规 律性,创造良好的生境条件,是争取种子增产,确保种子质量,降低种子成本的重要基础
种子发芽时,蛋白质分解,胚和子叶中的分离氨基酸将运输到生长部位,供幼苗生长所需。 (四).矿物质 种子内所含的矿质元素有磷、钠、钙、氯、铁、镁、硫、锰、硅等多种,它对生物体内的代 谢起着很大的作用。然而,种子中矿物质的含量要比绿色植物体内低得多。它们多数与有机 物结合存在,种子萌发时,它们转变为无机态,参与各种生理活动,转化成新组织的成分。 三、种子内的维生素与植物激素 (一).维生素 在种子中,特别是胚部和糊粉层的细胞里,存在着各种维生素。尽管其含量甚微,但可调节 组织细胞的发育和生理反应,使各种复杂的生理反应顺利进行。B 族维生素与根系和幼茎的 伸长有关,缺乏则将使发芽率降低。维生素 C 和生物素与种子呼吸过程有关。它还参与种 子的萌发。一般干燥种子中含有的维生素 C 很少。另外维生素 B(吡醇素)和烟碱酸也是某些 酶的重要组成,在种子生理生化过程中起着催化作用。 (二).植物激素 1.赤霉素(GA) 赤霉素对植物的影响作用是多方面的,但最重要的影响是促进生长,使组织细胞伸长,增加 组织体积。在二次作用时,也可促进细胞分裂。在植物体内转运时不受极性影响,可以上下 左右转移。用适当浓度的赤霉素处理种子,可以打破休眠,代替光的作用,促进好光性种子 萌发(例如莴苣、烟草),也可促进某些种子在其他不适宜条件下发芽。 最普通的赤霉素是赤霉酸(GA3),目前主要利用真菌发酵,生产赤霉酸(GA3)。 2.生长素 生长素包括吲哚乙酸(IAA)及其它的各种衍生物,当它和特定的蛋白质 SH-基和 NH3-基结合 时,就具有生理属性作用。生长素与细胞的伸长有关,它可以促进幼苗幼根旺盛发育。如将 旧种子和难发芽的种子浸在人工合成的外源激素 0.01~0.001N 的 IAA 溶液中 24 小时,可提 高种子的发芽率。 色氨酸是 IAA 的前体,种子萌发时,胚乳中的色氨酸在酶的作用下合成 IAA,随着种子内 色氨酸的用完,幼苗就进入独立生育阶段。 3.细胞分裂素 这一类激素包括玉米素,α-糠氨基嘌呤,α-呋喃氨基嘌呤(激动素)和 α-苄基腺嘌呤等,促进 核分裂。白光、红光能促进莴苣种子发芽,如用细胞分裂素处理就能得到红光照射相似的效 果。在完全黑暗条件下,细胞分裂素对种子发芽也有一定促进作用,但略有弱光照射时,效 果可以明显提高。看来细胞分裂素可促进光化学效应。 人们都已知道细胞分裂素是由根内形成的,研究证实,种子本身也能合成。 4.脱落酸(ABA) 脱落酸主要分布在成熟的果皮、种皮、胚和胚乳中。成熟种子中,脱落酸的作用在于控制萌 发,维持休眠,防止发生种子在母株上萌发。 5.乙烯 乙烯对种子的休眠与发芽有一定的调控作用。使用乙烯能打破花生、苍耳等种子的休眠,当 乙烯与赤霉素及光共同作用时,还能破除莴苣、芹菜等种子的休眠。 四、种子的形成 我们这里叙述的是胚珠受精后发育形成种子的过程。在种子形成,发育过程中,其遗传物质 对外界环境条件的反应极其敏感。在这个过程中,环境条件适宜与否,不但会决定受精胚珠 能否形成种子,而且还会影响种子的品质,影响下一代植株的生长和发育,甚至会导致种子 种性发生变异。因而,深入了解种子的形成发育过程及其有影响的综合环境因素,掌握其规 律性,创造良好的生境条件,是争取种子增产,确保种子质量,降低种子成本的重要基础