种子学-2013-10

1、种子的寿命和劣变衰老种子的寿命和劣变衰老 Seed longevity and deterioration 种子寿命的概念与差异种子寿命的概念与差异 种子寿命：种子生活力在一定环境条件下能保持的期限种子寿命：种子生活力在一定环境条件下能保持的期限 平均寿命（半活期）平均寿命（半活期） ：种子发芽率从收获后降低到：种子发芽率从收获后降低到50%的时间。的时间。 利用年限：种子在一定条件下保持农用种子规定最低发芽率要求利用年限：种子在一定条件下保持农用种子规定最低发芽率要求 （80-90%）的期限。）的期限。 种子寿命的差异性种子寿命的差异性 n长命种子（长命种子（15年以上）年以上） n常命种子

2、（常命种子（3-15年）年） n短命种子（短命种子（3年以下）年以下） 种子寿命的影响因素种子寿命的影响因素 1、种子特性（遗传特性）、种子特性（遗传特性） 种皮结构种皮结构： 化学成分：化学成分：种子水分种子水分 种子的生理状态：种子的生理状态： 种子的物理性质：种子的物理性质： 胚的比例：胚的比例： （种子的加工损伤：脱粒、加工、干燥）（种子的加工损伤：脱粒、加工、干燥） 正常型种子（正储型种子）正常型种子（正储型种子）Orthodox seed 干燥、低温、密闭干燥、低温、密闭-延长种子寿命延长种子寿命 顽拗型种子（异储型种子）顽拗型种子（异储型种子）Recalcitrant seed

3、较高水分、较高温度、充足氧气较高水分、较高温度、充足氧气 干燥和低温反而加速种子的死亡干燥和低温反而加速种子的死亡 （种子寿命也往往较短）（种子寿命也往往较短） 中间型种子中间型种子 Intermediate seed 可忍耐种子干燥至可忍耐种子干燥至10-12%，继续干燥则生活力下降，继续干燥则生活力下降 不耐低温储藏不耐低温储藏 2、环境因素、环境因素 湿度湿度：Harrington通则：种子水分在通则：种子水分在5-14%范围内，每上范围内，每上 升升1%，种子寿命缩短一半。，种子寿命缩短一半。(Roberts修正为修正为2.5%) 温度温度：Harrington通则：通则：0-50范围

4、内，温度每上升范围内，温度每上升5 ， 种子寿命缩短一半。种子寿命缩短一半。(Roberts修正为修正为6 ) 气体气体： 光：光： 微生物及仓库害虫：微生物及仓库害虫： 化学物质：化学物质： 种子衰老的原因种子衰老的原因 1、细胞膜的变化、细胞膜的变化 2、大分子变化、大分子变化 3、有毒物质积累、有毒物质积累 种子的衰老种子的衰老 膜系降解膜系降解 酶活性下降酶活性下降 萌发速度下降萌发速度下降 耐储力下降耐储力下降 整齐度降低整齐度降低 抗逆性减弱抗逆性减弱 田间出苗率减少田间出苗率减少 畸形苗增多畸形苗增多 致死致死 种子寿命的预测种子寿命的预测 Harrington 通则（通则（19

5、72）：）： Harrington系数系数: 种子安全储藏种子安全储藏5年的技术指标年的技术指标 T ( ) + RH (%) 100 或者或者 T () + RH (%) 45.5 种子寿命预测方程种子寿命预测方程 LogP50 = Kv C1*M C2*T LogP50-种子发芽率降低到种子发芽率降低到50% 的平均时间的平均时间(天天)； 半活期半活期 M-储藏期间种子水分储藏期间种子水分;T-储藏期间种子温度储藏期间种子温度;Kv、 C1、 C2 为种子常数为种子常数 V = Ki P / (10KE-CW*logM-CH*T-CQ*T*T) V-储藏储藏P天后种子发芽力概率值天后种子

6、发芽力概率值;Ki-该种子批的起始发芽力概率值该种子批的起始发芽力概率值 P-储藏天数储藏天数;M和和T分别为种子水分和温度分别为种子水分和温度;KE、 CW、 CH、 CQ为为 种子常数种子常数 用生活力列线图预测种子寿命用生活力列线图预测种子寿命 促进种子萌发方法促进种子萌发方法 种子引发种子引发 (seed priming): 控制种子缓慢吸水使其停留在控制种子缓慢吸水使其停留在 吸水第二阶段而不萌动，让种子进行预发芽的生理生化吸水第二阶段而不萌动，让种子进行预发芽的生理生化 代谢活化和修复作用。代谢活化和修复作用。 引发的种子活力增强、抗逆性强、耐低温、出苗快而齐、成苗率高。引发的种子

7、活力增强、抗逆性强、耐低温、出苗快而齐、成苗率高。 Lettuce 引发方法引发方法 渗调引发（渗调引发（Osmo-priming) 渗透调节（渗透调节（osmotic conditioning） 高渗溶液：聚乙二醇高渗溶液：聚乙二醇polyethylene glycol (PEG)；其他药剂（无机盐，甘油，等）；其他药剂（无机盐，甘油，等） （干湿交替处理或吸湿回干处理）（干湿交替处理或吸湿回干处理） 滚筒引发滚筒引发(Drum priming); 搅拌器引发搅拌器引发 固体基质引发固体基质引发(Solid matrix priming) 蛭石，砂，合成硅酸钙等，蛭石，砂，合成硅酸钙等， 加

8、水、加水、PEG溶液或无机盐溶液溶液或无机盐溶液 生物引发：生物引发：给种子接种有益微生物给种子接种有益微生物 种子引发滚筒种子引发滚筒 Tubes filled with polyethylene glycol solutions, together with seeds Seed PEG priming units Releasing seeds from the bottom Seed PEG priming units 种子生产种子生产（良种繁育）（良种繁育） 品种（品种（Variety, Cultivar）：）： 具有一定特异的性状或应用价值，适应一定自然生态区域和具有一定特异的性状

9、或应用价值，适应一定自然生态区域和 栽培条件，能满足人们某种需求的作物栽培条件，能满足人们某种需求的作物“人工群体人工群体”。 品种具有以下特点品种具有以下特点 特异性（特异性（Distinct）；一致性（）；一致性（Uniform）；稳定性（）；稳定性（Stable） 栽培品种的分类栽培品种的分类 纯系品种纯系品种（pure-line cultivar）是指生产上基因型纯合，遗传背景相同是指生产上基因型纯合，遗传背景相同 的作物品种群体。群体内个体基因型纯合，个体间基因型同质。的作物品种群体。群体内个体基因型纯合，个体间基因型同质。 水稻，小麦，大麦，大豆，花生以及许多蔬菜等自花授粉植物的常

10、规水稻，小麦，大麦，大豆，花生以及许多蔬菜等自花授粉植物的常规 品种。常异花授粉品种的常规品种。玉米自交系等。品种。常异花授粉品种的常规品种。玉米自交系等。 杂交种品种杂交种品种（hybrid cultivars）亦称杂交组合，在严格选择亲本和控）亦称杂交组合，在严格选择亲本和控 制授粉的条件下生产的各类杂交组合的制授粉的条件下生产的各类杂交组合的F1植株群体。个体基因型高度植株群体。个体基因型高度 杂合，群体基因型同质。杂合，群体基因型同质。 品种审定和推广品种审定和推广 区域试验：品种审定机构组织，将新培育品种有计划地区域试验：品种审定机构组织，将新培育品种有计划地 在有代表性的不同生态类

11、型地区，进行多年多点联合比在有代表性的不同生态类型地区，进行多年多点联合比 较试验，对品种的利用价值、适应范围和推广地区、适较试验，对品种的利用价值、适应范围和推广地区、适 宜的栽培技术作出全面的评价。宜的栽培技术作出全面的评价。 生产试验：将区试中生产试验：将区试中 表现优异的品种，在表现优异的品种，在 较大面积上，接近大较大面积上，接近大 田生产条件下进行的田生产条件下进行的 生产性试验鉴定。生产性试验鉴定。 区试和生产试验是品种推广的基础！区试和生产试验是品种推广的基础！ 区域试验要求：区域试验要求： 1 试验点的设置：分区设点试验点的设置：分区设点 代表性；合理分布。（试验站，原种场等

12、）代表性；合理分布。（试验站，原种场等） 2 确定参试品种和对照品种：确定参试品种和对照品种： 参试品种参试品种: 10-15个，不超过个，不超过20个（来源清楚，性状稳定，表现优异）个（来源清楚，性状稳定，表现优异） 对照品种对照品种:主栽品种主栽品种 3 试验年限：试验年限：2-3年年 表现突出的品种第二年同时进行生产试验，差者淘汰表现突出的品种第二年同时进行生产试验，差者淘汰 4 参试品种分组：参试品种分组： 高肥，低肥；早熟，晚熟；优质特用；水地，旱地高肥，低肥；早熟，晚熟；优质特用；水地，旱地 5 试验质量的控制：试验质量的控制： 土壤肥力控制；实验设计控制（完全随机区组设计，重复不

13、少于三次）土壤肥力控制；实验设计控制（完全随机区组设计，重复不少于三次） 操作技术控制；数理统计控制操作技术控制；数理统计控制 种子级别分类种子级别分类 我国种子类别：我国种子类别： （育种家种子（原原种）（育种家种子（原原种） Breeder seed ；）；） 原种（原种（Basic seed）：用育种家种子按技术规程繁殖的）：用育种家种子按技术规程繁殖的 第一代至第三代种子；或我国规定按原种生产规程生产的第一代至第三代种子；或我国规定按原种生产规程生产的 达到原种质量标准的种子。用于繁殖良种。达到原种质量标准的种子。用于繁殖良种。 良种（良种（Certified seed）：由原种繁殖的

14、达到良种质量标）：由原种繁殖的达到良种质量标 准的常规种子，以及达到良种标准的杂交准的常规种子，以及达到良种标准的杂交F1种子。用于大种子。用于大 田生产。田生产。 国外种子类别：国外种子类别： Breeder seed; Foundation seed; Registered seed; Certified seed 农作物种子质量标准农作物种子质量标准 GB-1996 作作 物物 类型类型级别级别纯度纯度净度净度发芽率发芽率水分水分 水水 稻稻 常规种常规种 原种原种99.9 98.085 13.0(籼籼) 14.5(粳粳) 良种良种98.0 不育系不育系 保持系保持系 恢复系恢复系 原种

15、原种99.9 98.08013.0 良种良种99.0 杂交种杂交种 一级一级98.0 98.08013.0 二级二级 96.0 作物作物 类型类型级别级别 纯度纯度净度净度发芽率发芽率 水分水分 小麦小麦 原种原种 99.9 98.08513 良种良种 99.0 大麦大麦 皮大麦皮大麦 裸大麦裸大麦 原种原种 99.9 98.08513.0 良种良种 99.0 黍子黍子 粟粟 糜子糜子 原种原种 99.8 98.08513.0 良种良种 98.0 作物作物 类型类型级别级别 纯度纯度净度净度发芽率发芽率 水分水分 玉米玉米 常规种常规种 原种原种 99.9 98.08513 良种良种 97.0

16、 自交系自交系 原种原种 99.9 98.08513.0 良种良种 99.0 单交种单交种 一级一级 98.0 98.08513.0 二级二级 96.0 双交双交 三交种三交种 一级一级 97.0 98.08513.0 二级二级 95.0 作物作物 类型类型 级别级别纯度纯度净度净度发芽率发芽率水分水分 棉花毛籽棉花毛籽 原种原种99.0 97.07012.0 良种良种95.0 棉花光籽棉花光籽 原种原种99.9 99.08012.0 良种良种95.0 品种混杂和退化是两个既相互联系又相互区别的概念。品种混杂和退化是两个既相互联系又相互区别的概念。 混杂混杂:是指在一个品种群体中混有各种异型株

17、（其他植物或品种的种是指在一个品种群体中混有各种异型株（其他植物或品种的种 子或植株），造成品种纯度降低的现象。子或植株），造成品种纯度降低的现象。 退化退化:表现为原有种性变劣，优良性状部分或全部丧失，生活力和产表现为原有种性变劣，优良性状部分或全部丧失，生活力和产 量下降，品质变劣，以致降低或丧失原品种在生产上的利用价值。量下降，品质变劣，以致降低或丧失原品种在生产上的利用价值。 品种混杂退化的实质：品种混杂退化的实质：某些因素打破了品种群体的遗传平衡，导致品某些因素打破了品种群体的遗传平衡，导致品 种纯度下降、性状变劣。种纯度下降、性状变劣。 品种的混杂退化品种的混杂退化 表现：典型性降

18、低；整齐度下降；抗逆性降低；产量下降表现：典型性降低；整齐度下降；抗逆性降低；产量下降 2生物学混杂生物学混杂 品种间或种间一定程度的品种间或种间一定程度的天然杂交天然杂交，产生一些杂合个体，在继续繁殖，产生一些杂合个体，在继续繁殖 时会产生许多重组类型，致使原品种的群体遗传结构发生变化，造成时会产生许多重组类型，致使原品种的群体遗传结构发生变化，造成 品种混杂退化。品种混杂退化。 生物学混杂在异花授粉类型的植物中最易发生，其影响会随世代的增生物学混杂在异花授粉类型的植物中最易发生，其影响会随世代的增 加而增大，因而一旦发生，混杂发展速度极快。加而增大，因而一旦发生，混杂发展速度极快。 1 1

19、机械混杂机械混杂 （1 1）种子生产过程中）种子生产过程中，包括从播种到收获、加工、运输、贮藏，或，包括从播种到收获、加工、运输、贮藏，或 是接穗的采集、种苗的生产、调运等，如果操作不严，常使繁育的品是接穗的采集、种苗的生产、调运等，如果操作不严，常使繁育的品 种内混入异品种、异作物或杂草，从而造成品种混杂。种内混入异品种、异作物或杂草，从而造成品种混杂。 （2 2）不合理的轮作和田间管理）不合理的轮作和田间管理，可使前茬植物或杂草种子自然脱落，可使前茬植物或杂草种子自然脱落 产生自生苗，或施用未腐熟的厩肥和堆肥中含有能发芽的种子，均可产生自生苗，或施用未腐熟的厩肥和堆肥中含有能发芽的种子，均

20、可 造成机械混杂。造成机械混杂。 自花授粉作物的混杂退化主要是由于这种人为的机械混杂造成的。自花授粉作物的混杂退化主要是由于这种人为的机械混杂造成的。 机械混杂还会进一步引起生物学混杂，因而机械混杂对异花授粉作物机械混杂还会进一步引起生物学混杂，因而机械混杂对异花授粉作物 造成的不良后果，常比自花授粉作物更为严重。造成的不良后果，常比自花授粉作物更为严重。 3残存（剩余）变异和自然突变残存（剩余）变异和自然突变 通常优良品种应该是一个纯系，但绝对的纯是没有的。自交代数不够，通常优良品种应该是一个纯系，但绝对的纯是没有的。自交代数不够， 基因型未完全纯合，会继续发生分离，使品种群体不整齐；若育种

21、者基因型未完全纯合，会继续发生分离，使品种群体不整齐；若育种者 把尚未完全稳定的品种过早推向生产，就会很快发生退化现象。把尚未完全稳定的品种过早推向生产，就会很快发生退化现象。 品种在繁殖过程中还会发生自然突变，且突变多数情况下是表现劣变。品种在繁殖过程中还会发生自然突变，且突变多数情况下是表现劣变。 自然突变的频率虽然很低，但会随着繁殖代数增多而使劣变性状不断自然突变的频率虽然很低，但会随着繁殖代数增多而使劣变性状不断 积累，导致品种退化。积累，导致品种退化。 4选择不当选择不当 5不良的环境条件和栽培技术不良的环境条件和栽培技术 品种防杂保纯措施品种防杂保纯措施 种子生产专业化；种子生产专

22、门基地；种子生产技术规程种子生产专业化；种子生产专门基地；种子生产技术规程 1严格种子繁育规则，防止机械混杂严格种子繁育规则，防止机械混杂 2严格隔离，防止生物学混杂严格隔离，防止生物学混杂 3去杂去劣，正确选择去杂去劣，正确选择 4选用或创造适合种性的生育条件选用或创造适合种性的生育条件 5用优质种苗定期更新生产用种用优质种苗定期更新生产用种 种子生产中的隔离：种子生产中的隔离： 空间隔离：空间隔离：要求在亲本繁殖和杂交制种区周围一定距离内，要求在亲本繁殖和杂交制种区周围一定距离内， 不种植非父本品种。有的作物如十字花科作物属间也应有不种植非父本品种。有的作物如十字花科作物属间也应有 一定的隔离。一定的隔离。 与传粉方式有关；受气象条件（风）影响与传粉方式有关；受气象条件（风）影响 自然屏障：自然屏障： 山岭、树木、果园、水库等山岭、树木、果园、水库等 风力传粉的作物风力传粉的作物昆虫传粉的作物。昆虫传粉的作物。 亲本繁殖区亲本繁殖区