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文档简介
1、第一章 园艺植物种子生物学和生理生化第一节 种子的形态与构造第二节 种子的化学成分 第三节 种子的形成与发育 第四节 种子的休眠 第五节 种子的萌发第六节 种子的活力与寿命复习思考题要求 了解园艺植物种子的形态构造、化学成分,种子形成发育的一般过程及其与种子质量的关系,种子寿命的影响因素; 掌握种子活力、种子寿命等概念,种子自由水、束缚水、临界水分、安全水分、平衡水分与种子贮藏和寿命的关系,种子休眠的原因及调控,种子萌发的过程及生态条件,种子衰老的原因及机理,种子活力、生活力及发芽力的相互关系。 难点 种子发育和成熟过程中的同化物质积累及成熟过程中的脱水作用。种子的形态与构造一、种子的一般形态
2、构造(一)种子的外部形态 (二)种子的基本构造 二、种子的植物学分类(一)根据胚乳有无分类(二)根据植物形态学分类种子的外部形态 同种不同品种的种子或同品种不同成熟度和贮藏条件的种子,外形上也可能有差异。 1. 形状 2. 色泽 3. 大小 4. 表面特征 形状 主要决定于基因型,常见的有圆球形(豌豆)、椭圆形(菜用大豆)、扁椭圆形(扁豆)、卵形(蕹菜)、扁卵形(西瓜)、扁圆形(马齿苋)、圆锥形(苦苣)、肾脏形(菜豆)、盾形(葱)、近似方形(豆薯)、臼齿形(甜玉米)、纺锤形(牛蒡)、披针形(黄瓜)、楔形(菊苣)、三棱形(守宫木)、元宝形(菱)等。 色泽 含有各种不同的色素,使种子外表呈现出不同
3、的色彩和斑纹,并能稳定遗传。 有些种子为纯色,有些在底色上嵌有各色花纹。有的种子颜色鲜艳,有的富有光泽,有的色泽暗淡。 这些颜色之分、深浅之别、纹理之差和光泽有无等色泽特征,可以作为鉴别园艺植物种和品种以及种子新鲜度的主要依据。 例如,菜豆种子的颜色有白、黑、褐、棕黄、红褐等单色,或呈花色斑纹,纯白色种子多是蔓生菜豆。茄子种子新鲜时表现黄褐色、有光泽,陈旧或采种不当时呈褐色或灰褐色。 大小 不同种间的种子大小差异悬殊,同种不同品种间种子大小的变异幅度也较大。 种子的大小通常用长、宽、厚或千粒重表示,长、宽、厚指标对种子加工清选有特殊意义,千粒重是生产实践中衡量种子品质的主要指标之一。 园艺植物
4、种子的大小、重量和分级,与商业部门的采购贮运,生产部门的种子处理、播种量计算、播种方法选择、幼苗生长速度、田间管理等密切相关,直接影响到园艺植物的产、供、销各个环节。 一般划分为大粒种子、较大粒种子、中粒种子、较小粒种子和小粒种子5个等级。大粒种子 平均每粒种子在1克以上者和平均每克种子在110粒者,如菜肴梨(150克/粒)、莲藕(1.3克/粒)、大子西瓜(10粒/克)等。较大粒种子 平均每克种子含有11150粒者,如番杏(10.9粒/克) 、甜瓜、芫荽(124.22粒/克)等。中粒种子 平均每克种子含有151400粒者,如甜椒(166.66粒/克) 、白菜、韭葱(400粒/克)等。较小粒种子
5、 平均每克种子含有4011000粒者,如樱桃番茄(555.55粒/克) 、茼蒿、莴苣(869.56粒/克)等。小粒种子 平均每克种子含有1000粒以上者,如芥菜(1680粒/克) 、芹菜、豆瓣菜(7363.77粒/克)等。表面特征 有些表面光滑,有些表面粗糙。 表面粗糙的种子,或是表面具有穴、沟、网纹、条纹、突起、棱脊等雕纹结构,或是表面具有翅、冠毛、刺、芒和毛等附着物。 例如,菜豆种子表面光滑,洋葱种子表面密布皱纹,苦瓜种子表面有浮雕状花纹,豆瓣菜种子表面具五角形网纹,冬寒菜种子表面具放射状棱,粉皮冬瓜种子边缘有棱状突起、脐侧有瘤、四周具翼,番茄种子表面被绒毛,黄瓜种子有一束刚毛等。 种子的
6、基本构造 由种皮、胚和胚乳3个部分组成。种皮 广义包括果皮。 是种子的外部保护组织,其层次的多少、结构的致密程度、细胞的形状及胞壁的加厚状况等,因物种类而有较大差异,直接或间接地影响种子的干燥、贮藏、加工、休眠、萌发、寿命等。 果皮果皮由子房壁发育而成,一般由外果皮、中果皮和内果皮3层组成。各种园艺植物3层果皮的形状和厚度不一样。 种皮种皮由珠被发育而成,外珠被发育成外种皮,内珠被发育成内种皮。外种皮质厚而强韧,内种皮多成薄膜状。 种皮上通常可以观察到种脐、脐条、内脐、发芽口等胚珠的遗迹,也是种子外观鉴定的重要特征。 种脐 是种子附着在胎座上与母体植株维管束相连的地方,为种子成熟后从珠柄上脱落
7、所留下的疤痕,简称脐。 种脐的颜色、形状、凹凸及存在部位等因园艺植物种类或品种不同而异。 颜色十分丰富,但通常与种皮不同,有的种子比种皮深,有的较种皮浅,但均暗淡无光。 形状有长、短、圆、尖、宽、窄等区别,如菜豆的种脐呈椭圆形,豇豆种脐呈楔形,蚕豆种脐为粗线状等。 根据凹凸状况,可将种子分为凸出种皮型(如豇豆)、与种皮相平型(如刀豆)和凹入种皮型(如菜豆)3类。 种脐的位置,有位于种子尖端(如白菜)、位于种子侧面(如菜豆)和位于种子基部(如牛蒡)3种情况。 脐条 是倒生或半倒生胚珠从珠柄通到合点的维管束遗迹,为珠被和珠柄的愈合在种皮上留下的脊状突起,又称种脊、种脉或缝线。 脐条的有无、长短决定
8、于形成种子的胚珠类型,由倒生胚珠形成的种子脐条较长(如黄瓜),由半倒生胚珠形成的种子脐条较短(如菜豆),而由直生胚珠形成的种子没有脐条(如板栗)。 内脐 是胚珠时期合点的遗迹,为脐条的终点部位,通常在种皮上稍呈疣状突起。 豌豆等种子的内脐比较明显。 发芽口 是胚珠时期珠孔的遗迹,是种子萌发时水分的入口和胚根的出口,又称种孔或发芽孔。 菜豆、豇豆等种子的发芽口非常明显。 发芽口的位置决定于形成种子的胚珠类型,由倒生胚珠形成的种子发芽口与种脐位于同一部位,由半倒生胚珠形成的种子发芽口位于种脐靠近胚根的一端,由直生胚珠形成的种子发芽口位于种脐相反的一端。 胚 是由受精卵发育而成的幼小植物体,是新植物
9、的原始体,为种子最主要的部分。 每粒种子通常只有1个胚,但柑橘属和仙人掌属等植物中也有1粒种子具2个或2个以上胚的多胚现象。 胚的组成 一般由胚芽、胚轴、胚根和子叶4部分组成。 胚的形状 依其在种子内存在的形态,可以分为直立型、弯曲型、螺旋型、环型、折叠型和偏左型6种类型。 胚芽 是未发育的植株地上部分,是叶、茎的原始体,位于胚轴的上端(子叶着生点以上部分),顶部为茎的生长点,又称上胚轴或幼芽。 在各种园艺植物成熟种子萌发前,胚芽的分化程度是不同的,有的在生长点基部已形成1片或数片初生叶,有的仅仅是一团分生细胞。 禾本科植物的胚芽由35片胚叶所组成,最外部的1片胚叶呈圆筒状,称为胚芽鞘。 胚轴
10、 是连接胚芽和胚根的过渡部分,位于子叶着生点和胚根之间,又称胚茎或下胚轴。 胚轴在种子萌发时伸长的程度决定了幼苗子叶是否出土。 萌发后胚轴明显伸长者,将子叶顶出土面,如黄瓜、番茄等;萌发后胚轴伸长不明显者,致使子叶留存土中,如蚕豆、豌豆等。 胚根 是植物未发育的初生根,位于胚轴的下端,有1条或多条,又称幼根。 在胚根中可以区分出根的初生组织与根冠部分;根尖有分生细胞,萌发时迅速分裂、分化和生长,产生根部的次生组织。 禾本科植物的胚根外包被着一层薄壁组织,称为根鞘,当种子萌发时,胚根突破根鞘而伸入土中。 子叶 是胚的幼叶,其数目和功能因园艺植物种类而异。 单子叶植物具1片子叶,双子叶植物有2片子
11、叶,裸子植物为2片至数片。 主要功能是贮藏营养物质,供种子萌发利用;双子叶植物种子的胚芽着生于2片子叶之间,子叶起保护作用;出土的绿色子叶也是幼苗最初的同化器官;禾本科植物种子的子叶(盾片)具有特殊的生理功能,在种子萌发时分泌水解酶,使胚乳中贮藏的养分迅速分解为简单的可溶性物质,并吸收转运供胚利用,起传递养分的桥梁作用。 直立型 胚轴、胚根和子叶与种子纵轴平行,也叫正直形,如葫芦科、菊科、大戟科和柿树科等植物。弯曲型 胚根和胚芽弯曲呈钩状或镰刀状,如豆科和十字花科等植物。螺旋型 子叶与胚盘卷呈螺旋形,也叫涡形,如茄科植物。环型 胚细长,沿种皮内层绕一周呈环状,胚根与子叶几乎相接,如藜科和苋科等
12、植物。折叠型 子叶发达,折叠数层,充满于种皮内部,如锦葵科等植物。偏左型 胚较小,位于胚乳的侧面或背面的基部,如禾本科等植物。 胚乳 是种子贮藏营养物质的主要器官组织。 胚根据来源分为2种。由胚囊中的受精极核细胞发育而成的贮藏组织称为内胚乳(常称作胚乳),由胚囊外的珠心层细胞直接发育而成的贮藏组织称为外胚乳。 绝大多数种子的胚乳为固体,极少数种子的胚乳呈液体状态(如椰子)。 有些种子的胚乳位于胚的周围(如胡萝卜),有些位于胚的基部中央(如银杏),有的位于胚的中央(如甜菜),有的位于胚的侧上方(如甜玉米),还有的与胚相互镶嵌(如番茄)。 在种子发育成熟时,许多植物的胚乳被胚吸收利用而消耗殆尽,或
13、仅留下1层薄膜,或仅存部分残余;有些植物根本就不产生胚乳,因而成为无胚乳种子。无胚乳种子的营养物质贮藏在胚的组织内,尤以子叶内最多。 根据胚乳有无分类1.有胚乳种子 具有较发达的胚乳组织,根据发达程度和来源,又分3类: 内胚乳发达,如禾本科、大戟科、蓼科、茄科、伞形花科等和百合科等绝大多数植物; 内胚乳和外胚乳同时存在,如蘘荷科、胡椒科和睡莲科等极少数植物; 外胚乳发达,如藜科、苋科和石竹科等少数植物。2.无胚乳种子 子叶发达,有胚乳遗迹或不产生胚乳,如十字花科、豆科、葫芦科、蔷薇科、锦葵科、菊科、兰科和菱科等植物。 根据植物形态学分类1. 包括果实及外部附属物类 2. 包括果实全部类 3.
14、包括种子及内果皮类 4. 包括种子全部类 5. 包括已脱去种皮外层的种子类 包括果实及外部附属物类 藜科:坚果,外部附着花被及苞叶等,如菠菜等。 蓼科:瘦果,花萼宿存果实基部,如食用大黄等。 包括果实全部类禾本科:颖果,如甜玉米等。棕榈科:核果,如椰子等。蔷薇科:瘦果,如草莓等。豆科:荚果,如金花菜等。荨麻科:瘦果,如冷水花等。山毛榉科:坚果,如板栗等。伞形科:分果,如胡萝卜等。菊科:瘦果,如菊芋等。睡莲科:坚果,如莲藕等。包括种子及内果皮类蔷薇科:如苹果等。桑科:如桑等。杨梅科:如杨梅等。胡桃科:如山核桃等。鼠李科:如枣等。五加科:如常春藤等。包括种子全部类石蒜科:如洋葱等。 樟科:如鳄梨等
15、。山茶科:如野茶树等。 椴树科:如椴树等。锦葵科:如黄秋葵等。 葫芦科:如甜瓜等。番木瓜科:如番木瓜等。 十字花科:如萝卜等。苋科:如苋菜等。 蔷薇科:如苹果等。豆科:如豆薯等。 芸香科:如柠檬等。无患子科:如荔枝等。 漆树科:如芒果等。大戟科:如木薯等。 葡萄科:如葡萄等。柿科:如柿树等。 旋花科:如甘薯等。茄科:如辣椒等。 胡麻科:如芝麻等。茜草科:如栀子等。 松科:如雪松等。包括已脱去种皮外层的种子类银杏科:银杏。苏铁科:如苏铁等。种子的化学成分一、种子的主要化学成分及其分布二、种子水分三、种子的营养成分四、种子的生理活性物质五、种子的其他化学成分六、种子化学成分的影响因素种子的主要化学
16、成分 包括种子水分、种子营养成分、种子生理活性物质和其他种子化学成分4类物质。 化学成分受遗传基因控制,含量存在种间、变种间和品种间的差异,种子发育和成熟过程中的气候、土壤及栽培条件等也会引起含量的变化。 但正常情况下,同一品种的变动幅度较小,并能通过育种控制部分园艺植物种子的化学成分。 根据主要营养成分的含量,可分为蛋白质种子、粉质种子和油质种子3大类。 种子化学成分的分布 不同类型种子的胚、胚乳和种皮3个组成部分所占比例差异很大,同一种子的各个部分所含化学成分的种类和数量也不相同,这就决定了各种种子及各个组成部分的生理机能、营养价值、利用价值和耐贮性等的差别。 胚中含有较多的蛋白质、脂肪、
17、可溶性糖、维生素和矿物质,不含或含极少量淀粉,营养价值高,但易生虫、发霉、酸败,不耐贮藏。 胚乳含有几乎全部淀粉和大部分蛋白质,脂肪、可溶性糖和维生素的含量低,营养价值不高、耐贮藏。 种皮为无内含物的空细胞壁,纤维素和矿物质的含量很高。种子水分(一)种子中水分存在的状态 (二)种子的临界水分和安全水分 1. 临界水分 2. 安全水分 (三)种子的平衡水分及其影响因素 1. 平衡水分的概念 2. 平衡水分的影响因素 种子中水分存在的状态 园艺植物种子的物理性质和生理生化变化都与水分的状态和含量有密切关系。 种子内水分通常以游离水(自由水)和结合水(束缚水)2种状态存在。 如准备较长时间贮藏种子,
18、应适当减少种子中游离水的含量和防止游离水含量的上下波动。 游离水和结合水 游离水具水的一般性质,可作溶剂,0结冰,自然条件下容易从种子中蒸发出来,能够引起种子旺盛的生命活动。 结合水以化学键的形式与种子中的亲水胶体(蛋白质、碳水化合物和磷脂等)牢固地结合在一起,不具水的一般性质,不能作溶剂,0不结冰,自然条件下不易从种子中蒸发出来,只有在强烈日光或人工加温、加压下才会蒸发,不易引起种子的旺盛生命活动。 游离水和结合水的变化影响 种子内两者的比例随着所处外部条件而变化,其生化反应的强度和性质也发生相应改变。 当种子水分减少至游离水完全失去、只存在束缚水时,水解酶钝化,进而影响其他酶系统,导致种子
19、新陈代谢降低至极微弱的状态,有利于种子安全贮藏。 当种子内出现游离水时,酶系统开始活化,并在一定条件(温度等)下随着游离水的增加,种子的生命活动加强,呼吸强度增大,代谢旺盛,病虫滋生,耐贮性降低。 当种子水分超过40%60%时,就会致使种子萌发。 临界水分 种子的结合水达到饱和、无游离水存在时的水分含量,称为临界水分。 因园艺植物种类而不同,是种子贮藏安全的转折点,是种子贮藏管理的关键指标。 一般,种子水分大于临界水分时,种子就不耐贮藏,种子活力和生活力很快降低和丧失; 小于临界水分时,种子可以安全贮藏; 但过低,将使细胞膜的结构破坏,加速种子衰败。 安全水分 临界水分以下的能够保持种子生命力
20、的种子水分含量区间,称为安全水分。 即种子安全贮藏的水分含量,因园艺植物种类而不同,主要取决于种子的含油率,含油率愈高,临界水分愈低。 例如,花椰菜种子的安全水分为7%9%,冬瓜为8%9%,白菜为7%11%,番茄为7%12%,蚕豆为12%13%。 也受温度等影响,各地掌握的标准不同,安全水分越低,越有利于种子贮藏,但降低水分所花费人力和物力也越多,故应根据地区和季节等确定适宜安全水分。 一般南方地区温暖潮湿,种子容易丧失生命力,宜采用相对较低的安全水分指标;而北方地区低温干燥,种子不易丧失生命力,可采用相对较高的安全水分指标。 平衡水分的概念 种子是胶体,内部密布毛细管。 通过种子表面将环境中
21、的水分吸附到毛细管内表面上,随着作用加强,毛细管中的游离水越来越多。 同时,也通过种子表面将水分解吸散发到环境中去,先是游离水的散失,随着作用加强,胶体结合水也会一定程度蒸发。 种子水分随着吸附及解吸过程而变化,当吸附过程占优势时,种子水分增加;当解吸过程占优势时,种子水分减少。 在恒定温度和湿度条件下,经过一定时间,吸附作用与解吸作用逐渐达到平衡,种子水分基本上稳定不变,保持在一定的含量水平。 种子的吸附作用与解吸作用以同等速率进行时的水分含量,称为种子在该特定条件下的平衡水分,此时的空气相对湿度称为平衡相对湿度。 种子的平衡水分为动态的平衡。 平衡水分的影响因素 园艺植物种子的平衡水分因种
22、类、品种及环境条件的不同而有显著的差异。 湿度 温度 种子化学成分的亲水性 种子的部位与结构特性 湿度 园艺植物的种子水分随空气相对湿度改变而变化,在相对湿度较高的情况下,要特别注意种子的吸湿返潮问题。 在一定温度条件下,随着空气相对湿度的提高,水汽浓度增大,水汽压力增大,水分子容易进入种子,种子的平衡水分也相应提高,并与湿度呈正相关。 在空气相对湿度较低时,平衡水分随湿度提高而缓慢地增长; 在相对湿度较高时,平衡水分随湿度提高而急剧增长。温度 园艺植物的种子水分也在一定程度上随温度改变而变化,但温度的影响远比湿度的影响小。 在一定空气相对湿度条件下,随着气温的升高,空气的饱和持水量提高,空气
23、相对湿度减小,有利于种子中的水分蒸发散失,种子的平衡水分也相应降低,并与温度呈负相关。 在一定范围内,温度每升高10,每千克空气中达到饱和的水汽量约增加1倍(表1-1)。表1-1 温度和空气中饱和水汽含量的关系 温度() 每千克干空气中饱和状态的水汽(g) 03.8107.62014.83026.4种子化学成分的亲水性 水分吸附及解吸能力的差异,决定于种子化学成分的分子组成中含有亲水基的种类和数量。 蛋白质分子中含有大量的羟基(-OH)、醛基(-CHO)、巯基(-SH)、氨基(-NH2)及羧基(-COOH)等亲水基,亲水性强: 淀粉等糖类分子中也含有较多亲水基,但不含巯基和氨基等,亲水性次之;
24、 脂肪分子中不含亲水基,表现疏水性。 在相同的温、湿度条件下,一般蛋白质种子的平衡水分高于粉质种子,粉质种子的平衡水分高于油质种子。 种子的部位与结构特性 部位不同,其亲水基的含量存在明显差异。 胚中有较多的亲水基,更容易吸收水分和保持水分,平衡水分较高,超过种子的其他部位。 种子结构特性的差异,也会造成种子平衡水分的不同。 例如,种子表面粗糙和破损、内部结构致密、毛细管多而细的种子,由于其与水汽分子接触的表面积比较大等,致使其平衡水分较高。 种子的营养成分 糖类和脂肪是种子生命活动的能源,即呼吸作用的基质;蛋白质是种子生命活动的基质,主要用于合成幼苗的原生质和细胞核,在糖类或脂肪缺乏时也可以
25、转化为呼吸基质。 (一)糖类 (二)脂类 (三)蛋白质 糖类 提供生长发育所必需的养分和能量。含量因物种而异,总量占种子干物质的25%70%。 1. 可溶性糖 2. 不溶性糖 可溶性糖 生理状态不同,所含可溶性糖的种类和含量有明显差异,可在一定程度上反映种子的生理状况。 未熟种子的可溶性糖含量较高,单糖较多; 随着种子的逐渐成熟,可溶性糖含量相应降低,单糖转化为双糖等形式; 充分成熟种子的可溶性糖含量较少,主要以蔗糖形式存在; 萌动种子的可溶性糖含量较高,除蔗糖外还有单糖、麦芽糖等。不溶性糖(淀粉) 以直链淀粉和支链淀粉2种形式广泛存在于种子中,但物种间的差异很大。 直链淀粉的分子量较小,遇碘
26、呈现蓝色反应,可以被-淀粉酶完全水解; 支链淀粉分子量较大,为直链淀粉的若干倍,遇碘呈现紫红色反应,只有约50%可被-淀粉酶完全水解。 种子发芽时,淀粉水解为单糖(葡萄糖)和双糖(麦芽糖),供生长发育利用。不溶性糖(纤维素和半纤维素 ) 是构成细胞壁的主要成分,与木质素、果胶、矿物质及其他物质结合在一起,成为种皮和果皮的重要组成部分。 纤维素虽然能够被纤维素酶水解,但通常不易被种子吸收利用。 半纤维素能被半纤维素酶水解,可作为贮藏物质在发芽时供种子吸收利用;具有亲水性能,对种子保水和休眠也起着重要作用。脂类 凡水解后能产生脂肪酸的物质称为脂类,特点是难溶于水。 主要包括2大类, 脂肪以贮藏物质
27、的状态存在于园艺植物种子细胞中, 磷脂是构成园艺植物种子细胞原生质的必要成分。 脂肪 普遍存在于种子中,其贮藏的能量几乎比相同重量的糖或蛋白质高1倍。 固体脂肪中含大量的饱和脂肪酸,液态脂肪中含大量的不饱和脂肪酸,种子以不饱和脂肪酸为主。 脂肪的性质常用酸价和碘价表示。 由于水解和氧化作用,导致脂肪变质败坏,形成醛、酮、酸和产生异味的现象称为脂肪酸败。 种子贮藏中,应防止脂肪酸败,以免对种子质量造成严重影响。酸价和碘价 酸价是指中和1g脂肪中全部游离脂肪酸所需的氢氧化钾毫克数,为游离脂肪酸含量的指标。 碘价是指与100g脂肪结合所需碘的克数,为脂肪酸不饱和程度的指标。 脂肪的酸价低、碘价高,表
28、明品质好。 种子成熟过程中,酸价降低,碘价升高,种子完熟时达到极限; 种子贮藏、萌发过程中,酸价升高、碘价降低。贮藏中随着酸价的升高,种子的活力降低。不合理的贮藏 湿度较高等贮藏情况下,脂肪酶促使种子中的脂肪分解而产生游离脂肪酸,酸价提高,酸度增加,品质恶化,脂溶性维生素破坏,种子生活力下降。 不饱和脂肪酸的含量愈高,脂肪愈容易氧化。种皮破损以及光线和空气充足、温暖湿润等贮藏条件下,会加速种子脂肪的氧化进程,造成种子生活力降低。磷脂 种子中通常存在卵磷脂和脑磷脂2种磷脂,分别为磷酸与胆碱、氨基乙醇(或丝氨酸)结合形成。 磷脂是细胞膜的重要成分,具一定亲水性,对限制细胞和种子的透性、维持细胞的正
29、常功能起着重要作用,并具有良好的阻碍氧化作用,有利于种子生活力的保持。 种子中磷脂的含量较高,但种间的差异较大,如豇豆种子含量为1.00%,菜用大豆可达1.95%。 蛋白质 是细胞原生质的主要成分。 种子中大部分为简单蛋白质,缺乏代谢活性,但贮藏营养价值很高,主要以糊粉粒或蛋白体的状态存在于种子细胞内,种子萌发时分解,分离的氨基酸被运输到生长部位,供幼苗生长所需。 种子中代谢活性强的主要是脂蛋白和核蛋白等复合蛋白质,虽然含量极少,但对种子萌发及发育很重要。 种子的营养价值主要决定于种子中蛋白质的含量、构成蛋白质的氨基酸尤其是人体必需氨基酸的比率及种子蛋白质能被消化和吸收的程度。蛋白质含量高、氨
30、基酸组成比例好、可消化程度高的种子,营养价值高。品质育种中,应注意提高种子的清蛋白和球蛋白等优质蛋白的含量。 复合蛋白质作用 蛋白酶对种子养分的水解、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1种巨型球状分子,在蛋白质合成和染色体、基因及种子本身的结构与功能中起着决定性的作用。种子的生理活性物质 种子中具有调节种子生理状态和生化变化作用的化学物质称为生理活性物质。 其在种子中的含量虽然很少,但却与种子生命活动密切相关。 (一)酶 (二)维生素 (三)激素酶 是指由活细胞产生的具有催化活性和高度专一性的特殊蛋白质。 种子中的各种代谢反应都需要特殊的酶参加催化。 在酶
31、的作用下进行化学变化的物质称为底物,有酶催化的化学反应称为酶促反应。 有些酶还含有金属离子(如铜、铁、镁)或由维生素衍生的有机化合物等非蛋白组分(辅酶或辅基)。 1. 种类 2. 变化酶的种类 根据酶催化的反应类型,可以分为6大类。 促进氧化还原反应的氧化还原酶类(如氧化酶等) 促进不同底物之间基团(氨基、羧基、磷酸基和甲基等)或原子交换或转移的转移酶类(如转氨酶等) 促进底物在有水的条件下分解的水解酶类(如蛋白水解酶等) 促进在底物分子双键上添加基团或脱除基团的裂解酶类(如脱羧酶等) 促进底物分子内部排列改变(同分异构体互相转化)的异构酶类(如变位酶等) 促进2个底物在三磷酸腺苷(ATP,腺
32、嘌呤核苷三磷酸)参与下结合的合成(连接)酶类(如谷氨酰胺合成酶等)酶的变化 一般地,在种子的发育成熟过程中,各种酶的活性很强,种子内的生理生化作用旺盛进行; 随着种子成熟度的提高和含水量的降低,活性降低甚至失去,先是水解酶起主导作用,后由合成酶起主要作用; 至种子充分成熟,种子内的代谢强度很低; 种子贮藏期间,主要为氧化还原酶起作用; 种子萌发时,随着水解酶等的活化和合成,代谢活动又趋于旺盛。 不合理的贮藏条件,将导致水解酶、氧化还原酶等活性的增强,种子耐贮性降低,质量劣变。 成熟不充分和发过芽的种子中存在多种具活性的酶,不仅耐藏性差,而且严重影响其加工品质。维生素 是指维持生物正常生命过程所
33、必需的有机物质。 种子中包括维生素E等脂溶性维生素和B族维生素、维生素C等水溶性维生素2大类。 不含维生素A,但含有维生素A原胡萝卜素。 种子具有合成维生素的能力,种子萌发过程中可以大量形成原先一般不存在的维生素C。 主要功能是通过作为辅酶的成分调节种子的生理代谢。即维生素的生理作用与酶有密切关系,许多酶由维生素和酶蛋白结合而成,缺乏维生素时,种子内酶的形成就受到影响。维生素功能 维生素E对防止脂类的氧化有显著作用,有利于种子生活力的保持。 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B1可以促进胚根生长,与维生素B6同时存在时的效果更显著。 维生素C和生物素与种子呼吸过程
34、有关,还参与种子的萌发。激素 是指对植物的生理过程起促进或抑制作用的物质,又称为植物生长调节物质。 可以促进园艺植物种子和果实的生长、发育、成熟、贮藏物质积累、种子萌发(或抑制)及幼苗生长等。 园艺植物自身能够产生各种激素,但量很少,并在成熟过程中都表现为先增高后降低的趋势,呈单峰或双峰曲线。 1. 生长素 2. 赤霉素 3. 细胞分裂素 4. 脱落酸 5. 乙烯激素变化趋势 在种子发芽过程中,萌发促进物质的含量在一定时期内迅速显著增加; 但衰老种子中的赤霉素、细胞分裂素等萌发促进物质的含量降低甚至完全丧失,萌发抑制物质脱落酸的含量则可能因种子衰老而增多。生长素 可以促进园艺植物细胞伸长、果实
35、发育、不定根形成、新器官生长和组织分化等。 吲哚乙酸(IAA)是最重要的天然存在的植物生长素,萘乙酸(NAA)、吲哚丁酸(IBA)等为类生长素。 种子中的吲哚乙酸由色氨酸合成,萌发前含量极低,一般以结合态形式储藏,萌发时水解为游离态并具活性,促进萌发种子的生长,但其与种子休眠的解除并不存在一定关系。 利用外源生长素处理园艺植物种子,可以提高发芽率,促进幼苗幼根旺盛发育。 赤霉素 种类数十种,各种赤霉素活性不同,赤霉酸(GA3)的活性最强。 可在园艺植物的未成熟种子、顶芽和根等器官中合成。植物各部分的赤霉素含量不同,未成熟种子的含量最丰富。 在种子发育的早期,绝大部分赤霉素具有生理活性;至种子成
36、熟时,转为钝化或进行分解代谢;在种子萌发过程中,贮藏于种子中的结合态赤霉素转化为活性状态。 可以促进种子发育、打破种子休眠、促进种子萌发和萌发后的幼苗生长;可以提高坐果率,促进果实生长,延缓果实衰老;可以激活种子中的多种水解酶,促进淀粉酶、蛋白酶、-葡聚糖酶等新酶合成,提高生长素的含量。 利用外源赤霉素处理园艺植物种子,可以打破休眠,促进萌发,促进幼苗茎叶生长。 细胞分裂素 包括玉米素(ZT),6-糠氨基嘌呤(KT),6-呋喃氨基嘌呤(激动素)和6-苄基腺嘌呤(6-BA)等。 主要在根中合成,通过木质部运转到地上部,果实或种子本身也可能合成。种子发育时细胞分裂素明显增加,尤其在种子组织迅速生长
37、时增加更快,以后又随着种子成熟而降低。 能够促进细胞分裂、诱导芽的形成并促进其生长,具有抵消脱落酸等抑制物质的作用。 利用外源细胞分裂素处理园艺植物种子,可以打破休眠,促进萌发。 脱落酸 可以在叶片、果实及种子等许多部位形成,并在植物体内快速再分配。脱落酸的含量在种子发育过程中增高,在种子成熟脱水过程中迅速降低。 能够抑制脱氧核糖核酸和蛋白质的合成,抑制细胞的分裂与伸长,刺激乙烯的产生,促进果实成熟,促使块茎形成,促进和维持芽与种子休眠,促使种胚正常发育成熟,抑制过早萌发等。 含量的高低,不一定是种子休眠的直接原因。 利用外源脱落酸处理园艺植物,可以延长繁殖材料的休眠期,加速贮藏营养的形成和积
38、累。 乙烯 主要在成熟果实内生成。 能够促进果实成熟,促进呼吸,打破休眠,促进种子萌发等。 利用外源乙烯处理园艺植物,可以促进果实成熟,调控种子休眠和萌发。高浓度的乙烯处理会抑制种子的萌发。 种子的其他化学成分(一)色素 1. 叶绿素 2. 类胡萝卜素 3. 花青素 (二)矿物质色素 种子的色泽不仅是品种特征的重要标志,而且能够反映种子的成熟度和品质状况,是品种及品质差异的明显指标。 种子的色泽与果皮或种皮、糊粉层、胚乳或子叶的颜色有关,由其中所含色素决定。 在光照不足、严重冻害、发热霉变、高温损害及贮藏时间较长等情况下,种子的颜色也会发生改变。 叶绿素 为绿色色素。 繁殖材料主要存在于果皮及
39、种皮等部位,成熟期间具有进行光合作用的功能,并随种子成熟而逐渐消失, 但在蚕豆和菜用大豆等少数种类或品种成熟种子的种皮或子叶中仍大量存在。 类胡萝卜素 为不溶于水的黄色色素,溶于脂肪和脂肪溶剂,又称为脂色素。 类胡萝卜素主要包括胡萝卜素和叶黄素, 胡萝卜素呈橙黄色,叶黄素呈黄色。 一些豆科、禾本科等园艺植物种子中含有该类色素。 花青素 水溶性的色素,可以随着细胞液的酸碱度改变颜色。 细胞液酸性时呈偏红色, 中性时显紫色, 碱性时呈偏蓝色。 主要存在于豆科等园艺植物的种皮或果皮中,使种皮呈显各种颜色或斑纹。 矿物质 种子中含有磷、钾、钠、钙、镁、铁、锰、铜、硫、氯、硅等30多种矿质元素,是种子萌
40、发和幼苗生长、种子正常生理功能维持所必需的成分。大多与有机物结合存在,随着萌发而转变为无机态,参与各种生理活动,转化成新组织的成分。 各元素在种子中的含量差异很大,以磷的含量最高。一般元素含量的高低与纤维素、半纤维素的含量相对应。豆类种子的矿物质含量较高,菜用大豆种子的灰分高达5%。各种矿物质在种子中的分布部位也不相同,胚及种皮(包括果皮)的灰分率高于胚乳数倍。 磷是细胞膜的组分,且与核酸及能量代谢有密切关系;镁盐和铁盐与萌发幼苗的叶绿素形成等有关。 种子化学成分的影响因素(内因) 主要包括植物的遗传性、种子的成熟度和饱满度等。 种子的化学成分受遗传基因控制,遗传性的不同,导致各个物种、变种和
41、品种之间的化学成分种类及含量存在很大差异。 种子的成熟度愈高,其贮藏蛋白及支链淀粉的含量也愈高,食用品质也愈好; 种子愈饱满,其种皮所占的比例愈小,出粉率、出油率愈高。 种子化学成分的影响因素(外因) 种子发育和成熟过程中的气候、土壤及栽培管理措施等环境条件,是影响其化学成分的主要外因。不同地区、不同年份的相同物种或品种的化学成分,存在明显差异。 湿度对粉质种子和蛋白质种子的影响较大。种子成熟期干燥缺水时,同化物质等的生产和运输受到影响,水解酶活性增强,贮藏物质积累受阻,合成过程被抑制,可溶性糖不易转变为淀粉,但蛋白质积累所受阻碍较小,种子中蛋白质的相对含量较高。 温度对油质种子的影响较大。在
42、种子成熟过程中,适当的低温有利于油脂的积累,较低温度且昼夜温差大时,有利于不饱和脂肪酸的形成;相反则有利于饱和脂肪酸的形成。 氮是蛋白质的组分之一,氮肥能够提高种子蛋白质的含量;氮肥过多,使得大部分糖类与氮化合物结合成蛋白质,糖类减少影响脂肪合成,导致种子中脂肪含量下降。钾肥可以加速糖类向种子或块根、块茎等贮藏器官运输和转化,增加淀粉的含量,也有利于脂肪的积累。脂肪的形成过程需要磷的参与,磷肥对脂肪形成具有良好作用。 种子的形成与发育 种子形成的主要决定因素是基因型,但在双受精、种子发育和成熟过程中,环境条件直接影响种子的产量和品质。 一、园艺植物的开花与传粉受精 二、园艺植物种子的发育过程
43、三、园艺植物种子的成熟园艺植物的开花与传粉受精(一)开花 (二)传粉(三)受精 1. 花粉粒的萌发和花粉管的伸长 2. 双受精过程 (四)外界环境条件对受精的影响开花 园艺植物雄蕊中的花粉和雌蕊中的胚囊达到成熟的时期,或是二者之一已经成熟,露出雌蕊和雄蕊的现象。 雄蕊成熟时,花药裂开,花粉外露;雌蕊成熟时,柱头分泌糖液及维生素等物质,供应并促进花粉萌发。 各种园艺植物的开花年龄、开花季节和花期长短等很不一致,与其原产地的生活条件有关,是其长期适应环境的结果,主要由其遗传特性所决定,也受光照、温度和湿度等生育条件影响。 研究和掌握园艺植物的开花期、开花时间等开花规律,有利于采取相应的栽培和育种措
44、施,提高产量和品质,培育新品种。开花习性 一二年生植物生长几个月就能开花,一生中仅开花1次;多年生植物达开花年龄后每年定期开花,延续多年。 四季均有园艺植物开花,但多数都集中在春季开花。 不同园艺植物的开花期差异明显,有的花期仅几天,如桃、李、杏等;有的可持续1至几个月,如腊梅、番茄、番木瓜等;也有的几乎终年开花,如柠檬、桉树等。 开花一般都有一定的昼夜周期性,大多数在白天的不同时间开花,如睡莲8:00开花,半枝莲10:00开放,万寿菊15:00绽放等;而夜来香、昙花等则夜间开花。 各种园艺植物每朵花的开花时间也有长短不同,如南瓜、西瓜等在清晨开始开放,中午闭合;睡莲、郁金香等白天盛开,夜里闭
45、合。 传粉 是指雄蕊花药中的成熟花粉粒传送到雌蕊柱头上的过程,也称为授粉。 有自花传粉和异花传粉2种形式。 自花传粉 狭义是指成熟的花粉粒传到同一朵花的雌蕊柱头上的过程, 广义还包括同株异花间的传粉及同一品种不同植株之间的传粉,如豆类、番茄、柑橘、桃等园艺植物。 典型方式为闭花传粉,如豌豆等植株,不待花蕾张开就已完成传粉作用。 异花传粉 是指一朵花的花粉粒传到另一朵花的柱头上的过程,或指不同植株间的传粉和不同品种间的传粉,如苹果、梨、南瓜、菠菜等园艺植物。 增强了后代的遗传变异能力和对环境的适应能力,但必须具备单性花、雌雄蕊异熟、雌雄蕊异长和自花不孕(不亲和)等性状,依靠风力、昆虫等外力实现。
46、异花传粉类型 单性花的园艺植物必然需要异花传粉,如雌雄同株的瓜类、甜玉米、胡桃等和雌雄异株的菠菜、石刁柏、杨梅、桑、柳等。 雌雄蕊异熟是指每株植物或每朵花上的雌蕊和雄蕊的成熟时间不一致的现象,如雄花序比雌花序先成熟的甜玉米,雄蕊先熟的梨、洋葱和雌蕊先熟的柑橘、甘蓝等。 雌雄蕊异长是指两性花中的雌蕊和雄蕊的长度不同的现象,如白菜、樱草等。 自花不孕(不亲和)是指花粉落到同一朵花或同一植株上不能结实的现象,如甘蓝、某些兰科植物等。主要传粉媒介 是风和昆虫,据此将花分为2类。 风媒花一般花被很小或退化,颜色不鲜艳;无香味和蜜腺;花粉细长;产生的花粉粒较多,小而轻,光滑;柱头大、长,如石刁柏、甜玉米、
47、板栗等。 虫媒花一般花冠大而显著,有鲜艳的花被、特殊的气味和蜜腺;花粉粒较大,外壁粗糙易粘附;花粉粒含有丰富的蛋白质、糖等营养物质,如白菜、瓜类、柑橘等。受精 雌性细胞(卵细胞)和雄性细胞(精细胞)互相融合的过程。花粉粒的萌发和花粉管的伸长 花粉粒的萌发:成熟花粉粒传送到柱头上后,其内壁穿过外壁上的萌发孔,向外突出形成花粉管。 花粉粒能否在柱头上正常萌发,需要适宜的环境条件以及花粉粒与柱头间的相互识别或选择。 经过相互识别或选择,亲和的花粉粒开始在柱头上吸收水分,呼吸作用迅速增强,蛋白质的合成显著增加,细胞内部的物质增多,使花粉粒内部的压力增大,内壁从萌发孔处逐渐向外突出形成花粉管。 花粉管的
48、伸长:在角质酶、果胶酶等作用下,花粉管穿过柱头角质层和胞内层,经由细胞间隙或穿过柱头,沿着花柱伸向子房。 花粉管在花柱中向前生长时,除消耗自身贮藏物质外,还大量吸取花柱中的营养物质。速度和变化 花粉粒萌发和花粉管伸长的速度因园艺植物种类、环境条件等而异,花柱短的比花柱长的所需时间短,不正常的高温和低温都对花粉粒的萌发和花粉管的伸长不利。 花粉粒萌发和花粉管伸长时,花粉粒的营养细胞(花粉管核)和生殖细胞(生殖核)进入花粉管,生殖细胞有丝分裂1次,形成2个精细胞;营养细胞一般在花粉管达到胚囊时消失,或仅留残迹。双受精过程 花粉粒到达子房后,通常从珠孔经珠心进入胚囊。花粉管先端附近的管壁破裂,管中的
49、2个精细胞等内含物注入胚囊。其中1个精细胞与卵细胞逐渐接近,融合形成合子(受精卵);另1个精细胞接近中央细胞(极核),融合形成初生胚乳核。 被子植物花粉管中的2个精细胞,分别与胚囊中的卵细胞和中央细胞融合的受精现象,称为双受精。 是被子植物所特有的有性生殖方式,是植物界有性生殖过程进化的最高级形式,子代的变异性更大,生活力更强,适应性更广。 双受精方式 珠孔受精或顶点受精:花粉管通过珠孔进入胚囊完成受精的方式,大多数园艺植物; 合点受精:花粉管直接穿过合点进入胚囊完成受精的方式,胡桃科、榆属等植物; 中点受精:花粉管直接穿透珠被,再穿透珠心进入胚囊完成受精的方式,荨麻科等。外界环境条件对受精的
50、影响 低温可能使花粉粒的萌发和花粉管的伸长减慢,甚至使花粉管不能达到胚囊;可能逐渐加重卵细胞和中央细胞的退化;可能抑制精细胞接近卵细胞和中央细胞;可能延迟或抑制精细胞与卵细胞和中央细胞的融合等。 高温可能导致花柱枯萎而失去接受花粉的能力,也可能致使花粉粒加速丧失萌发力等。 干旱可能使花粉萌发力很快丧失;可能造成柱头干枯,不利于花粉管穿入和伸长等。 潮湿和雨水可能致使花粉粒吸水破裂;可能会淋洗或稀释柱头上的分泌物,不利于花粉粒的萌发等。 氮肥过多或过少均会使得受精时间延长等。园艺植物种子的发育过程 被子植物双受精后,由合子发育成胚,由初生胚乳核发育成胚乳,由珠被发育成种皮,共同组成种子。 (一)
51、胚的发育 (二)胚乳的发育 (三)种皮的发育 (四)种子发育的异常现象胚的发育 受精后形成的合子产生纤维素细胞壁,进入休眠状态。园艺植物胚的发育过程主要有2种类型。 1. 双子叶园艺植物胚的发育 2. 单子叶园艺植物胚的发育双子叶园艺植物胚的发育 合子休眠后,先延伸成很长的管状体,横裂1次,形成2个大小极不相等的细胞。靠近胚囊中央的细胞很小,称为顶细胞(胚细胞);靠近珠孔处的细胞较长,称为基细胞(柄细胞)。两者之间有很多胞间连丝相通。 基细胞经过多次横裂,形成胚柄,起固定和把胚推向中央的作用。 顶细胞经过2次垂直纵裂,形成四分体。四分体的每个细胞各进行1次横裂,形成八分体。八分体的各个细胞先进
52、行1次平周分裂,接着进行各个方向的分裂,长大形成球形胚体。 球形胚体顶端两侧生长较快,形成2个子叶突起,并逐渐发育成2片形状、大小相似的子叶。同时,在2片子叶间逐渐分化出胚芽;连接胚柄和球形胚体的细胞也不断分裂、分化,形成胚根;胚根与胚芽之间部分分化为胚轴。最后,子叶继续长大,并弯曲、对折包住胚根,珠被内部完全由球形的胚所占据。 单子叶园艺植物胚的发育 单子叶植物的胚只有1片大的子叶,称为盾片或内子叶;有的还有1片退化、很小的子叶,称为外子叶。 合子短暂休眠后开始分裂。先行1次横裂或斜裂,形成朝向胚囊内方的顶细胞和位于珠孔端的基细胞;后顶细胞纵裂1次、基细胞横裂1次,形成四个细胞的原胚。 原胚
53、分裂扩大呈梨形,由顶端区、器官形成区和胚柄细胞区3部分构成。顶端区形成盾片上半部和胚芽鞘的一部分,器官形成区形成胚芽鞘的其余部分和胚芽、胚轴、胚根、胚根鞘及外子叶等,胚柄细胞区主要形成盾片的下部和胚柄。 胚乳的发育 1个精细胞与2个极核(中央细胞)形成的初生胚乳核不经过休眠或极短暂休眠就开始分裂和发育,比合子早。 豆类、瓜类、柑桔、葱和蒜等的初生胚乳核在形成胚乳过程中,胚乳逐渐被发育着的胚所吸收,而把养分贮藏在子叶里,从而形成无胚乳种子;姜、菠菜、石竹等还形成外胚乳。 1. 内胚乳发育类型 2. 外胚乳内胚乳发育类型 分为3种类型,均于细胞壁形成后进行细胞分裂,使胚乳逐渐充满胚囊。 核型胚乳
54、细胞型胚乳 沼生目型胚乳核型胚乳 在初生胚乳核发育前期均不形成细胞壁,众多胚乳细胞核呈游离状态;到胚乳发育后期才产生细胞壁,所有胚乳细胞核均被细胞壁所分割而形成胚乳细胞。 游离核增殖的方式主要是有丝分裂,分裂旺盛时也会进行无丝分裂。 不同植物的游离核数目差异很大,开始形成细胞壁的时间不同。 是单子叶植物和双子叶离瓣花植物中普遍存在的胚乳发育形式,如甜玉米、白菜、苹果等。 细胞型胚乳 在初生胚乳核的发育过程中,自始至终的分裂都伴着细胞壁的形成,随即形成胚乳细胞,无游离核时期。 是大多数双子叶合瓣花植物的胚乳发育形式,如番茄等。 沼生目型胚乳 是核型和细胞型的中间类型。 初生胚乳核第1次分裂形成2
55、个室(细胞),分别为珠孔室和合点室。合点室的核分裂次数较少,并一直保持游离状态;珠孔室较大,进行多次游离核分裂,在发育后期产生细胞壁,形成细胞结构,完成胚乳的发育。 仅为沼生目植物的胚乳发育形式,如慈姑、独尾草等。 外胚乳 一般,在胚和胚乳的发育过程中,由于胚囊体积不断扩大,胚囊外珠心组织受到破坏,而被胚和胚乳吸收,使得成熟种子中没有珠心组织。 但少数植物的珠心组织随着种子的发育而增大,形成类似胚乳的营养贮藏组织,称为外胚乳。 有外胚乳植物中,有些种类的胚乳中途停止发育而消失,如菠菜、甜菜、苋菜、石竹等;也有些种类同时存在胚乳和外胚乳2种结构,如胡椒、姜等。 外胚乳与胚乳的功能相同,但来源不同
56、。种皮的发育 在胚与胚乳发育的同时,珠被发育成种皮,包围在胚和胚乳外面,起着保护作用。 各种植物的种皮结构因胚珠的珠被数目、珠被的发育变化而差异较大。通常,内种皮由薄壁组织构成,薄而柔软;外种皮由石细胞等厚壁组织构成,厚而坚硬。 种皮表面通常可以观察到种脐、脐条、内脐和发芽口。 少数植物的繁殖材料为果实,其子房壁发育形成果皮(包括内果皮、中果皮和外果皮)。 种皮结构 番茄、向日葵、胡桃等植物仅有1层珠被,只能发育形成1层种皮; 白菜、甘蓝等植物则由内珠被和外珠被分别发育形成内种皮和外种皮; 菜用大豆、蚕豆等植物的内珠被在发育过程中被吸收而消失,由外珠被发育形成种皮; 甜玉米等植物的外珠被在发育
57、过程中被吸收而消失,由内珠被发育形成种皮。种皮表面 胚珠的珠柄发育成为种柄,种子成熟后从种柄上脱落,在种皮上留下的疤痕即为种脐;倒生或半倒生胚珠的珠被与珠柄愈合,在种皮上留下脊状突起的从珠柄通到合点的维管束遗迹就是脐条;在种皮上脐条的终点部位,通常残留稍呈疣状突起的胚珠合点遗迹内脐;胚珠的珠孔发育形成发芽口。 有些植物种皮的外面,还有由珠柄、胎座等发育形成的假种皮。例如,荔枝、龙眼的可食部分是由珠柄发育而成的假种皮,苦瓜、番木瓜种子外面的肉质附属物是由胎座发育而成的假种皮。种子发育的异常现象 一般情况下,植物的每个胚珠通过受精作用发育形成1粒包含1个胚的完整种子,但由于各种内因和外因的影响,一
58、些植物也会出现无性种子、多胚种子和无胚种子。 无性种子 是指未经过雌性细胞和雄性细胞的互相融合(受精)而产生有胚的种子,如柑橘、甜玉米、辣椒等园艺植物。该生殖方式称为无触合生殖。 与有性种子在胚的形态和萌发特性上无明显差异,但在遗传基础上有根本区别,无性种子由母株的体细胞直接发育而来,发芽生成的新植株可保持原品种的优良特性,为果树等良种繁育提供了有利条件。 虽然没有父本遗传物质参与胚的形成,但花粉管伸入柱头及穿过花柱却对无性胚的形成与发育起到了重要的刺激作用。 可以分为单倍体和二倍体的孤雌生殖和无融合生殖。多胚种子 是指含有2个或2个以上胚的种子。 通常由珠心或珠被的细胞直接发育为不定胚,与胚
59、囊无关。例如,在柑橘的多胚种子中,有1个胚是由受精卵(合子)发育而成的合子胚,其余的胚则是由珠心发育而成的珠心胚。 也可由助细胞或反足细胞经过或不经过受精发育而成,如洋葱等;还可由受精卵通过分裂产生,如椰子、猕猴桃等;或由同1个胚珠中的2个或2个以上的胚囊形成,如桃等;或由2个或2个以上的胚珠融合产生,如红树等。 无胚种子 是指只有胚乳而没有胚的种子,在胡萝卜、芹菜等植物的种子中较为常见。 不能萌发成苗,没有利用价值。 产生原因:固有的遗传特性;远缘杂交,雌雄配子生理上不协调,双受精后不能形成正常的胚,或虽能形成而在发育过程中夭折;某些昆虫在种子发育初期为害,当椿象吸取汁液时,分泌毒素而导致胚
60、的死亡。 园艺植物种子的成熟(一)种子成熟过程 (二)种子成熟过程中贮藏物质的累积 (三)种子成熟过程中生理性状的变化 (四)种子成熟过程中物理性状的变化 (五)种子成熟过程中的脱水作用 (六)环境条件对种子成熟的影响种子成熟过程 植物双受精以后,胚、胚乳和种皮等组分逐渐发育形成,干物质在种子内部不断积累,各种矿质元素从茎、叶流入种子,并以糖、脂肪和蛋白质等形态贮存;随着贮藏物质的不断积累和水分的陆续减少,种子内部的合成产物逐渐浓缩硬化,绝对重量不断增加,组织逐渐充实饱满,种皮趋于硬化并透性降低;呈现出特有的形状、大小、颜色和光泽,具备了发芽能力,抗性增强,从而种子达到成熟。 包括生理成熟和形
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