种子形成发育和成熟

1、关于种子的形成发育和成熟第一张，PPT共二十七页，创作于2022年6月被子植物花器的纵剖面（双子叶植物）1、花药 2、未成熟花粉粒3、已萌发花粉粒 4、柱头5、花丝 6、花柱 7、花瓣8、花粉管 9、合点 10、胚囊 11、珠心12、内珠被 13、外珠被 14、珠孔15、珠柄 16、蜜腺 17、萼片18、花柄 19、维管束 1.2 被子植物种子的形成发育 被子植物的合子形成后，一般须通过短期休眠，才进行细胞的分裂分化，在形态上和生理上经过复杂的变化，最后 合子种胚 极核胚乳 珠被种皮第二张，PPT共二十七页，创作于2022年6月 （1）被子植物的受精过程 双受精现象是被子植物所独有的有性生殖方

2、式。 受精方式珠孔受精（顶点受精） 合点受精（如桦属、榆属及胡桃科的植物） 中点受精（如荨麻科的植物） 从授粉到受精所需时间，与作物类型有关，同时还受环境因素的影响。 例如小麦，当气温较低（10左右），约需9h，20时约需5h， 30则仅需3.5h。 一般作物在良好的天气条件下，进行授粉和受精，大约数小时即可完成。 当外界环境不适时，可能会延长到数天，甚至始终不能达到受精的目的，导致母株上产生瘪粒和结实率下降。第三张，PPT共二十七页，创作于2022年6月 小花豌豆、大麦、花生，常常不开花亦能正常受精，称为闭花受精。 开放的花能否达到受精目的，常和柱头的可授期有关，大多数被子植物柱头的可授期，

3、可以保持几天，有些很短，只有几小时，而长的可达几个月。 （2）受精不亲和的原因 受精不亲和，使种子结实率低，并且给杂交育种工作带来一定的困难。 受精的障碍，一般可在授粉期、配子发育前期、融合期三个时期发生，位置一般是在花柱中，只有少数发生在胚珠或胚囊中。 发生在授粉期的不亲和现象: 雌雄花器成熟时间不同；花粉粒在形态上的某些差异。 生理不亲和。生理上的不亲和性，可以发生在花器中的不同位置，以及受精过程的不同时期。第四张，PPT共二十七页，创作于2022年6月 种间或属间受精不亲和的情况，较自交不亲和更为复杂，而且即使在受精或合子形成后，还有其他障碍与不亲和性有关，使合子不能顺利发育，或胚乳不能

4、正常形成，终至半途夭折，种子失去生活力。 克服不亲和障碍，可以从遗传和生理两方面着手。 遗传增加染色体倍数（限于双子叶植物）、诱变不亲和基因，或者用嫁接、花粉蒙导等方法（适用于远缘杂交）。 生理利用生长刺激素，使受精不亲和的花粉管，得以在花柱中继续生长。或者采用各种方法，使生长慢的不亲和花粉管，在花器脱落之前，能有足够时间到达子房及胚囊，例如，在幼嫩的柱头上授粉；使用激素处理防止花器脱落等。第五张，PPT共二十七页，创作于2022年6月 1.2.1 胚的发育 胚是种子的最主要部分，实际上就是植物新个体的雏形。 在正常情况下，胚的发育是从胚囊中的卵细胞与1个精细胞形成的受精卵（合子）开始，经过一

5、系列的变化形成原胚，原胚继续进行细胞分裂与分化，最后发育成一个具有子叶、胚芽、胚轴和胚根的完整的胚 。第六张，PPT共二十七页，创作于2022年6月 胚乳的发育形式，一般有 核型 和 细胞型 两种。 核型胚乳，在单子叶植物和具有离瓣花的双子叶植物中普遍存在。如小麦、水稻、玉米、棉花、油菜、苹果等，都属此类型。 大多数双子叶合瓣花植物，属于细胞型胚乳类型。 如番茄、烟草、芝麻 。 1.2.2 胚乳的发育 被子植物种子的胚乳，是由1个精细胞与胚囊中的2个极核或次生核受精发育而成的，因此它是三倍体。 裸子植物种子的胚乳，是由1个雌配子体细胞发育而成，因此它是单倍体。 胚乳的发育总是早于胚的发育，为幼

6、胚的生长创造条件。第七张，PPT共二十七页，创作于2022年6月 有些种子的胚乳，在发育前期即逐渐被胚所吸收，使营养物质转向子叶，结果胚乳消失，而胚特别发达，形成无胚乳种子，例如棉花、大豆等。 有些植物在种子发育过程中，胚乳中途停止发育，而胚囊周围的珠心层迅速增长，积累很多养料形成一种营养组织，称为外胚乳，如菠菜、石竹等。 1.2.3 种皮（种被）的发育 种皮由胚珠的珠被发育而来，包围在胚和胚乳之外，起着保护作用。 第八张，PPT共二十七页，创作于2022年6月 种皮发育的几种结果 一层珠被，则形成一层种皮，如番茄、向日葵、胡桃等。 具有内、外两层珠被，通常则相应形成内种皮和外种皮，如油菜、蓖

7、麻等。 也有一些植物，虽有两层珠被，但在发育过程中，其中一层珠被被吸收而消失，只有另一层珠被发育成种皮。如大豆、蚕豆 的种皮，由外珠被发育而来；而小麦、水稻 的种皮，则由内珠被发育而来。 在大多数被子植物中，当种子成熟时，种皮成为干种皮。 在少数被子植物和裸子植物中，种皮可以成为肉质的，如石榴、银杏。 种皮的表面常具有附属物，最常见的是，棉花的外种皮的表皮细胞向外突出、伸长而形成的“纤维”。第九张，PPT共二十七页，创作于2022年6月 假种皮有些植物的种子外面具有假种皮，它是由珠柄或胎座 发育而成的。 如 荔枝、龙眼果实中的肉质可食部分，就是 珠柄发育而来的假种皮。 发芽口在胚珠末端的珠孔，

8、发育成为发芽口。 种柄胚珠基部的珠柄，发育成为种柄。 种脐种子成熟干燥以后，从种柄上脱落，在种皮上留下一个疤痕，即为种脐。 但是，禾谷类的颖果及菊科植物的瘦果等，则称为果脐。第十张，PPT共二十七页，创作于2022年6月胚珠种子发育过程中的形态变化第十一张，PPT共二十七页，创作于2022年6月 几种主要作物种子的形成和发育 （一）小麦种子的形成和发育 1胚的发育 小麦受精卵，在开始分裂以前，须经过69h的休眠期。 到具有16个细胞的原胚期，可看见不同部位的细胞有开始分化的迹象。 原胚发育到受精第4d以后，首先是表面细胞开始分化，以后在原胚的侧面出现一条浅沟，而进入另一个发育阶段。 整个原胚明

9、显地分成三部分顶端区向胚囊中部伸展，以后发育成盾片；在背侧面为器官形成区；在基部为胚柄细胞区（图）。 在分化过程中的幼胚，盾片占显著地位，在它基部发生芽鞘，而在芽鞘的基部出现胚芽及生长点，在生长点相对的另一端，形成胚根原基，胚根原基下部及四周的细胞，发育成为根鞘。 在受精后20d，胚的各部分发育都已完成，体积也长足，此时采收的种子，具有相当高的发芽率。第十二张，PPT共二十七页，创作于2022年6月 2胚乳的发育 小麦的原始胚乳细胞，比受精卵分裂要早，形成许多游离核，沿胚囊的周围排列。 以后继续分裂，填满了胚囊，然后从四周向中央发生细胞壁而形成胚乳组织。 在胚乳发育过程中，反足细胞及珠心细胞，

10、都先后解体而被胚乳组织所吸收。 乳熟期的胚乳细胞，含有少数较大的淀粉粒，到蜡熟期，细胞腔中充满着较小的淀粉粒，使胚乳组织变得坚实致密，而细胞中原来的核和原生质，都已不存在。 但糊粉层及其邻接的细胞层的核未消失，直到成熟还是活的。 第十三张，PPT共二十七页，创作于2022年6月 3种皮的发育 当初，内外珠被，都包含两层细胞，但受精后不久，外珠被细胞即开始解体，而内珠被继续增长，有的积累色素而成为红皮小麦。 到种子完熟期，这些细胞都干缩，构成很脆薄的种皮。 4果皮的发育 子房壁的外表皮细胞出现孔纹，胞壁加厚。内表皮细胞生长缓慢，形成管细胞，互相分离，而在内外表皮间发生薄壁细胞。 果皮各层细胞，随

11、着子粒成熟干缩而被压扁，与种皮细胞密结在一起，形成复合组织。第十四张，PPT共二十七页，创作于2022年6月 （二）水稻种子的形成和发育 1胚的发育 水稻的受精卵，在开花2d后，发育成椭圆球形的原胚，第7d幼小的植物，各器官的发育大体上完成。 经过10d后，胚的发育基本完成，具有幼小植物的雏形（图）。 2胚乳的发育 胚乳细胞的分裂，在子房背侧的细胞较腹侧为快，到开花后4d天，子房内部充满着胚乳细胞。开花后第5d，在胚乳组织的细胞中，形成淀粉粒。开花后第7d，胚乳细胞中淀粉的数量显著增加，在胚乳的外围，形成糊粉层。 3果种皮和稃壳的发育 子房壁发育为果皮，其外围附属物形成稃壳，外颖形成外稃，内颖

12、形成内稃。 子房的发育，其宽度约在开花后1112d，厚度约在开花后14d，生长达到最大限度。干物质的积累，直至黄熟期才基本上结束。第十五张，PPT共二十七页，创作于2022年6月 （三）棉花种子的形成和发育 1胚的发育 棉花在开花后2430h，才完成受精作用。 受精后合子呈休眠状态，到第3d才开始分裂，到第12d胚根和子叶可以识别出来，到第15d胚才能用肉眼看见。经1个月达到最大限度（图）。 2胚乳的发育及解体 极核与精核融合后即开始分裂，形成大量的核，第9d胚乳母细胞才出现细胞壁。 再经过20多天，胚乳即充满整个胚囊。以后，胚乳逐渐被发育中的胚所吸收，胚乳细胞逐渐解体消失，仅剩下一薄层细胞，

13、包围在胚的外部。 同时胚的发育继续进行，直到棉铃吐絮前数日，才发育成为具有子叶、胚芽、胚轴和胚根的完整胚，充满种皮内部。 3种皮及纤维的发育 珠被发育成种皮，同时外珠被的表皮细胞，延伸而成棉纤维。第十六张，PPT共二十七页，创作于2022年6月 （四）蚕豆种子的形成和发育 1、胚的发育 蚕豆在授粉72h后，合子开始分裂，授粉11d后，表层细胞开始分化，16d后胚体出现两个突起，即子叶的原始体（图）。蚕豆的胚和胚乳，在发育初期的速度大致相同。 2、胚乳的发育和解体 授粉后7d，胚乳核分裂的速度增快，开始超过胚核的分裂速度，但由于胚在胚柄的帮助之下，分泌某种物质，将包围在它四周胚乳组织溶解破坏，而

14、仅仅剩一层膜状物，包裹在胚的周围。 胚在授粉后2025d，才开始积累营养物质，到45d后，淀粉粒与蛋白粒都迅速增长，此时胚乳仅残留痕迹。第十七张，PPT共二十七页，创作于2022年6月 （五）油菜种子的形成和发育 1胚的发育 油菜受精后的合子，经过一段时间的休眠，先延长成一个管状体，随即开始分裂分化。 花后33d，子叶将胚根紧紧抱合，填充整个胚珠内部（图）。 2胚乳的发育和解体 油菜的胚乳，在发育初期形成许多游离核，以后在包围胚的部分，首先形成胚乳细胞，接着合点一端的胚乳核，亦开始形成胚乳细胞。在胚囊边缘形成一层单细胞的胚乳层。 以后由于胚发育迅速，胚乳几乎全部被吸收，在成熟的种子中，仅残留一

15、层细胞。第十八张，PPT共二十七页，创作于2022年6月 2 种子发育的异常现象 2.1 多胚现象 一粒种子具有2个或2个以上的胚，称为多胚现象。 在柑桔、椰子、猕猴桃、洋葱等种子中均有发现。 多胚现象在作物育种和园艺栽培等方面，具有一定的实践意义。 2.2 无胚现象 在一批种子中，有时可发现只有胚乳而没有胚的籽粒，称为无胚现象。 在伞形科植物中较为常见，如胡萝卜、芹菜等，在禾本科作物（如水稻、小麦）及其他科属的种子中，也偶尔能遇到无胚种子。 显然，这类种子在农业生产上毫无利用价值。第十九张，PPT共二十七页，创作于2022年6月 2.3 无性种子 凡是通过无融合生殖产生的种子，均称为无性种子

16、。 无融合生殖是指配子体不经配子融合而产生孢子体的过程。只限于胚囊中不经受精产生胚的现象，主要包括孤雌生殖，孤雄生殖，少数为无配子生殖（助细胞、反足细胞胚） 无融合生殖多数发生在减数胚囊单倍体胚，少数发生在未减数胚囊（减数分裂受阻）二倍体胚，均为无性胚。 无性种子的胚，在形态和萌发特性上，与有性胚没有明显差别，但在遗传物质基础上却大不相同。 因为它是从母株的体细胞直接发育而来，以后发芽生长成为新植株，可不必经过嫁接，即可保持原品种的优良特性，这为果树良种繁育提供了有利条件。第二十张，PPT共二十七页，创作于2022年6月 2.4 种子败育 胚珠能顺利通过双受精过程，但却不能发育成具有发芽能力的

17、正常种子，这种现象称为种子败育。 若发生在种子发育的早期，果实将成为空壳。 若发生在稍后期，则可能形成极瘦秕或有缺陷的种子。 这样的种子，无正常发芽的能力，因而没有种用价值。 种子败育是一种普遍现象，稻、麦等作物的空、秕粒，豆类荚果及油菜角果中的缺粒、秕粒等，许多是由种子败育造成的；杂交育种中种子败育的现象更为严重。 若种子败育的比率高，会给种子繁育和产量带来损失。 种子败育，也有对生产有利的一面，即有些杂种后代，其种子可育性低，易败育，但其营养体生长繁茂，经济器官品质好，而人们所需要的正是它的营养，如三倍体甜菜、无籽西瓜等。第二十一张，PPT共二十七页，创作于2022年6月 3 种子的成熟

18、3.1 种子成熟的概念和指标 种子成熟，包括形态成熟和生理成熟两个方面。 形态成熟种子的形状、大小已基本固定，并呈现出本品种的固有色泽。 生理成熟 指种胚具有发芽能力。 种子成熟的指标：干重最大；含水量一定；固有色泽；有萌发能力 种子成熟的阶段禾谷类：可分为乳熟期、黄熟期、完熟期、枯熟期 4个时期。 其中，黄熟后期为机械收获适期，完熟期为人工收获适期。第二十二张，PPT共二十七页，创作于2022年6月 豆类: 可分为绿熟期、黄熟前期、黄熟后期、完熟期、枯熟期 5个时期。 十字花科和锦葵科：可分为白熟期、绿熟期、褐熟期、完熟期、枯熟期 5个时期。 3.2 种子发育和成熟过程中的变化 从种子形成到

19、发育成熟，是胚珠细胞不断分裂、分化，以及干物质在细胞中不断合成、转化、积累的过程。主要有三方面的明显变化 种子外形及物理性变化 物质的合成、转化与积累 发芽力的变化第二十三张，PPT共二十七页，创作于2022年6月 3.3 环境条件对种子发育和成熟的影响 种子在成熟过程中，受外界环境条件的影响极为显著，主要表现在延长或缩短成熟期 ，以及引起种子化学成分的改变。 3.3.1 环境条件对种子成熟期及产量的影响 （1） 湿度 种子在成熟初期，含有大量的水分，天气晴朗，空气湿度低，对种子的合成作用有利。 如果阴雨连绵，空气湿度较高，会使成熟延迟。 在气候干旱的情况下，种子的成熟期会显著提早，因而形成瘦小皱缩的种子。 在盐碱地，由于土壤渗透压高，植物吸水困难，养分的运