种子学chapter2.5 种子寿命和劣变衰老[精]
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第五节 种子寿命和劣变衰老
一、种子寿命概念和差异性 二、影响种子寿命的因素 三、种子衰老的原因及机理 四、陈种子利用和种子寿命预测
一、种子寿命概念和差异性
(一)种子寿命的概念（seed longevity） 种子寿命：指种子的生活力在一定环境条件下能
保持的最长期限。 半活期(或叫平均寿命)：从收获后至半数种子存
5.微生物及仓库害虫 真菌和细菌的活动，能分泌毒素并促使种子呼吸 作用加强，加速其代谢过程，因而影响其生活力。 仓库害虫破坏了种子的完整性。 微生物和仓虫生命活动产物(热能和水分)都是促 进种子呼吸作用和种子发热的重要因素，并能加速 它本身的繁殖和活动，因而直接影响种子的寿命。
6.化学物质 用化学物质处理种子以保持种子在贮藏期间的生 活力。效果依种类和剂量而定。
2.温度 贮藏温度是影响种子寿命的另一个关键因素。在 水分得到控制的情况下，贮藏温度越低正常型种子 的寿命就越长 。 首先，在0-55℃范围内，种子的呼吸强度随着温 度上升而增加；再则，温度增高有利于仓虫和微生 物活动以及脂质的氧化和变质。若温度再上升，则 能引起蛋白质变性和胶体的凝聚，使种子的生活力 迅速下降。若种子水分偏高又处于高温条件下，种 子会很快死亡。这就是我国南方种子贮藏过夏较为
Harrington也曾指出：在0-50℃范围内，温度每 上升5℃，种子寿命缩短一半(后经Roberts等修正 为温度每上升6℃，种子寿命缩短一半)。
3.气体 氧气会促进种子的劣变和死亡，而氮气、氦气、 氩气和二氧化碳则延缓低水分种子的劣变进程，但 高水分种子则加速劣变和死亡。 4.光 强烈的日光中紫外线较强，对种胚有杀伤作用， 且强光与高温相伴随，种子经强烈而持久的日光照 射后，也容易丧失生活力，这当然和种子的特性和 水分有关，但一般室内散光虽长期作用于种子，亦 不起显著影响。
(二) 1.湿度 如果环境湿度较高，种子将会吸湿而使水分增加，
而种子水分是影响贮藏种子寿命的最关键因素。种子 水分和种子呼吸强度关系最为密切。
Harrington(1972)曾指出：当种子水分在5-14%范 围内，每上升1%，种子寿命缩短一半(后经Roberts等 人修正为每上升2.5%水分，寿命缩短一半)。
种皮的保护性能也影响到种子收获、加工、干 燥、运输过程中遭受机械损伤的程度，凡遭受严重 机械损伤的种子，其寿命将明显下降。
禾谷类植物: 具有外壳保护的水稻种子寿命较长，有皮大麦比 小麦和裸大麦寿命为长。 豆类作物: 花生种子的种皮脆而薄，且和其他豆科植物的种 子不同，缺乏栅状细胞层，因而较难贮藏。
活所经历的期限。 农业种子的寿命：指种子生活力在一定条件下能
保持90％以上发芽率的期限，此期限的长短和该批 种子在农业生产上利用年限有密切联系。
(二)作物种子寿命的差异性 根据Ewart的分类法, 种子寿命可划分3个类型。 1、长命种子（＞15年） 蚕豆、绿豆、甜菜、陆地棉、非洲棉、烟草、芝麻
2、常命种子（3－15年） 稻、大麦、小麦、高梁、玉米、荞麦、亚洲棉、向 日葵、大豆、菜、硬度、完整性、吸湿性等因素均对种子 寿命产生影响，因为这些因素归根结底影响着种子的 呼吸强度。小粒瘦粒种子、破损种子其比面积大，且 胚部占整粒种子的比率较高，因而呼吸强度明显高于 大粒、饱满和完整的种子，其寿命较短。
5.胚的性状 在相同条件下，一般大胚种子或者胚占整个子粒比 例较大的种子，其寿命较短。胚部结构疏松柔软，水 分高，很容易遭受仓虫和微生物的侵袭。在禾谷类作 物中，玉米种子的胚较大，且含脂肪多，因此较之其 他禾谷类种子难以贮藏。
6.正常型种子和顽拗型种子 按种子贮藏特性不同分为正常型种子(orthodox seed)和顽拗型种子(recalcitrant seed) (1)正常型种子 具有适于干燥低温贮藏特性。一般种子水分和贮 藏温度越低，越有利于延长种子寿命。大多数农作
(2)顽拗型种子 具有不耐低温贮藏和不耐脱水干燥的特性。一般 脱水干燥会造成种子损伤，零度以下低温会引起冻 害，而造成种子死亡。如茶籽、板栗、咖啡、可可 和橡胶等林木种子。
膜的永久性损伤造成大量可溶性营养物质以及生 理上重要物质(如激素、酶蛋白等)的渗漏，导致新 陈代谢的正常过程受到严重影响。
此外，膜的渗漏造成微生物大量繁殖，死种子和 劣质种子最容易长霉就是这个原因。
膜是许多酶的载体以及生理活动的场所(例如呼 吸作用主要在线粒体膜上进行)，膜的破坏使酶无法 存在，它的功能亦随之丧失。
脂肪的水解氧化会仅使膜的结构破坏，而且产生 大量自由基离子，这种自由基离子既是电子供体又 是电子受体，在生化反应中极为活跃，由于它的存 在使物质的氧化分解更加快速，最终导致DNA突变 和解体。
2.大分子变化 1) 核酸的变化 在核酸方面种子的劣变表现：一是原有核酸解体， 二是新核酸合成受阻。 新的核酸合成受阻，首先是由于衰老种子中ATP含 量减少，能荷降低而能量不足。用14C标记的嘌呤渗 入到大豆中的试验表明：新鲜种子ATP含量高，新合 成的核酸多，衰老种子则相反。
1.细胞膜变化 当种子发生劣变时，干燥种子膜的渗漏程度较严 重。种子劣变使膜端的卵磷脂和磷脂酰乙醇胺分解 解体，使膜端失去了亲水基团，因而也就失去了水 合和修复功能。由于膜内部脂肪水解和氧化，又使 膜内部疏水基团解体。 劣变种子再度吸水时，膜的修复很缓慢，甚至无 法恢复到正常的双层结构，因此造成了永久性的损 伤。
3、短命种子（＜3年） 花生、黄麻、辣椒、茶、柳、山毛榉、胡桃、山核 桃等。
二、种子寿命的影响因素
(一)种子特性 1.种皮结构 种皮(有时包括果皮及其附属物)是空气、水分、
营养物质进出种子的必然通道，也是微生物侵入种 子的天然屏障。凡种皮结构坚韧、致密、具有蜡质 和角质的种子，尤其是硬实，其寿命较长。反之， 种皮薄、结构疏松、外无保护结构和组织的种子， 其寿命较短。
三、种子衰老的原因及机理
种子同一切生物一样，要经历形成、生长、发 育、成熟和死亡的过 程。种子生命力的丧失应 该看成是种子衰老(deterioration)逐渐加深和累 积的结果 。在种子完全死亡之前，种子的形态 结构及生理生化方面均发生了一系列的劣变，正 是这些变化的积累造成种子生命力的最终丧失。
一、种子寿命概念和差异性 二、影响种子寿命的因素 三、种子衰老的原因及机理 四、陈种子利用和种子寿命预测
一、种子寿命概念和差异性
(一)种子寿命的概念（seed longevity） 种子寿命：指种子的生活力在一定环境条件下能
保持的最长期限。 半活期(或叫平均寿命)：从收获后至半数种子存
5.微生物及仓库害虫 真菌和细菌的活动，能分泌毒素并促使种子呼吸 作用加强，加速其代谢过程，因而影响其生活力。 仓库害虫破坏了种子的完整性。 微生物和仓虫生命活动产物(热能和水分)都是促 进种子呼吸作用和种子发热的重要因素，并能加速 它本身的繁殖和活动，因而直接影响种子的寿命。
6.化学物质 用化学物质处理种子以保持种子在贮藏期间的生 活力。效果依种类和剂量而定。
2.温度 贮藏温度是影响种子寿命的另一个关键因素。在 水分得到控制的情况下，贮藏温度越低正常型种子 的寿命就越长 。 首先，在0-55℃范围内，种子的呼吸强度随着温 度上升而增加；再则，温度增高有利于仓虫和微生 物活动以及脂质的氧化和变质。若温度再上升，则 能引起蛋白质变性和胶体的凝聚，使种子的生活力 迅速下降。若种子水分偏高又处于高温条件下，种 子会很快死亡。这就是我国南方种子贮藏过夏较为
Harrington也曾指出：在0-50℃范围内，温度每 上升5℃，种子寿命缩短一半(后经Roberts等修正 为温度每上升6℃，种子寿命缩短一半)。
3.气体 氧气会促进种子的劣变和死亡，而氮气、氦气、 氩气和二氧化碳则延缓低水分种子的劣变进程，但 高水分种子则加速劣变和死亡。 4.光 强烈的日光中紫外线较强，对种胚有杀伤作用， 且强光与高温相伴随，种子经强烈而持久的日光照 射后，也容易丧失生活力，这当然和种子的特性和 水分有关，但一般室内散光虽长期作用于种子，亦 不起显著影响。
(二) 1.湿度 如果环境湿度较高，种子将会吸湿而使水分增加，
而种子水分是影响贮藏种子寿命的最关键因素。种子 水分和种子呼吸强度关系最为密切。
Harrington(1972)曾指出：当种子水分在5-14%范 围内，每上升1%，种子寿命缩短一半(后经Roberts等 人修正为每上升2.5%水分，寿命缩短一半)。
种皮的保护性能也影响到种子收获、加工、干 燥、运输过程中遭受机械损伤的程度，凡遭受严重 机械损伤的种子，其寿命将明显下降。
禾谷类植物: 具有外壳保护的水稻种子寿命较长，有皮大麦比 小麦和裸大麦寿命为长。 豆类作物: 花生种子的种皮脆而薄，且和其他豆科植物的种 子不同，缺乏栅状细胞层，因而较难贮藏。
活所经历的期限。 农业种子的寿命：指种子生活力在一定条件下能
保持90％以上发芽率的期限，此期限的长短和该批 种子在农业生产上利用年限有密切联系。
(二)作物种子寿命的差异性 根据Ewart的分类法, 种子寿命可划分3个类型。 1、长命种子（＞15年） 蚕豆、绿豆、甜菜、陆地棉、非洲棉、烟草、芝麻
2、常命种子（3－15年） 稻、大麦、小麦、高梁、玉米、荞麦、亚洲棉、向 日葵、大豆、菜、硬度、完整性、吸湿性等因素均对种子 寿命产生影响，因为这些因素归根结底影响着种子的 呼吸强度。小粒瘦粒种子、破损种子其比面积大，且 胚部占整粒种子的比率较高，因而呼吸强度明显高于 大粒、饱满和完整的种子，其寿命较短。
5.胚的性状 在相同条件下，一般大胚种子或者胚占整个子粒比 例较大的种子，其寿命较短。胚部结构疏松柔软，水 分高，很容易遭受仓虫和微生物的侵袭。在禾谷类作 物中，玉米种子的胚较大，且含脂肪多，因此较之其 他禾谷类种子难以贮藏。
6.正常型种子和顽拗型种子 按种子贮藏特性不同分为正常型种子(orthodox seed)和顽拗型种子(recalcitrant seed) (1)正常型种子 具有适于干燥低温贮藏特性。一般种子水分和贮 藏温度越低，越有利于延长种子寿命。大多数农作
(2)顽拗型种子 具有不耐低温贮藏和不耐脱水干燥的特性。一般 脱水干燥会造成种子损伤，零度以下低温会引起冻 害，而造成种子死亡。如茶籽、板栗、咖啡、可可 和橡胶等林木种子。
膜的永久性损伤造成大量可溶性营养物质以及生 理上重要物质(如激素、酶蛋白等)的渗漏，导致新 陈代谢的正常过程受到严重影响。
此外，膜的渗漏造成微生物大量繁殖，死种子和 劣质种子最容易长霉就是这个原因。
膜是许多酶的载体以及生理活动的场所(例如呼 吸作用主要在线粒体膜上进行)，膜的破坏使酶无法 存在，它的功能亦随之丧失。
脂肪的水解氧化会仅使膜的结构破坏，而且产生 大量自由基离子，这种自由基离子既是电子供体又 是电子受体，在生化反应中极为活跃，由于它的存 在使物质的氧化分解更加快速，最终导致DNA突变 和解体。
2.大分子变化 1) 核酸的变化 在核酸方面种子的劣变表现：一是原有核酸解体， 二是新核酸合成受阻。 新的核酸合成受阻，首先是由于衰老种子中ATP含 量减少，能荷降低而能量不足。用14C标记的嘌呤渗 入到大豆中的试验表明：新鲜种子ATP含量高，新合 成的核酸多，衰老种子则相反。
1.细胞膜变化 当种子发生劣变时，干燥种子膜的渗漏程度较严 重。种子劣变使膜端的卵磷脂和磷脂酰乙醇胺分解 解体，使膜端失去了亲水基团，因而也就失去了水 合和修复功能。由于膜内部脂肪水解和氧化，又使 膜内部疏水基团解体。 劣变种子再度吸水时，膜的修复很缓慢，甚至无 法恢复到正常的双层结构，因此造成了永久性的损 伤。
3、短命种子（＜3年） 花生、黄麻、辣椒、茶、柳、山毛榉、胡桃、山核 桃等。
二、种子寿命的影响因素
(一)种子特性 1.种皮结构 种皮(有时包括果皮及其附属物)是空气、水分、
营养物质进出种子的必然通道，也是微生物侵入种 子的天然屏障。凡种皮结构坚韧、致密、具有蜡质 和角质的种子，尤其是硬实，其寿命较长。反之， 种皮薄、结构疏松、外无保护结构和组织的种子， 其寿命较短。
三、种子衰老的原因及机理
种子同一切生物一样，要经历形成、生长、发 育、成熟和死亡的过 程。种子生命力的丧失应 该看成是种子衰老(deterioration)逐渐加深和累 积的结果 。在种子完全死亡之前，种子的形态 结构及生理生化方面均发生了一系列的劣变，正 是这些变化的积累造成种子生命力的最终丧失。