第六章 种子的萌发分析
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第六章 种子的萌发（3学时）
• 教学内容：种子萌发的过程，种子萌发的生理 生化变化，种子萌发的生态条件，特殊种子的 萌发及调控，种子的播前处理。
• 教学目的与要求：理解、掌握种子萌发的一般 过程及各个阶段发生的形态和生理上的变化， 理解种子萌发的条件，并能在生产上利用这些 条件根据环境条情况种子萌发进行调控。
• 重点：种子萌发的的四个阶段，各阶段的特征 及变化；种子萌发的生态条件。
• 难点：生产上能利用种子萌发的条件根据环境 情况对种子萌发进行必要合理的调控。
什么是种子萌发？
• 种子生理上把干燥种子吸水到种胚突破种 皮的过程看成是萌发。
• 从种子技术的角度是指种胚恢复生长，并 长成具有正常构造幼苗的过程。
• “假萌动”或“假发芽”是 指无生命力的种子在充分吸 胀后，由于胚根体积的膨大 而伸出种皮的现象。
• 种子萌动时，胚的生长随水分供应情况而不 同：当水分较少时，则胚根先出；而当水分 过多时，则胚芽先出。这是因为胚根对缺氧 的反应比胚芽敏感。
• 种子从吸胀到萌动所需要的时间，因植物种 类而异，一般油菜、小麦、黄瓜等1d左右， 茄子、辣椒、水稻等2d左右， 林果种子则要 几天到十几天。
• 一、细胞的活化和修复 • 1、活化和修复在吸水的第一、二两个阶段进行 • 2、活化的系统主要有酶（水解酶类）、细胞器
（线粒体等）等，活化的顺序是氨基酸代谢、糖 酵解、三羧酸循环和磷酸戊糖途径。 • 3、修复主要包括膜、线粒体和DNA修复。 • DNA修复------DNA分子损伤的修复由DNA内切 酶、DNA多聚酶和DNA连接酶来完成。 • 活化和修复能力与环境条件和种子的活力有关。
大部分单子叶植物种子， 如禾谷类，小部分双子 叶植物种子，如蚕豆、 豌豆、茶叶、柑橘、荔 枝、芒果等源自文库于这一类 型，后者的子叶一般较 肥厚。
花生属于子叶半留土 型。因其下胚轴短而 粗且生长缓慢，若覆 土浅则子叶出土，反 之子叶留土。
了解子叶出土类型对 指导播种的重要意 义。？
“戴帽”出土
第二节 种子萌发的生理生化变化
•二、种胚的生长和合成代谢
• 种子萌发最初的生长在种胚细胞内主要表现在 活化和修复基础上细胞器和膜系统的合成增殖 (新线立体的形成和内膜系统内质网、高尔基体 的增加)。
• 合成作用主要包括以下几个方面： • （1）种子中预存的mRNA合成蛋白质，形成各种
酶；
• （2）合成各种RNA，以合成各种蛋白质； • （3）形成各种细胞器，如多核糖体、线粒体等； • （4）重新合成DNA。
• 种子萌发初期，磷酸化酶活性高，磷酸解途径为主要途径， 萌发后期， α-淀粉酶 和β-淀粉酶活性增强，以水解途径为 主。
α-淀粉酶
• 2、蛋白质的分解与利用
• 种子蛋白质的分解是分步进行的。 • 第一步:贮藏蛋白可溶化。非水溶性的贮藏蛋白
不易直接被分解成氨基酸，首先被部分水解形成 水溶性的分子量较小的蛋白质；
三、发芽 (germination)
• 种子萌动以后，种胚细胞开始或加速分裂和 分化，生长速度显著加快，当胚根、胚芽伸 出种皮并发育到一定程度，就称为发芽。
• 发育到一定程度,到底发育到什么程度? • 传统的习惯是把胚根与种子等长，胚芽达种
子长一半作为发芽的标准。
• 我国和国际种子检验规程对发芽定义是:当 种子发育长成具备正常主要构造的幼苗才称 为发芽。
四、成苗（幼苗的形态建成 ）(seedling establishment)
• 1、子叶出土型(epigeal germination)
单子叶植物中只有少数 属子叶出土型，如葱蒜 类等，而90%的双子叶 植物幼苗属这种类型， 常见的作物有棉花、油 菜、大豆、黄麻、烟草、 蓖麻、向日葵和瓜类等。
2、子叶留土型(hypogeal germination)
• 第二步:可溶性蛋白完全氨基酸化。可溶性蛋白 被肽链水解酶(包括肽链内切酶、羧肽酶、氨肽 酶)水解成氨基酸。
• 禾谷类种子蛋白质的分解主要发生在三个部 • (1)胚乳淀粉层；(2)糊粉层；(3)胚中轴和盾片
• 种子萌发的本质，即指种胚(最幼嫩的植物 原始体)从生命活动相对静止状态恢复到生 理代谢旺盛的生长发育阶段。
第一节 种子萌发的过程
• 在满足萌发基本条件的情况下，种子萌发可分 为四个阶段，即吸胀、萌动、发芽和成苗（形 态建成）四个阶段。
双子叶和单子叶种子萌发过程
一、吸胀（imbibition）
• 种子开始吸水期结束时的吸胀的体积与气干状 态的体积之比，称为吸胀率。一般淀粉种子的 吸胀率是130-140%，而豆类种子的吸胀率达 200%左右。
二、萌动（protrusion）
• 萌动俗称为“露白”，是指 种胚细胞体积扩大伸展到一 定程度，胚根尖端突破种皮 外伸的现象。
• 绝大多数植物的种子萌动时， 首先冲破种皮的部分是胚根。
吸胀是种子吸水而体积膨胀的现象。
• 开始吸水期——依靠吸胀力吸水，是纯粹的物理 过程，活的死的种子均有此阶段，一般大约几小 时就完成。
• 吸水滞缓期——种子中胶体吸水到达饱和，种子 的含水率不再增加，或者持续缓慢地增加 。第 二阶段所经过的时间在不同种子间可能有很大的 差异 。死种子没有此阶段，休眠的种子 有此阶 段。
• 重新大量吸水期——种子胚细胞开始分裂，代谢 活跃，重新开始吸水。此时含水量因植物而异， 如稻为26.5%，玉米30.5%、甜菜31%、大豆则高 达50%。
• 种子吸胀是一个物理过程，不是生理过程。不 论是活种子或是死种子均能吸胀。种子吸胀不 能作为种子开始萌发的标志。
• 种子吸胀能力的强弱，主要决定于种子的化学 成分和种皮的结构。
三、贮藏物质的分解和利用
主要贮藏物质分解利用的方式如下： • 1、淀粉的分解与利用 • 90%的淀粉水解成葡萄糖，主要由淀粉水解酶所催化，
α-淀粉酶的产生与GA的诱导有关，而β-淀粉酶主 要预存在胚乳中。 • 淀粉降解有二种途径，即水解途径和磷酸解途径。 • 水解途径:淀粉 α-淀粉酶 糊精 β-淀粉酶 麦芽糖α-葡苷酶 葡萄糖 • 磷酸解途径: 淀粉+Pi 磷酸化酶 葡萄糖-1-磷酸(G-1-P)
• 教学内容：种子萌发的过程，种子萌发的生理 生化变化，种子萌发的生态条件，特殊种子的 萌发及调控，种子的播前处理。
• 教学目的与要求：理解、掌握种子萌发的一般 过程及各个阶段发生的形态和生理上的变化， 理解种子萌发的条件，并能在生产上利用这些 条件根据环境条情况种子萌发进行调控。
• 重点：种子萌发的的四个阶段，各阶段的特征 及变化；种子萌发的生态条件。
• 难点：生产上能利用种子萌发的条件根据环境 情况对种子萌发进行必要合理的调控。
什么是种子萌发？
• 种子生理上把干燥种子吸水到种胚突破种 皮的过程看成是萌发。
• 从种子技术的角度是指种胚恢复生长，并 长成具有正常构造幼苗的过程。
• “假萌动”或“假发芽”是 指无生命力的种子在充分吸 胀后，由于胚根体积的膨大 而伸出种皮的现象。
• 种子萌动时，胚的生长随水分供应情况而不 同：当水分较少时，则胚根先出；而当水分 过多时，则胚芽先出。这是因为胚根对缺氧 的反应比胚芽敏感。
• 种子从吸胀到萌动所需要的时间，因植物种 类而异，一般油菜、小麦、黄瓜等1d左右， 茄子、辣椒、水稻等2d左右， 林果种子则要 几天到十几天。
• 一、细胞的活化和修复 • 1、活化和修复在吸水的第一、二两个阶段进行 • 2、活化的系统主要有酶（水解酶类）、细胞器
（线粒体等）等，活化的顺序是氨基酸代谢、糖 酵解、三羧酸循环和磷酸戊糖途径。 • 3、修复主要包括膜、线粒体和DNA修复。 • DNA修复------DNA分子损伤的修复由DNA内切 酶、DNA多聚酶和DNA连接酶来完成。 • 活化和修复能力与环境条件和种子的活力有关。
大部分单子叶植物种子， 如禾谷类，小部分双子 叶植物种子，如蚕豆、 豌豆、茶叶、柑橘、荔 枝、芒果等源自文库于这一类 型，后者的子叶一般较 肥厚。
花生属于子叶半留土 型。因其下胚轴短而 粗且生长缓慢，若覆 土浅则子叶出土，反 之子叶留土。
了解子叶出土类型对 指导播种的重要意 义。？
“戴帽”出土
第二节 种子萌发的生理生化变化
•二、种胚的生长和合成代谢
• 种子萌发最初的生长在种胚细胞内主要表现在 活化和修复基础上细胞器和膜系统的合成增殖 (新线立体的形成和内膜系统内质网、高尔基体 的增加)。
• 合成作用主要包括以下几个方面： • （1）种子中预存的mRNA合成蛋白质，形成各种
酶；
• （2）合成各种RNA，以合成各种蛋白质； • （3）形成各种细胞器，如多核糖体、线粒体等； • （4）重新合成DNA。
• 种子萌发初期，磷酸化酶活性高，磷酸解途径为主要途径， 萌发后期， α-淀粉酶 和β-淀粉酶活性增强，以水解途径为 主。
α-淀粉酶
• 2、蛋白质的分解与利用
• 种子蛋白质的分解是分步进行的。 • 第一步:贮藏蛋白可溶化。非水溶性的贮藏蛋白
不易直接被分解成氨基酸，首先被部分水解形成 水溶性的分子量较小的蛋白质；
三、发芽 (germination)
• 种子萌动以后，种胚细胞开始或加速分裂和 分化，生长速度显著加快，当胚根、胚芽伸 出种皮并发育到一定程度，就称为发芽。
• 发育到一定程度,到底发育到什么程度? • 传统的习惯是把胚根与种子等长，胚芽达种
子长一半作为发芽的标准。
• 我国和国际种子检验规程对发芽定义是:当 种子发育长成具备正常主要构造的幼苗才称 为发芽。
四、成苗（幼苗的形态建成 ）(seedling establishment)
• 1、子叶出土型(epigeal germination)
单子叶植物中只有少数 属子叶出土型，如葱蒜 类等，而90%的双子叶 植物幼苗属这种类型， 常见的作物有棉花、油 菜、大豆、黄麻、烟草、 蓖麻、向日葵和瓜类等。
2、子叶留土型(hypogeal germination)
• 第二步:可溶性蛋白完全氨基酸化。可溶性蛋白 被肽链水解酶(包括肽链内切酶、羧肽酶、氨肽 酶)水解成氨基酸。
• 禾谷类种子蛋白质的分解主要发生在三个部 • (1)胚乳淀粉层；(2)糊粉层；(3)胚中轴和盾片
• 种子萌发的本质，即指种胚(最幼嫩的植物 原始体)从生命活动相对静止状态恢复到生 理代谢旺盛的生长发育阶段。
第一节 种子萌发的过程
• 在满足萌发基本条件的情况下，种子萌发可分 为四个阶段，即吸胀、萌动、发芽和成苗（形 态建成）四个阶段。
双子叶和单子叶种子萌发过程
一、吸胀（imbibition）
• 种子开始吸水期结束时的吸胀的体积与气干状 态的体积之比，称为吸胀率。一般淀粉种子的 吸胀率是130-140%，而豆类种子的吸胀率达 200%左右。
二、萌动（protrusion）
• 萌动俗称为“露白”，是指 种胚细胞体积扩大伸展到一 定程度，胚根尖端突破种皮 外伸的现象。
• 绝大多数植物的种子萌动时， 首先冲破种皮的部分是胚根。
吸胀是种子吸水而体积膨胀的现象。
• 开始吸水期——依靠吸胀力吸水，是纯粹的物理 过程，活的死的种子均有此阶段，一般大约几小 时就完成。
• 吸水滞缓期——种子中胶体吸水到达饱和，种子 的含水率不再增加，或者持续缓慢地增加 。第 二阶段所经过的时间在不同种子间可能有很大的 差异 。死种子没有此阶段，休眠的种子 有此阶 段。
• 重新大量吸水期——种子胚细胞开始分裂，代谢 活跃，重新开始吸水。此时含水量因植物而异， 如稻为26.5%，玉米30.5%、甜菜31%、大豆则高 达50%。
• 种子吸胀是一个物理过程，不是生理过程。不 论是活种子或是死种子均能吸胀。种子吸胀不 能作为种子开始萌发的标志。
• 种子吸胀能力的强弱，主要决定于种子的化学 成分和种皮的结构。
三、贮藏物质的分解和利用
主要贮藏物质分解利用的方式如下： • 1、淀粉的分解与利用 • 90%的淀粉水解成葡萄糖，主要由淀粉水解酶所催化，
α-淀粉酶的产生与GA的诱导有关，而β-淀粉酶主 要预存在胚乳中。 • 淀粉降解有二种途径，即水解途径和磷酸解途径。 • 水解途径:淀粉 α-淀粉酶 糊精 β-淀粉酶 麦芽糖α-葡苷酶 葡萄糖 • 磷酸解途径: 淀粉+Pi 磷酸化酶 葡萄糖-1-磷酸(G-1-P)