最新种子萌发的生理生化变化
种子发芽机理
种子发芽机理
种子发芽是一个复杂的生理过程，涉及多个生理和生化反应。
以下是种子发芽的一般机理：
1. 吸水膨胀：种子在适宜的环境条件下（如温度、湿度等）开始吸收水分。
水分进入种子内部，使种子体积膨胀，种皮变得柔软。
2. 呼吸作用增强：随着种子吸水膨胀，种子内部的细胞开始进行呼吸作用，将有机物分解为能量和代谢产物。
呼吸作用产生的能量为种子发芽提供了动力。
3. 胚根突破种皮：在种子吸水后，胚根开始生长并突破种皮。
胚根是未来植物的根系，它的突破标志着种子发芽的开始。
4. 胚轴和胚芽生长：一旦胚根突破种皮，胚轴（未来植物的茎）和胚芽（未来植物的叶子和芽）也开始生长。
它们从种子内部推出，逐渐形成幼苗。
5. 幼苗形成：随着胚轴和胚芽的生长，幼苗逐渐形成。
幼苗继续生长，发展出根系、茎和叶子，并进行光合作用以产生自身所需的养分。
种子发芽的机理涉及多个生理和生化过程的协同作用。
这些过程包括吸水膨胀、呼吸作用增强、胚根突破种皮、胚轴和胚芽生长以及幼苗形成。
不同类型的种子可能在细节上有所差异，但基本的发芽机理是相似的。
植物种子的结构和萌发过程
呼吸作用变化
种子萌发初期，呼吸作用增强，产生能量和二氧化碳 种子萌发中期，呼吸作用减弱，消耗能量和氧气 种子萌发后期，呼吸作用再次增强，产生能量和二氧化碳 种子萌发过程中，呼吸作用与环境因素（如温度、湿度、氧气浓度等）密切相关
酶的活化
酶的活化过程：种子在萌发过程中， 各种酶被激活，参与各种生物化学 反应。
胚轴：连接胚 根和胚芽的轴
状结构
胚根：种子萌 发后发育成植
物的主根
胚芽：种子萌 发后发育成植 物的地上部分
子叶：种子萌 发初期提供营 养和保护作用
胚乳：储存营 养物质，供种 子萌发初期使
用
XX
PART TWO
植物种子的萌发 过程
吸水膨胀
种子吸水：种子吸收水分，使细胞膨胀 细胞壁破裂：吸水后的细胞壁破裂，种子开始萌发 胚根和胚芽生长：种子内的胚根和胚芽开始生长 胚轴伸长：种子内的胚轴开始伸长，将胚根和胚芽推出种子外壳
氧气供应
氧气是植物种子萌 发的必要条件之一
氧气供应不足会影 响种子的呼吸作用， 从而影响种子的萌 发
氧气供应过多也会 对种子的萌发产生 不利影响
适当的氧气供应可 以促进种子的萌发 ，提高种子的萌发 率
光照条件
光照强度：影响种子萌发的速 度和成功率
光照时间：影响种子萌发的时 间和成功率
光照质量：影响种子萌发的质 量和成功率
核酸：种子中的贮 藏核酸在萌发过程 中被分解为核苷酸， 供种子生长所需。
能量代谢变化
萌发初期：种子中的淀粉和蛋白质等营养物质被分解，释放能量 萌发中期：能量主要用于种子的细胞分裂和生长 萌发后期：能量主要用于种子的根、茎、叶等器官的形成和发育 萌发全过程：能量代谢的变化与种子的萌发速度和质量密切相关
《植物生理学》(第四版)教案 第十章 植物的生长生理(高等教育出版社)
基本内容第十章植物的生长生理（growth physiology of plant）。
第一节种子的萌发(Seed germination)种子萌发必须有适当的外界条件，即足够的水分、充足的氧和适宜的温度。
三者同等重要，缺一不可。
此外，有些种子的萌发还受到光的影响。
（一）水分(Water)吸水是种子萌发的第一步。
种子吸收足够的水分以后，其他生理作用才能逐渐开始，这是因为水可使种皮膨胀软化，氧容易透过种皮，增加胚的呼吸，也使胚易于突破种皮；水分可使凝胶状态的细胞质转变为溶胶状态，使代谢加强，并在一系列酶的作用下，使胚乳的贮藏物质逐渐转化为可溶性物质，供幼小器官生长之用；水分可促进可溶性物质运输到正在生长的幼芽、幼根，供呼吸需要或形成新细胞结构的有机物。
（二）氧(oxygen)种子萌发是一个非常活跃的生长过程。
旺盛的物质代谢和活跃的物质运输等需要有氧呼吸作用来保证。
因此，氧对种子萌发是极为重要的。
（三）温度(Temperature)种子萌发也是一个生理生化变化的过程，是在一系列的酶参与下进行的，而酶的催化与温度有密切关系，所以，种子要在一定的温度条件下才能发芽。
（四）光(Light)光对一般植物种子的萌发没有什么影响，但有些植物的种子萌发是需要光的，这些种子称为需光种子（light seed），如莴苣、烟草和拟南芥等植物的种子。
还有一些种子萌发是不需要光的，称为需暗种子（dark seed），如西瓜属和黑种草属（Nigella）植物的种子。
二、种子萌发的生理生化变化(Change of physiology and biochemistry of seed germination)种子萌发过程基本上包括种子吸水，贮存组织内物质水解和运输到生长部位合成细胞组分，细胞分裂，胚根、胚芽出现等过程。
（一）种子的吸水种子的吸水可分为3个阶段，即急剧的吸水、吸水的停止和胚根长出后的重新迅速吸水。
据测定，种子吸水第一阶段是吸胀作用（物理过程）。
最新种子萌发的生理生化变化
精品文档种子萌发的生理生化变化种子萌发是种子的胚从相对静止状态变为生理活跃状态，并长成营自养生活的幼苗的过程。
生产上往往以幼苗出土为结束。
种子萌发的主要过程是胚恢复生长和形成一株独立生活的幼苗，所有有生命力的种子，当它已经完全后熟，脱离休眠状态之后，在适宜条件下，都能开始它的萌发过程，继之以营养生长。
种子萌发的前提是种子具有生活力，解除了休眠，部分植物的种子还需完成后熟过程。
对于无休眠期的种子或者已解除休眠的种子来说，在足够的水分、适宜的温度和充足的氧气等条件下，就可以进行种子的萌发过程。
种子萌发过程基本上包括种子吸水，贮存组织内物质水解和运输到生长部位合成细胞组分，细胞分裂，胚根、胚芽出现等过程。
同时萌发中的种子呼吸作用会逐渐加快，酶的活性逐渐加强，代谢活动逐渐旺盛，种子开始萌发，最终发育成幼苗。
种子在萌发的过程中，内部会发生复杂的生理变化。
l．胚乳和胚中的物质变化胚乳以物质分解为主，其重量不断减少。
而在胚中，物质转化以合成为主，其重量不断增加，胚由小变大，胚乳由大变小。
从整个种子来看，则是分解作用大于合成作用。
发芽的种子，虽然体积和鲜重都在增加，但干重却显著减轻，直到幼苗由异养(由胚乳或子叶提供养料)转为自养(子叶进行光合作用制造有机物)后，干重才能增加。
干重的减少主要是由于呼吸作用消耗了一部分干物质。
2.吸水过程的变化在种子萌发期间，整个吸水过程表现为三个阶段：第一阶段为急剧吸水阶段，主要是由种子内亲水胶体的吸胀作用引起的，即由衬质势引起的吸水过程，这是一种物理过程，吸水迅速，无论种子是死的或是活的，也无论种子休眠与否均能进行。
这一阶段的吸水量决定于种子的成分，通常是豆类种子>淀粉种子>油料种子。
吸水速率与种皮的结构和组成成分有关，种皮致密而富含蜡质、脂质的种子吸水速率慢，反之则快。
第二阶段是滞缓吸水阶段，种子鲜重增加趋于稳定，但是种子内部一些酶开始形成或活化，并进行着剧烈的物质转化，为萌发的形态变化做好准备。
种子学chapter2.6 种子萌发及其生理生化变化-63页PPT文档资料
(四)成苗阶段(seedling establishment) 种子发芽后根据其子叶出土的状况，可分成两种
1、子叶出土型(epigeal germination) 双子叶的子叶出土型植物在种子发芽时，其下胚 轴显著伸长，初期弯成拱形，顶出土面后在光照诱 导下，生长素分布相应变化，使下胚轴逐渐伸直， 生长的胚与种皮(有些种子连带小部分残余胚乳)脱 离，子叶迅速展开，见光后逐渐转绿，开始光合作 用，以后从两子叶间的胚芽长出真叶和主茎。
础上，吸水一般要停滞数小时或数天。 萌动：吸水虽然暂时停滞，但种子内部的代谢开始
加强，转入一个新的生理状态。这一时期，在生物大 分子、细胞器活化和修复基础上，种胚细胞恢复生长 。当种胚细胞体积扩大伸展到一定程度，胚根尖端就 突破种皮外伸的现象。
在农业生产上俗称为“露白”，表明胚部组织从种 皮裂缝中开始显现出来的状况。而种子生理学家习惯 上把萌动的到来看成是种子萌发的完成。
某些植物的子叶与后期生育有关，如棉花的子叶 受到损害时，以后会减少结铃数，甚至完全不结铃 ；丝瓜的子叶受伤后，对开花期子房的发育会产生 抑制作用，因此在作物移植或间苗操作过程中，就 注意保护子叶的完整，避免机械损伤。
图6.2 幼苗出土情况(子叶出土型)
1.胚根 2.第一真叶 3.子叶 4.上胚轴 5.初生根 6.下胚轴 7.胚乳 8.胚根鞘 9.盾片 10胚芽鞘 11.不定根
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。
特点：幼苗出土时顶芽包被在子叶中受到保护， 子叶出土后能进行光合作用，继续为生长提供能量 ，如大豆的子叶能进行数日的光合作用，而棉花、 萝卜等子叶能保持数周的光合功能。
种子萌发过程中的六变化
种子萌发过程中的六变化
种子萌发是作物生长的基础，从生理角度看，萌发是无休眠或已解除休眠的种子吸水后由相对静止状态转为生理活动状态，呼吸作用增强，贮藏物质被分解并转化为可供胚利用的物质，引起胚生长的过程。
从分子生物学角度看，萌发的本质是水分、温度等因子使种子的某些基因表达和酶活化，引发一系列与胚生长有关的反应。
种子萌发过程中有以下六个生理生化变化：
（一）种子吸水
种子的吸水分为三个阶段：“快—慢—快”（急剧吸水阶段—吸胀性吸水；吸水迟缓阶段；胚根出现；生长吸水阶段—渗透性吸水）。
（二）呼吸作用的变化
在吸水的第一和第二阶段，CO2的产生大大超过O2的消耗—有氧呼吸和无氧呼吸；吸水的第三阶段，O2的消耗大于CO2的释放—有氧呼吸。
（三）酶的变化
1、酶原的活化：种子吸胀后立即出现，如：β-淀粉酶、蛋白酶等。
2、重新合成：如α-淀粉酶、蛋白酶等。
两种途径：
（1）活化长寿的mRNA → 新蛋白质→ 新酶
（2）新合成的mRNA → 新蛋白质→ 新酶
（四）贮藏物质的动员
淀粉经水解或磷酸解为葡萄糖，使有机物的种类增加。
（五）含磷化合物等有机物种类的变化
种子中最多的贮磷物质是肌醇六磷酸 (又称植酸或非丁)。
种子萌发时，植酸盐水解为肌醇和磷酸。
（六）植物激素的变化
ABA（脱落酸）等抑制剂下降，IAA（生长素）、CTK（细胞分裂素）、GA（赤霉素）含量上升，使胚乳中贮藏物的降解，促进胚根胚芽的生长，控制幼苗的向地性生长。
小麦种子萌发的生理生化
小麦种子萌发的生理生化本文旨在探讨小麦种子萌发的生理生化特征。
随着近几年来关于植物胚芽萌发的研究步伐的加快，人们对小麦胚芽萌发常常被看作是一个重要课题。
在此，本文将概述小麦胚芽萌发的机制、生理活动及其关联的化学反应。
首先，小麦种子在正常情况下几乎处于“休眠”状态，外界因素如湿度、温度及光照程度的变化可以影响其萌发。
在这些因素调节下，小麦种子中自然存在的萌发烷甙类激素如IAA、GA、ABA等会促发种子萌发过程，即使在不良环境下仍可以发芽成果。
在小麦种子萌发的过程中，其细胞活性也会显著增强，各项生理活性也会有所增加，其中包括氧化还原反应，糖酵解，蛋白质合成，脂肪合成，膳食纤维消化等等。
具体的机理正在逐渐揭示，可能是萌发烷甙类激素的作用下，通过激活膜蛋白等有关信号转导通路，从而调节种子萌发的过程。
本文概括了小麦种子萌发的生理生化特征，也探索了其受调控的因素及其机制。
虽然有大量研究涉及到小麦种子萌发，但是在具体的机理及有效利用小麦萌发烷甙类激素进行强制萌发等方面仍有很多不明确之处，将来的研究依然有待进一步深入。
植物胚芽萌发旨在保证植物常规生长，它是植物重要生理过程之一。
小麦种子萌发的发育过程中，外界因素对其萌发有重要的影响，包括水分、温度、光照等，它们的变化会引发种子的萌发反应。
此外，小麦萌发过程中涉及到的生理活性也有很大的影响，其中包括营养物质的交换、氧化还原反应、糖酵解、蛋白质合成、脂肪合成以及膳食纤维消化等。
另一方面，小麦种子萌发过程也与萌发烷甙类激素有关，例如脯氨酸(IAA)、乙酰肉碱(ABA)、叔丁烯肉碱(GA)等。
它们可以通过影响膜蛋白及其他信号转导蛋白调节种子萌发过程，扩展植物萌发调控机制，以及调节其化学特性、生长和发育过程。
除此之外，有越来越多的研究表明，植物细胞外液体中的激素水平也会影响植物的萌发，从而进一步优化植物萌发过程。
此外，小麦种子萌发受到外界因素调节的探究也将有助于揭示植物萌发调控机制，有助于改善小麦种子萌发的效率，以及植物的高效发育。
种子成熟与种子萌发
种子成熟与种子萌发种子萌发是作物生长的基础，从生理角度看，萌发是无休眠或已解除休眠的种子吸水后由相对静止状态转为生理活动状态，呼吸作用增强，贮藏物质被分解并转化为可供胚利用的物质，引起胚生长的过程。
从分子生物学角度看，萌发的本质是水分、温度等因子使种子的某些基因表达和酶活化，引发一系列与胚生长有关的反应。
种子萌发过程中有以下六个生理生化变化：（一）种子吸水种子的吸水分为三个阶段：“快—慢—快”（急剧吸水阶段—吸胀性吸水；吸水迟缓阶段；胚根出现；生长吸水阶段—渗透性吸水）。
（二）呼吸作用的变化在吸水的第一和第二阶段，CO2的产生大大超过O2的消耗—有氧呼吸和无氧呼吸；吸水的第三阶段，O2的消耗大于CO2的释放—有氧呼吸。
（三）酶的变化1、酶原的活化：种子吸胀后立即出现，如：β-淀粉酶、蛋白酶等。
2、重新合成：如α-淀粉酶、蛋白酶等。
两种途径：（1）活化长寿的mRNA → 新蛋白质→ 新酶（2）新合成的mRNA → 新蛋白质→ 新酶（四）贮藏物质的动员淀粉经水解或磷酸解为葡萄糖，使有机物的种类增加。
（五）植物激素的变化ABA（脱落酸）等抑制剂下降，IAA（生长素）、CTK（细胞分裂素）、GA（赤霉素）含量上升，使胚乳中贮藏物的降解，促进胚根胚芽的生长，控制幼苗的向地性生长。
种子储藏种子的呼吸作用在种皮未破裂时,先以无氧呼吸供能,后逐渐有氧呼吸。
在种皮破裂后,无氧呼吸逐渐减弱,有氧呼吸逐渐加强。
种子萌发的常见图像（1）可溶性糖；（2）淀粉；（3）千粒重（4）含N物质；（5）粗脂肪种子的休眠1）休眠的主要原因①种皮限制；②种子未完全成熟；③胚未完全发育；④抑制物的存在。
2）休眠意义：避免种子在不适宜的条件或季节里萌发，免于幼苗受到伤害和死亡。
1.下列对种子形成和萌发过程中物质变化的叙述，不正确的是A．种子形成过程中，有机物有合成有分解B．种子成熟过程中，水分所占比例逐渐下降C．大豆种子萌发成幼苗过程中，蛋白质含量先下降后上升D．种子形成和萌发过程中，矿质元素始终从环境中获得（05广东卷）（3分）认识种子萌发过程中水分吸收变化规律。
花生种子萌发过程中有机物种类的变化
花生种子萌发过程中有机物种类的变化
花生种子的萌发过程中涉及到许多生化反应和有机物的变化。
以下是花生种子萌发过程中主要的有机物种类的变化：
1. 淀粉分解：刚开始，花生种子中的淀粉是主要的储存形式。
在萌发的初期，酶类（如淀粉酶）开始作用，将淀粉分解为葡萄糖单糖分子。
这是为了提供能量和碳源，支持种子的发芽和初期生长。
2. 脂肪分解：除了淀粉，花生种子中还含有脂肪，主要以三酸甘油脂的形式存在。
在萌发的过程中，一些酶（如脂肪酶）会开始分解脂肪，产生脂肪酸和甘油。
这些产物也能提供能量，同时参与构建细胞膜等生物膜结构。
3. 蛋白质分解：花生种子中的蛋白质是种子发芽时的另一个重要来源。
酶类，比如蛋白酶，开始分解蛋白质成为氨基酸。
氨基酸是构建细胞和合成其他生物大分子（如酶、激素等）的基本组成部分。
4. 核酸分解：花生种子中还包含核酸，主要是DNA和RNA。
在萌发过程中，核酸酶开始分解核酸为核苷酸，进而分解为核苷和碱基，以满足新生细胞对核酸的合成需求。
这些有机物的分解和转化是花生种子萌发的生化基础，它们提供了萌发和初期生长所需的能量、碳源以及构建细胞和组织的基本组分。
这个过程是种子从休眠状态到植物生长状态的重要转变，标志着新的生命的开始。
萌发过程中种子生理生化变化的研究结果与分析-园艺学论文-农学论文
萌发过程中种子生理生化变化的研究结果与分析-园艺学论文-农学论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——【题目】玉铃花种子休眠解除的理化变化探究【1.1】玉铃花的基本概况【1.2】种子休眠特性研究【第二章】玉铃花种子生物学特性研究材料与方法【第三章】萌发过程中种子生理生化变化的研究结果与分析【第四章】玉铃花种子萌发生理研究讨论【结论/参考文献】玉铃花种子发芽中生理生化特点研究结论与参考文献3.结果与分析3.1 种子生物学特性研究3.1.1 种子的形态特征玉铃花种子为长圆形，长6.5-9.1mm,宽4.3-5.9mm 先端短突尖，基部渐尖，表面有3条纵脊和 3 条浅沟槽，从种脊直达顶端。
外种皮暗褐色，光滑，无瘤状突起，微有皱纹，坚硬骨质，厚0.4mm;内种皮淡褐色，膜质。
胚白色，胚根朝向种脐一端。
胚乳丰富，白色，油质。
种子的千粒重为68.388g,属于小粒种子。
3.1.2 种子的生活力种子生活力是指种子发芽的潜力及胚乳（胚）所具有的生命力。
打破种子休眠就是用各种方法使种子发芽的潜在能力及胚乳（胚）的生命力表现出来。
本实验采用TTC染色法测定，试验结果表明，供试的100 粒玉铃花种子中哟生活力的种子约占85%,说明玉铃花试验用玉铃花种子生活力水平很高，存在较大的发芽潜力。
3.2 种子休眠原因3.2.1 种皮的透水性对玉铃花完整种子、破壳种子进行吸水测定，实验结果如图2 所示。
完整种子和破壳种子吸水变化趋势大致相同，都是先快速吸水，然后吸水速率变慢，逐渐趋于平缓，直至达到饱和状态。
但两者达到饱和状态所用时间有所不同，且在吸水阶段，破壳种子的吸水率始终大于完整种子。
完整种子在吸水 2 小时吸水最快，此时吸水率为8.94%,2-48 小时吸水较快，48 小时时吸水率为43.39%,比2 小时吸水率增加34.45%,约占总吸水量的89.11%,48 小时候吸水速度开始减慢，直至108 小时吸水达到饱和。
第六节 种子萌发及其生理生化变化
种子活力高、发芽条件好——物质效率高
黑暗条件下长成幼苗的干重 物质效率=（%） 种子发芽所消耗的干物质重量
黑暗条件下长成幼苗的干重 种子发芽前的干重－发芽后剩余物干重 ×100 %
三、种子萌发的外界条件
水分——是种子萌发的首要条件
满足最低需水量——种子可以萌发
氧气——亦是种子萌发的必需条件，若低于一定 程度，种子便不能萌发
氧分压高可以促进萌发 物质利用率高 生成有毒物质（CO2、乙醇）少 对氧气多少的要求因作物而异 油质种子需O2多 水生植物种子需O2少 水稻 O2 0.3% ——达80%发芽率 小麦 O2 5.2% ——达80%发芽率 发芽或播种，应尽量保持空气流通，保证有充足O2供应
适宜的水、气条件——种子萌发好
最低需水量——刚刚能使种子萌发时的吸水量，常用吸 水率表示。 萌发时吸水量 吸水率（%）= ———————×100 （表） 种子重量 吸水率主要受化学成分影响，一般蛋白质种子粉质种 ~油质种 萌发最低需水量高的种子，其总需水量也高。
表 6-1 几种作物种子发芽时的最低需水量(%) 种子名称 水 稻 小 麦 大 麦 黑 麦 燕 麦 玉 米 粟 荞 麦 大 麻 需水量 26.0 60.0 48.2 57.7 57.7 39.8 25.0 46.9 43.9 种子名称 油 菜 亚 麻 向日葵 棉 花 豌 豆 蚕 豆 大 豆 糖用甜菜 白三叶草 需水量 48.3 60.0 56.3 75.0 186.0 157.0 126.0 167.0 160
因此，播种的种子一般不要浸种，最好进行渗透调节处
理，超干种子则应缓湿后播种。
• 萌动指胚根胚芽向外生长突破种皮的现象，俗称“露白”
萌动期间种子内部的生理生化变化开始旺盛，对外界条 件特敏感，遇不良 条件——易受害——给予适宜条件
种子引发过程中的生理生化变化研究概述
种子引发过程中的生理生化变化研究概述常 瑶1 焦 乐2（1.长治市潞州区农业农村局，山西 长治 046000，2.长治市农业综合行政执法队，山西 长治 046000）［摘 要］ 结合目前国内外已有的一些相关理论和研究成果，对种子引发过程中的生理生化变化进行概述，主要包括种子引发对膜修复能力的影响、对酶活性及代谢的影响、对核酸的影响等，并对种子引发技术的应用前景进行展望。
［关键词］ 种子；引发；膜修复；酶活性；核酸［中图分类号］ S351.1 ［文献标志码］ A ［文章编号］ 1674-7909（2022）04-39-30 引言种子引发是指在控制条件下使种子缓慢吸水，启动和完成萌发前重要代谢事件，包括一些与大分子修复有关的过程，但不足以让胚根突出的一种播前种子处理技术。
引发处理最显著的作用是提高种子萌发率及整齐度，降低种子在发芽过程中对不利环境的敏感性。
种子引发机理可概述为种子在其引发阶段完成了膜修复、DNA重新合成和酶活化等物质代谢和能量代谢过程，从而增强了种子的萌发力及抗逆境的能力。
种子引发过程中完成的一系列物质代谢是极其复杂的。
目前，关于种子引发机制的研究仍处于探索阶段。
结合国内外已有的一些相关理论和研究成果，笔者重点阐述种子引发过程中产生的一系列生理生化反应，并对种子引发技术的应用进行了展望。
1种子引发对膜修复能力的影响种子活力下降的一个主要原因是细胞膜系统遭到了损坏，从而导致物质外渗量增加。
在种子引发的过程中，种子可以缓慢吸水，从而诱导受损的细胞膜进行修复与重组，提高细胞膜的完整性，减少种子内有机物质的外渗量，进而提高种子的活力。
种子外渗液的电导率是衡量细胞膜透性变化的一个重要指标。
种子外渗液的电导率越低，说明种子的活力越高，也就表明种子细胞壁膜系统完整性较好，受损害程度相对较轻。
前人大量的研究表明，种子引发过程中可以使细胞膜有充分的时间进行自我修复。
例如，杨小环等［1］用聚乙二醇（Polyethylene Glycol，PEG）引发处理已经老化的甘蓝种子，与对照相比，经引发的老化甘蓝种子的外渗液电导率显著降低，外渗物显著减少，从而间接表明老化甘蓝种子的细胞膜得到很大程度的修复，完整性有所增强。
第六节 种子萌发及其生理生化变化
萌发时吸水量 吸水率（%）= ———————×100 （表）
种子重量 吸水率主要受化学成分影响，一般蛋白质种子粉质种 ~油质种 萌发最低需水量高的种子，其总需水量也高。
表 6-1 几种作物种子发芽时的最低需水量(%)
种子名称 水稻 小麦 大麦 黑麦 燕麦 玉米
粟 荞麦 大麻
需水量 26.0 60.0 48.2 57.7 57.7 39.8 25.0 46.9 43.9
种子活力高、发芽条件好——物质效率高
黑暗条件下长成幼苗的干重 物质效率=（%） 种子发芽所消耗的干物质重量
黑暗条件下长成幼苗的干重 种子发芽前的干重－发芽后剩余物干重
×100 %
三、种子萌发的外界条件
水分——是种子萌发的首要条件
满足最低需水量——种子可以萌发 适宜的水、气条件——种子萌发好 最低需水量——刚刚能使种子萌发时的吸水量，常用吸
第六节 种子的萌发
种子萌发——实质是种胚从休眠状态恢复到活跃 生长状态的生命活动历程。从形态 上讲，则指种胚开始生长，胚根胚 芽突破种皮向外伸长的现象。
种子萌发是种子工作的最后阶段，更是种子 工作的终极目的。
一、种子的萌发过程
吸胀
萌动
发芽
幼苗形态建成
• 吸胀即吸水膨胀，是种子萌发的基础阶段，直到吸水
喜温性作物
612℃ 3035℃ 40℃
促进了气体交换
变温有利于种子萌发 减少贮藏物质的呼吸消耗
有利于某些酶的激活
有利于休眠打破
有些种子对变温不敏感，但有些则对变温敏感，不变温
不能很好萌发。
氧气——亦是种子萌发的必需条件，若低于一定 程度，种子便不能萌发
氧分压高可以促进萌发 物质利用率高
棕榈种子萌发过程中的生理生化变化
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萌发时间 （ ｄ ）
萌发时 间 （ ｄ ）
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图１ 棕榈种子 萌发过程 中 ＭＤＡ和脯氨酸含量的变化
Hale Waihona Puke 第一作者简介 ：李利霞 （ １ ９ ８ ７ 一 ） ，女，硕士研究生 ； 研究方向为植
物学 。
关 键 词 ：棕 榈 ；种 子 萌发 ；生 理 指 标
Ａ Ｔ活性 、Ｐ Ｏ Ｄ活 性 ；参 照张宪 政等 的 种 子萌 发是作 物生 长 的基 础 ，在 适宜 的条件 下 ，种子 定 脯氨酸 含量 、Ｃ Ｏ Ｄ活性 ；参 照邹 琦 的方法 测定 Ａ Ｐ Ｘ活性 。以 内部生理代谢活化起来 ，幼胚恢复生长 ，使 细胞基本代谢活 方法测定 Ｓ 动开始运转 ，酶系统 、线粒体修补与活化 ，从 而形 成新 的组 上实验均重复 ３次 。
织和器官 ，逐步完成形态建成 。关于种子萌发过程 中的生 １ ． ３ 生理指标的相关分析 理生化变化 ，已有很多报道 ，但 是还没有关 于棕榈种子方 面 采用 Ｄ Ｐ Ｓ 统计分析软件对所有数据进行相关分析。 的研究 。本文研究 棕榈种 子萌发过程 中的 ＭＤ Ａ、脯 氨酸含 量和 Ｓ Ｏ Ｄ、Ｃ Ａ Ｔ 、Ｐ Ｏ Ｄ、Ａ Ｐ Ｘ活性 的变化 ，有助于对棕榈种 子萌发生理的探讨 ，为其播种提供一定的理论 指导 。
种子学 (第二章 2.6种子萌发)
死种子无此吸水期。
（二）萌动阶段
1. 萌动（protrusion）－－当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，称为种子萌动。
第六节 种子萌发及其生理生化变化
农业生产上将种子萌动俗称为“露白”，表明胚部组织从种皮裂
缝中开始显现出来的状况。
种子萌动时，胚的生长随水分供应情况而不同：
长部位被继续分解和利用。
张玲丽 西北农林科技大学
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图 种子贮藏物质分解、 转化和利用方式示意图 （Cardwell, 1984）
表示分解；
表示合成 1果种皮；2糊粉层； 3淀粉层；4胚芽； 5胚根；6盾片
张玲丽
西北农林科技大学
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第六节 种子萌发及其生理生化变化
2. 子叶留土型(hypogeal germination) 大部分单双子叶的子叶留土型植物在种子发芽时，上胚轴伸长而出 土，随即长出真叶而成幼苗，子叶仍留在土中与种皮不脱离，直至内 部贮藏养料消耗殆尽，才萎缩或解体。 大部分单子叶植物种子（如禾谷类）、
张玲丽
西北农林科技大学
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第六节 种子萌发及其生理生化变化
（一）吸胀阶段 吸胀（imbibition）－－是指种子吸水而体积膨胀的现象。 当贮藏阶段的种子(水分8～14%) 与水分直接接触或在湿度较 高的空气中，则很快吸水而膨胀(少数种子例外)，直到细胞内部的 水分达到一定的饱和程度，细胞壁呈紧张状态，种子外部的保护 组织趋向软化，吸胀阶段才逐渐停止。 种子吸胀是物理现象而非活细胞的一种生理现象，是胶体吸 水体积膨大的物理作用。所以不论是活种子或是死种子均能吸胀。
第六节 种子萌发及其生理生化变化
子叶出土型幼苗的优点：
保护幼芽，子叶出土后能进行光合作用，继续为生长提供能量。
种子萌发前后淀粉酶活的变化生化实验报告
种子萌发前后淀粉酶活力的变化分析操作人：XXX 时间：XXXX 地点：XXXXX 温度：16℃实验目的：1、研究种子在萌发前后淀粉酶活力的变化，探究萌发过程中各生理指标的动态变化与植物存在何种关系，进而更深一层了解种子萌发的过程。
2、掌握淀粉酶活力的测定方法。
3、掌握分光光度计的原理及使用方法。
4、理解标准曲线的意义及标准曲线的制作方法。
实验原理：（1）淀粉的水解产物麦芽糖有还原性，能与3，5-二硝基水杨酸试剂反应，使其反应生成红色的3-氨基-5硝基水杨酸；（2）在一定范围内，其颜色深浅与淀粉酶水解产物的浓度成正比，可用麦芽糖的浓度表示，用比色法测定淀粉生成的还原糖的量，以单位重量样品在一定时间内生成的麦芽糖的量表示酶活力。
试验方法与过程：1、配制具浓度梯度的标准麦芽糖溶液：按下表在试管中加入相应体积的2mg/ml标准麦芽糖溶液和柠檬酸缓冲液，再在每个试管中加入1ml5mol/ml的NaOH溶液，标记相对应的编号。
2、酶液的制备：①取休眠的小麦种子4颗，萌发的小麦种子4颗，测量萌发的小麦的芽长并记录。
②对休眠的种子和萌发的种子分别进行以下操作：将种子放入研钵中，加入少量石英砂、1%NaCl溶液1ml研磨成匀浆。
匀浆转移至50ml容量瓶并用柠檬酸缓冲液定容，摇匀，取10ml再次定容至100ml，分别取1.5ml上清液于两支离心管中离心。
3、离心后各取1ml上清液于试管中，编号萌发1、萌发2、休眠1、休眠2，按照下表加入对应的溶液，在40℃准确计时15分钟（实际反应15min10s），在萌发2、休眠2管中加入1ml 0.5mol/ml的NaOH溶液。
4、在标准麦芽糖溶液和酶液和淀粉反应过后的溶液中加入1ml水杨酸溶液，摇匀后放入沸水浴锅水浴加热5分钟后用冷水冲凉。
3、测OD值：将15只试管中的溶液倒入比色皿，分别测定540nm波长下的OD值并记录。
4、绘制标准曲线：用Excel绘制标准曲线，并求得标准曲线回归方程及R2值。
种子萌发的生理生化变化
种子萌发的生理生化变化种子萌发是种子的胚从相对静止状态变为生理活跃状态，并长成营自养生活的幼苗的过程。
生产上往往以幼苗出土为结束。
种子萌发的主要过程是胚恢复生长和形成一株独立生活的幼苗，所有有生命力的种子，当它已经完全后熟，脱离休眠状态之后，在适宜条件下，都能开始它的萌发过程，继之以营养生长。
种子萌发的前提是种子具有生活力，解除了休眠，部分植物的种子还需完成后熟过程。
对于无休眠期的种子或者已解除休眠的种子来说，在足够的水分、适宜的温度和充足的氧气等条件下，就可以进行种子的萌发过程。
种子萌发过程基本上包括种子吸水，贮存组织内物质水解和运输到生长部位合成细胞组分，细胞分裂，胚根、胚芽出现等过程。
同时萌发中的种子呼吸作用会逐渐加快，酶的活性逐渐加强，代谢活动逐渐旺盛，种子开始萌发，最终发育成幼苗。
种子在萌发的过程中，内部会发生复杂的生理变化。
l．胚乳和胚中的物质变化胚乳以物质分解为主，其重量不断减少。
而在胚中，物质转化以合成为主，其重量不断增加，胚由小变大，胚乳由大变小。
从整个种子来看，则是分解作用大于合成作用。
发芽的种子，虽然体积和鲜重都在增加，但干重却显著减轻，直到幼苗由异养(由胚乳或子叶提供养料)转为自养(子叶进行光合作用制造有机物)后，干重才能增加。
干重的减少主要是由于呼吸作用消耗了一部分干物质。
2. 吸水过程的变化在种子萌发期间，整个吸水过程表现为三个阶段：第一阶段为急剧吸水阶段，主要是由种子内亲水胶体的吸胀作用引起的，即由衬质势引起的吸水过程，这是一种物理过程，吸水迅速，无论种子是死的或是活的，也无论种子休眠与否均能进行。
这一阶段的吸水量决定于种子的成分，通常是豆类种子>淀粉种子>油料种子。
吸水速率与种皮的结构和组成成分有关，种皮致密而富含蜡质、脂质的种子吸水速率慢，反之则快。
第二阶段是滞缓吸水阶段，种子鲜重增加趋于稳定，但是种子内部一些酶开始形成或活化，并进行着剧烈的物质转化，为萌发的形态变化做好准备。
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种子萌发的生理生化变化
种子萌发是种子的胚从相对静止状态变为生理活跃状态，并长成营自养生活的幼苗的过程。
生产上往往以幼苗出土为结束。
种子萌发的主要过程是胚恢复生长和形成一株独立生活的幼苗，所有有生命力的种子，当它已经完全后熟，脱离休眠状态之后，在适宜条件下，都能开始它的萌发过程，继之以营养生长。
种子萌发的前提是种子具有生活力，解除了休眠，部分植物的种子还需完成后熟过程。
对于无休眠期的种子或者已解除休眠的种子来说，在足够的水分、适宜的温度和充足的氧气等条件下，就可以进行种子的萌发过程。
种子萌发过程基本上包括种子吸水，贮存组织内物质水解和运输到生长部位合成细胞组分，细胞分裂，胚根、胚芽出现等过程。
同时萌发中的种子呼吸作用会逐渐加快，酶的活性逐渐加强，代谢活动逐渐旺盛，种子开始萌发，最终发育成幼苗。
种子在萌发的过程中，内部会发生复杂的生理变化。
l．胚乳和胚中的物质变化
胚乳以物质分解为主，其重量不断减少。
而在胚中，物质转化以合成为主，其重量不断增加，胚由小变大，胚乳由大变小。
从整个种子来看，则是分解作用大于合成作用。
发芽的种子，虽然体积和鲜重都在增加，但干重却显著减轻，直到幼苗由异养(由胚乳或子叶提供养料)转为自养(子叶进行光合作用制造有机物)后，干重才能增加。
干重的减少主要是由于呼吸作用消耗了一部分干物质。
2. 吸水过程的变化
在种子萌发期间，整个吸水过程表现为三个阶段：第一阶段为急剧吸水阶段，主要是由种子内亲水胶体的吸胀作用引起的，即由衬质势引起的吸水过程，这是一种物理过程，吸水迅速，无论种子是死的或是活的，也无论种子休眠与否均能进行。
这一阶段的吸水量决定于种子的成分，通常是豆类种子>淀粉种子>油料种子。
吸水速率与种皮的结构和组成成分有关，种皮致密而富含蜡质、脂质的种子吸水速率慢，反之则快。
第二阶段是滞缓吸水阶段，种子鲜重增加趋于稳定，但是种子内部一些酶开始形成或活化，并进行着剧烈的物质转化，为萌发的形态变化做好准备。
第二阶段时间的长短取决于种子的种类(如菜豆只需要4h，豌豆需要ld)，并与温度密切相关。
第三阶段为重新迅速吸水阶段，这主要是由于胚的生长引起的渗透性吸水，这一阶段由于生理、生化变化及生长的需要，种子吸水再度上升，鲜重又明显升高，但干重实际是在不断下降。
3．呼吸作用的变化
种子萌发时的呼吸过程可分为4个时期，即急剧上升——滞缓——再急剧上升——显著下降。
干种子的呼吸速率很低，几乎测不出CO2的释放和02的吸收。
随着种子吸水膨胀，气体交换加速进行，即种子吸涨后，呼吸迅速上升，可能与三羧酸循环及电子传递的线粒体酶的活性有关，此过程为第一阶段。
在种子吸水的第二阶段，即吸水滞缓阶段，种子呼吸作用产生的CO2大大超过02的消耗，这表明初期的呼吸是以无氧呼吸为主；当胚根
进入第三阶段突破种皮而伸出(俗称露白)时，O2的消耗量大大高出CO2的释放量，说明此时以有氧呼吸为主，形成了第二个呼吸高峰。
第四阶段随着幼苗贮存物质耗用，呼吸作用逐渐降低。
细胞呼吸促进了物质的转化，为种子萌发长成幼苗提供营养物质。
4．酶的活性增强
在种子萌发的开始阶段，只有少量的水解酶，这是因为在发芽的开始阶段，贮藏物质的分解十分缓慢。
在氧气充足的条件下，一个星期后，水解酶的含量明显升高，从而促进种子萌发过程的物质转化。
种子萌发时，酶的来源有：一类是由种子形成时产生，以非活性状态存在，在吸水后立即转变为有活性状态，如β---淀粉酶、磷酸酯酶和支链淀粉葡萄糖苷酶等，其活性在种子吸胀后即迅速提高。
有的酶是由预先在种子中形成的贮藏mRNA(也叫长命RNA)，在萌发过程中进一步翻译形成的，一般在吸水几小时后就具有活性；另一类酶活性出现较晚，可能是在吸胀和激素处理后，使一些基因转录合成新mRNA，再以mRNA为模板翻译成新的酶。
例如，GA处理可促进α---淀粉酶的合成等。
如大麦种子吸胀后，胚首先释放赤霉素并转移至糊粉层，在此诱导水解酶（α-淀粉酶、蛋白酶等）的合成。
水解酶将胚乳中贮存的淀粉、蛋白质水解成可溶性物质（麦芽糖、葡萄糖、氨基酸等），并陆续转运到胚轴供胚生长的需要，由此而启动了一系列复杂的幼苗形态发生过程。
5．有机物转化
种子萌发过程中有机物的转化包括以下几个方面：在胚乳中，复杂的贮藏物质分解为简单的物质，例如淀粉分解为麦芽糖，再水解为单糖被利用，脂肪分解为甘油和脂肪酸，蛋白质分解为氨基酸。
这些贮藏物质水解后形成的最终产物，在胚中用来合成生命物质，直接用来形成新的器官——即胚的生长，长根、长茎、长叶。
在胚中，物质的转化刚好与胚乳相反，可溶解的小分子化合物转化为不溶的大分子化合物，简单的化合物变成复杂的化合物，最后形成新的细胞结构。
总之，种子萌发过程中，贮藏物质淀粉、脂肪、蛋白质等有机物质经历了一系列的植物生理学水解、运输和重建等代谢转变过程。
种子萌发经历从异养到自养过程，当幼苗叶片能进行正常的光合作用，制造有机养料后，才能进入自养过程。
因此．种子内贮藏的有机物质越多，越有利于种子的萌发、幼胚的生长，因此在播种前要选择粒大饱满的种子。
6．植物激素的变化
种子萌发过程中，多种激素共同发挥调节作用。
参与调节的激素主要包括生长素、细胞分裂素、赤霉素和脱落酸。
其他含N合物等重建分解种子萌发过程中有多种内源激素调节幼胚生长、器官分化和形态的建成。
未萌发的种子通常不含游离态IAA。
但种子萌发初期束缚态IAA即转变为游离态的，并且继续合成新的IAA。
落叶松种子经层积处理吸水萌发时，生长抑制剂含量逐渐下降而GA的含量则逐渐上升。
同时，CTK和ETH在
种子萌发早期均有增加，而ABA和其他抑制物质则明显下降。
7. 植酸的变化
植酸即肌醇六磷酸，是种子内磷元素的主要贮存形式，占贮存磷的50％以上。
贮藏形式的植酸多为钙、镁的复合盐，所以又称植酸钙镁，因此是种子萌发生长时钙、镁的主要来源。
种子萌发时，在植酸酶的催化下，植酸钙镁水解，产生肌醇，同时释放出磷和钙、镁等。
由此说明种子萌发确是一个错综复杂的生理过程,也是植物发育的一个“转折点”---即从相对静止状态转变为生动活泼状态。
种子一进入萌发, 就表示其体内贮藏物质已开始水解过程, 又是形成新器官过程, 直到种子内干物质全部转化消耗, 新的个体形成时, 其发芽使命才正式完成。
所以说种子的正常萌发除需要适宜的外界环境条件之外最根本的还是取决于种子本身细胞内切生理状态, 诸如种子成熟度、饱满度、生活力强弱、新陈代谢状况以及后熟期、休眠期是否通过等等。