种子的形成、发育和成熟

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糊粉层—— 与胚相似
麸皮 = 种被 + 糊粉层 + 胚
营养上浪费 面粉耐贮、合理 科学加工利用
其它禾谷类种子的情况与小麦类似,其中玉米胚大、胚中脂肪 高,不耐贮,但可榨油。
三、种子水分
水分是种子新陈代谢的介质和生理生化变化的参与者,对种 子的物理、生理特性均有影响。 1.种子水分的存在状态 种子中的水分是一个复杂的体系 , 通常将其分为自由水和束 缚水两种状态。 自由水(游离水) 不被种子中的胶粒吸引或吸引很小, 能自由流动的水 存在于毛细管和细胞间隙 具有普通水的性质,O℃以下能结冰,自然条件下易蒸发
北方,干燥、低温——安全水分可以高一些
但最好不要低于临界水分!为什么? 安全水分定的越低,越有利于种子贮藏,但降水分要花费人 力物力,因此,安全水分确定应因时、因地、因种子量、种子用 途而定。
3. 种子的吸湿性和平衡水分:
种子的形成、发育和成熟
生产出多而优的作物种子,是一切种子工作的基础。 了解种子生长长发育的规律,为其创造良好的生长环境, 是种子生产的保证。
一、种子形成、发育的一般过程
胚珠 卵细胞+1个精子 合子 极核(2个)+1个精子 初生胚乳核 珠被(被受精所刺激) 胚 胚乳 种皮 种子
1. 胚的发育——胚的发育从合子开始,经历
多数种皮和干果的果皮发育到中后期,
原生质体消失
成为死细胞
胞壁中积累大量纤维素、木质素、色素
——皮 韧、色深(艳)
表皮细胞突起、伸长 种毛(棉)或茸毛(小麦)
二、种子发育过程中的异常现象
绝大多数胚珠
受精、发育
正常种子
少数胚珠
不正常途径
异常种子(异常现象):
1、多胚现象——1粒种子中有2个或2个以上
水 矿物质
依 功 能 分
结构物质, 如结构蛋白、核酸、磷脂、纤维素等
贮藏物质,如淀粉、可溶性糖、贮藏蛋白、脂肪等 生理活性物质,如酶、维生素、植物激素等 水、矿物质、有毒物质等 不同作物种子,化学成分的种类基本相似,差异主要
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在含量上。根据不同作物种子化学成分含量的差异,可把
种子分为:
粉质种子——淀粉含量明显高(60—70%), 脂肪极少(1~4%) 蛋白质(8-12%)——主要为禾谷类
1. 外形及物理性变化
• 大小(鲜体积): 小
细胞增多,扩大

含水量降低
稍小
(完熟期)
(早期)
(乳熟期)
先长
宽、厚
•颜色 : •鲜重:
白(淡绿) 低
营养物积累
绿 高
含水量降低
有色 低
•干重 :
•比重: 低 •硬度和透明度 :

高(一般) 低 高

油质种: 低 高 低 ∵水分降低 高 低
•热容量与导热性:
2.种子的临界水分和安全水分:
临界水分即自由水和束缚水的分界,指自由水刚刚去尽,留 下的为达饱和程度的束缚水时的种子含水量,又称束缚水量。 临界水分只因种子化学成分的不同而异,亲水胶体含量高, 亲 水物质亲水性强,种子的临界水分就高,如蛋白质种子。 一般禾谷类种子的临界水分为12—13%,油质种子为9—10% (含油量愈高,临界水分愈低) 种子的临界水分是种子安全水分确定的主要依据。
未熟种子利用的现实意义
育种加代 抢种换茬
商品种子,既要发芽达标又要减少产量 损失
未熟种子利用的适期
加代繁殖,只要保证出苗,可多提前一些 抢季换茬,以保证后茬作物达到收获目的
禾本科作物种子乳熟末期已基本可用
耐贮性差,应妥善保存且不 未熟种子利用中应注意的问题 可时间过久
活力低, 应有较好的播种条件
合子休眠期 (形成-分裂)
合子
不对称分裂
2细胞原胚
基 细 胞 胚 柄 消 失 ( 少 数 残 存 ) 顶 细 胞 胚 体
原胚发育期 (2细胞 -球胚)
胚器官分化期 (子叶原基分化-幼胚)
扩大生长期 (体积扩大)
胚柄是 短命的, 但作用 不容忽 视!
成 熟 胚
成熟胚
胚柄的作用
将胚体推进到胚囊中央 (营养优势位) 具传递细胞特征,吸收母体 养分供给胚体 产生激素,调控胚体早期发育
来源
同一珠心形成多个胚囊
假多胚产生则可能由于
珠心融合
胚囊裂生
多胚现象的存在,可能产生发芽率 >100%的情况。 多胚在生产实践上意义不大,不定胚在果树繁殖上有利用 价值。
2.无胚现象——种子外形似乎正常但内部无胚的
现象 无胚现象分布也很广,但以伞形科植物为多,如胡 萝卜、芹菜等,个别情况下无胚率可达50%。 无胚种子无种用价值,应避免产生。 遗传,如伞形科 无胚种子 产生原因 卵未受精 远缘杂交,生理不协调,胚早期夭折 昆虫危害
能做溶剂,能引起种子强烈生命活动
束缚水(结合水)
被种子中的亲水胶体紧紧吸引,不能自由流动的水 与亲水物质紧密结合 不具有普通水的性质,O℃以下不结冰 只有加温加压才蒸发掉一部分
不能做溶剂,不易引起种子强烈生命活动
种子中水分的存在状态与种子的生命活动密切相关: 只存在束缚水时,新陈代谢极微弱,易贮藏 自由水出现,呼吸强度迅速升高,代谢旺盛,病虫滋生 ; 达一定限度,出现萌发。
无性种子发育初期可能是多胚种子,其中的有性 胚被无性胚排挤而退化消失成为无性种。
无性种在形态上与有性种无明显差异,但它只具 有父、母本一方的遗传性。
4、种子败育——胚珠能顺利通过受精但却不能形
成具发芽能力的正常种子的现象 发育早期败育 发育中后期败育 果实空壳
瘦秕粒
异常粒
败育种子无种用价值,发生比例高会导致产量低、 质量 差。 发育中生理不协调,多 发生在不亲 和的杂交中
胚的现象
(1917年首次在柑桔中发现)
据多胚产生的
情况,又分
真多胚——多胚产生于同一胚 囊(多数) 假多胚——多胚产生于同一珠 心不同胚囊中(少数)
裂生多胚(合子、原胚、胚柄裂生),为有性
真多胚的
胚,多见于裸 子植物
助细胞、反足细胞 胚 有性(2n) 无性(1n) 珠心 、珠被细胞 胚(不定胚,为无性胚)
2. 生理生化变化——即物质的转化与积累,是种子充分发育
的物质基础。 植株中可
输入种子
糖类 不溶性物质 蛋白质 脂类
种子可溶物质
合成转化
溶性物质
种子在生长发育过程中生理生化变化主要以合成 作用为主。
种子中 营养物
质积累 的规律
淀粉粒 果种皮
脂肪体 胚乳外层
蛋白质体 胚乳内层
可溶性糖、非蛋白态N含量降低 淀粉的支/直升膏 随种子成熟 脂肪酸价降低、碘价升高 贮藏蛋白(蛋白体)愈多
第三章
种子的化学成分
种子作为植物繁衍后代的最佳器官,是由各种各样化学
物质组成的活的有机体。种子化学成分的种类,含量和分 布,与种子的生理状态、耐贮性,营养价值、利用价值、检 验方法原理、品质育种密切相关。
一、种子中的主要化学成分及其差异
种子中的化学成分复杂多样: 糖类 脂类
依化学组成分,主要有
含氮物质
整细胞核、大量糊粉粒 ——糊粉层 (aleurone layer) 禾本科的胚乳 内层细胞,壁薄体大,积累大量淀粉粒、
蛋白质,原生质体破碎或消失
——淀粉层(死细胞) (starch layer)
许多油质种子如蓖麻、大葱等,胚乳中无淀粉粒,主要
为脂体、蛋白体,有完整的原生质体,亦为活细胞。
椰子的 ——核型发育成 胚乳 大量游离核 (液体)
淀粉含量也高(50%)
蛋白质种子—蛋白质含量明显高
(20-30%)
——食用豆类
脂肪含量也高(20-48%) ——油用豆类
油质种子——脂肪含量明显高(30—50%), 蛋白质亦高(20—30%)
同一作物的不同类型或品种间,化学成分含量的差异也很明显。
二、种子化学成分的分布
不同类型的种子,其种胚、胚乳、种被 三部分所占比例差异很大,各部分所含化学 成分的种类和数量也不同,决定了各部分生 理机能不同 , 营养价值、利用价值不同,耐 贮性不同。 有胚乳的禾谷类种子,以小麦为例,其 各部分所占比例及所含化学成分如表。
充分成熟的种子,产量高、品质好。
3、发芽力的变化
种子发芽力一般以发芽势和发芽率表示。
种子发 育过程 中发芽 力变化 的三种 情况 随种子发育逐渐提高,完熟期达最高(一般 无休眠品种表现此种趋势) 随成熟而升高,但到成熟后期又下降, 即低 高 低(有休眠期品种)
生长发育阶段不具发芽力,收获贮藏一定时间后 才产生发芽力,如银杏、毛茛、香榧、修兰花
种子败育 的原因
受病虫危害,又有直接(吃掉胚或 寄生其中)和间接(毒素毒害) 营养缺乏,多发生在营养弱势部位 恶劣环境,如冷冻、高温、农药毒害
减少种子败育的措施,应视败育的原因而定。
三、种子发育过程中的变化
从种子形成到发育成熟是胚珠细胞不断分裂、分 化及营养物质逐渐积累、转化的过程,明显的变化有 三个方面,即外形及物理性、物质的输入与转化、发 芽力,三方面互为依存,协调发展,种子方能正常发 育。
3.无性种子——凡通过无融合生殖产生胚而
形成的种子 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)
多数发生在减数胚束——单倍体胚 少数发生在未减数胚束 无融合生殖 (减数分裂受阻)——二倍体胚 均为无性胚!
四、种子的成熟
1. 成熟的概念和指标
真正成熟的 种子应包括
形态成熟 —— 种子的形状、大小已固定不
变,呈现出品种的固有色
生理成熟 —— 种胚具有了发芽能力
形态成熟 —— 收获指标; 生理成熟 —— 种用价值指标 养料运输已经停止,干物质不再增加
种子成熟
的指标
种子含水量降低到一定程度
果种皮、内含物变硬,呈现品种固有色 种胚具有了萌发能力
安全水分——能够保证种子安全贮藏的种子含水量范围。
每逢种子入库,都要先确定其安全水分。
安全 水分
确定 依据
种子的临界水分: 临界水分高——安全水分可以高 临界水分低——安全水分必须低 一般原则:安全水分 临界水分 种子的贮藏环境 气候 : 低温干燥 仓贮条件 : 好 可以高一些 可以高一些
我国南方,潮湿、高温——安全水分应该低
球胚期以前,单双子叶有着相同形态,进入器 官分化期,出现了区别:
双子叶 球胚
(荠菜)
心形胚
鱼雷形胚
拐杖形胚
U形胚 单子叶
(玉米)
大头捧形胚
凹形胚
成熟胚
单双子叶形成的机制——四分体参 与形成子叶的数目和相对位置不同:
2. 胚乳的发育——
胚乳的发育是从初生胚乳核开始的(内胚乳)初 生胚乳核无休眠期,一般先于合子分裂,因而胚乳 的发育早于胚的发育。胚乳的发育过程因发育方式 而不同。
种子发育、成过熟程中环境条件的差异,对种子 成熟期、产量、品质均有影响。环境因素主要有光强、 温度、湿度和土壤营养。
天气晴朗,光合强度大
一般
温度适当高,昼夜温差 大 空气湿度较低(但不能干旱)
有利于种子产量 提高和正常早熟
N、P、K肥合理搭配施用
3. 未熟种子的利用
充分成熟的种子具有高活力,但许 多情况下难获得充分成熟的种子 北方秋冻
胚——无或极少淀粉,高蛋白、高脂肪、高可溶性 糖含量, 矿物质、 维生素也高—— 营养价值
从表 中可 总结 出如 下趋 势
高,但易生虫发霉、 酸败,不耐贮藏
胚乳——主要为淀粉、贮藏蛋白、低脂肪、低可溶性 糖、低灰分、低维生素 ——营养价值不高、耐贮藏 种被——主要为纤维素 , 多矿物质
——无营养价值
核型
核分裂
几个~几千个
游离核
细胞化
细胞胚乳
(nuclear type)
胚乳发 育方式
细胞型
自始至终为细胞分裂,无游离核时期 (合瓣花群 ) 合点室——退化消失 珠孔室—按核型发育
(cellular type) 沼生目型
—— 第1次为细
(helobial type)
胞分裂
胚乳
(石蒜科)
最外1~几层细胞、壁厚体小、内含完
掌握好种子的成熟指标和形态特征, 适期收获,可提高种子产量、品质。有些 种子如稻、豆类、十字花科种子,尤其麦 类种子,易落粒、易穗发芽——应适时抢 收;另有些种子,如玉米,常因苞叶成熟 籽粒成熟不一致导致早收减产。玉米在乳 线消失、黑色层出现时收获,较苞叶白时 收获增10~15%。
2、环境条件对种子发育、成熟的影响
粘附于胚囊腔
细胞胚乳
(固体椰肉)
保持游离核状态(液体椰乳) 胚为无限生长 胚乳为有限生长 胚乳迟早被 胚所消耗
被子植物的胚乳和胚同属双受 精产物,但最终命运不同 无胚乳种子 有胚乳种子 生长发育中消失 生长发育中保存
萌发时被胚消耗
3. 种被的发育:
(被受精所刺激 )珠被 若胚珠有1层珠被,只发育成 若胚珠有2层珠被,可能发育成 子房壁 果皮 脱离种子 不脱离种子 种皮 1层种皮 2层种皮 1层种皮 真种子 果实种子
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