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种子学绪论种子形态各异，大小悬殊，寿命长短不一。一，种子的含义植物学上：由胚珠发育形成的繁殖器官。农业推广上的种子：一切可直接作播种材料的植物的器官。（一）按系统发育对种子分类1、真种子植物学上的种子，由胚珠发育而成。2、类似种子的干果。除具有真种子的基本结构外，还有由子房等发育来的果皮。(1)子实类似种子的干果，子实与真种子合称子粒。3、用以繁殖的营养器官（1）根茎类作物的繁殖器官，可作为繁殖材料进行播种块根——甘薯，山药块茎——马铃薯，魔芋球茎——芋，慈姑鳞茎——葱，蒜，洋葱地上茎——甘蔗，木薯4、人工种子（二）种子的意义联系前后两季作物的桥梁；最基本的生产资料二，种子学的任务1，种子学概念：研究植物种子的特征，特性和生命活动规律的一门科学。2，种子学的内容3、种子学的任务为农作物生产提供科学理论依据和先进技术措施，以提高作物种子产量和质量。四、种子学发展史海肖特《工作日记》狄奥弗拉斯塔第一位种子生理学家1869创始人诺倍《种子学手册》19世纪初盖脱耐尔父子《植物的果实与种子》基础理论•种子形成发育成熟•种子形态•化学成分•生理、生化、生态应用技术•种子生产•种子贮藏•种子加工•种子检验种子科学迅猛发展《种子检验和研究方法》第一章种子的形态结构第一节种子的基本结构一、果皮和种皮种孔：也叫发芽口，由胚珠发育而来，其位置正好位于种皮下面的胚根尖端。当种子发芽时，水分首先从种孔进入种子内部，胚根细胞很快吸水膨胀，然后从种孔伸出。种脐：种子附着在胎座上的部分，即种子成熟后从株柄上脱落时留下的痕迹。脐的形状，颜色可作为鉴定作物类型和品种的依据。脐条：又称种脊，是倒生或半倒生胚珠从株柄到合点的维管束遗迹，而直生胚珠的种子没有明显的脐条。种子基本结构•果皮和种皮•种脐•种孔•脐条•内脐•胚•胚轴•胚芽•胚根•子叶•胚乳维管束从株柄到合点时，不直接进入珠心，而先在珠被上通过一段距离。内脐：胚珠时期的合点遗迹，即脐条的终点部位。（维管束末端）通常程稍微突起，在豆类和棉花种子上明显。二，胚1、胚芽也叫幼芽，是叶茎的原生体，位于胚轴的上端，顶部为茎的生长点。2，胚轴又称胚茎，是连接胚芽和胚根的过渡部分，种子发芽前一般不太明显。3，胚根也叫幼根，在胚轴下面，为植物未发育的初生根，一条或多条。4，子叶种胚的幼叶功能：贮藏营养，保护作物，传递养料三，胚乳第二节主要种子的形态特征小麦胚的结构蚕豆胚的结构大豆种子形态的结构玉米种子形态的结构蓖麻种子形态的结构慈姑胚的结构：生长点和初生叶，子叶，由胚根和下胚轴合成的短枝，种皮，果实部分。第二章种子化学成分第一节种子化学成分水营养成分（蛋白质，淀粉，脂肪）其它（矿物质，维生素，酶，色素）1，按化学成分状况及用途分类粉质种子：胚乳发达，贮存营养物质，淀粉含量高蛋白质种子：子叶发达，贮存营养物质，蛋白质含量高油质种子：子叶发达，贮存营养物质，脂肪含量高2，光化产物转化量和需氮量光化产物转化量：每克光合作用产物转化成贮藏物质的量需氮量：种子产生1g干物质所需氮量的毫克数糊精：没有降解的淀粉种子化学成分分布特点：1，胚含有较高的蛋白质，脂肪，可溶解性糖，矿物质2，全部淀粉和蛋白质都集中于胚乳中3，果皮中纤维素和矿物质的含量特别高4，糊粉层含有丰富的蛋白质，脂肪，矿物质和维生素。第二节种子水分一种子中水分的状态游离水和结合水临界水分：种子结合水达到饱和程度并将出现游离水时的水分含量。谷类：12~14%油料：8~10%在临界水分以下，种子可以安全贮藏，但在相对湿度过高的仓库中也不能长期存放。二种子平衡水分及其影响蛋白质种子的形成需要大量氮素油质种子的形成需要消耗大量的光合产物粉质种子形成贮藏物质需要的氮素较少，并可经济地利用光能（一）种子的平衡水分种子对水分吸附分解以同等速率进行时的种子水分。吸湿平衡曲线：一条S行曲线（慢-快-慢）三个明显吸水节段阶段一：结合水阶段二：靠下端的接近于结合，靠上段接近于自由水三个区域：A区种子贮藏不安全B区种子安全贮藏C区仅限于短期贮藏1，湿度2，温度：相同相对湿度，温度下降，种子平衡水分升高，反之，则ACB越低。3，种子化学物质的亲水性第三节种子的营养成分一糖类占种子干重的25~70%最重要的贮藏物质之一，也是主要呼吸基质。种子发芽时为胚提供养料和ATP淀粉粒;主要成分是多糖（95%）以上少量矿物质，磷酸，脂肪酸；单粒和复粒淀粉：由两种性质不同的多糖组成，直链和支链淀粉二者之间的比例是决定淀粉特性和粮食食味：粳稻米直链淀粉含量较低（20%以下），粳稻米饭较湿，有粘性，有关泽。籼稻米直链淀粉含量较高（25%以上，）籼稻米饭较干，松而易碎，质地较硬。比较项目直链淀粉支链淀粉线型直线型分支型葡萄糖残基数量200~1000600~6000化学键α-1,4糖苷键α-1,4糖苷键；α-1,6糖苷键溶解性易溶于热水，形成粘稠性较低的胶溶液加湿加压溶解于水，形成很粘稠胶溶液颜色反应遇碘液呈蓝黑色遇碘液呈红棕色二脂类包括脂肪和磷脂；脂肪以贮藏物质形式存在于细胞中。1脂肪高能量贮藏物质，贮藏的能量以相同重量的糖或蛋白质几乎高一倍脂肪性质表示方法：酸价，碘价（1）酸价中和1g脂肪中全部游离脂肪酸所需氢氧化钾毫克数衡量游离脂肪酸多少酸价与种子品质关系：酸价上升，品质恶化（2）碘价与100g脂肪结合所需的毫克数衡量脂肪酸不饱和程度碘价与种子品质关系：碘价越高，脂肪中的脂肪酸不饱和程度越高（双键含量升高）脂肪酸越容易氧化。随着氧化的进行，双键逐渐被破坏，碘价又随之降低，表明种子品质已严重恶化。3脂质的酸败种子在贮藏过程中，由于脂肪变质产生醛，酮酸等物质而发生苦味和不良气味三蛋白质面筋成分：谷蛋白，醇溶蛋白种类溶解性相对含量分子量功能存在部位清蛋白水9%12000~16000醇蛋白胚，糊状层球蛋白盐酸5%20000~200000酶蛋白少部分在胚乳醇溶蛋白醇溶液40%20000~800000延展性胚乳谷蛋白烯酸46%150000~3000000弹性胚乳第四节生理活性物质生理活性物质：种子中所具有的能调节种子生理状态，生化变化和生命活动作用的化学物质。例如：酶，维生素，植物激素色素：种子色泽;品种特点，成熟度和品质的判断标准。矿物质：种子毒物和特殊化学成分：硫葡萄糖甙；单宁；棉酚第六节种子化学成分影响因素内因：作物遗传特性，成熟度，饱满度外因：成熟期间气候和土壤条件第三章种子休眠凡是种子具有生活力而停留不能发芽的状态中，称为休眠。休眠种子：种子本身未完成生理成熟或存在发芽的障碍，即使给予适当条件也不能发芽。静止种子：种子已具有发芽能力，但不具备发芽所需的基本条件，种子被迫处于静止状态；第一节种子休眠的原因和机理一种子休眠的主要愿意：1，种胚尚未完全成熟种子其它部分已经成熟，而种子在脱离母体后仍需要从胚乳或其它组织吸收养料，进行细胞组织的进一步分化生长，直到完成生理成熟。2，种子尚未完成后熟胚虽已成熟，但未通过一系列复杂生物化学反应，激素的水平不足以导致种子萌发，或在胚部细胞中还缺少萌发所需的同化物质和能量。可通过低温层积3，种皮障碍主要表现在种皮不透水，种皮不透气和种皮的机械束缚。4，种皮存在有抑制物质主要是激素ABA和ETH；酚类物质：有机酸，氧化氢，植物碱，醛类，芳香油类，不饱和内酯抑制物质特点：没有专一性5，需要特殊发芽条件-光种子的光敏感分类：白光结束种子休眠；白光抑制发芽；对白光不敏感，但存在敏感光系统6，不良条件影响-次生休眠会使它重新进入休眠，即使适宜条件，也不能萌发，称为次生休眠7，综合休眠二种子休眠的机理1，内源激素调控—三因子学说种子的休眠和发芽由萌发促进物质GA，CK和萌发抑制物质ABA三种因子调节NYNYNY解除抑制作用抑制发芽种子GAABA发芽CTK休眠ABAGACTK2呼吸调控途径3光敏素调控种子发芽率黑暗14%R70%R+FR6%R+FR+R74%R+FR+R+FR6%主要结论：光敏色素有Pr(红光吸收形式)和Pfr（远红光吸收形）两种状态，Pfr比例提高，促进发芽。光照条件可促进种子Pfr和Pr相互转化，红光（660mm）可促进Pr向Pfr转变，而远红光（730mm）可促进Pfr向Pr转变。P（钝化）暗转变活化红光（660mm）PrPfrPfr合成远红光（730mm）促进萌发A（合成）逆暗转变破坏P4膜相变理论细胞膜可因温度改变而使其物理性状态发生可逆性变化，即可在低温条件下细胞膜呈凝胶状态，在较高温度下则变为流动状态。第二节禾谷类种子的休眠一禾谷类种子休眠的原因种皮透气性不良，阻碍氧气供应颖稃壳谷含有抑制物质休眠期：种子从收获期起，经过休眠，发芽率达到80%与休眠期相关的几个概念：发芽率90%80%50%时间休眠期农业种子平均寿命平均寿命种子寿命二影响休眠期因素1遗传因素2生理因素3环境因素第三节豆类种子的休眠硬实：由于种皮不透水而不能吸胀发芽的种子。一硬实发生原因1种皮结构种皮中含有疏水性物质。硬实表皮为一角质层，其下有栅栏层，坚固紧密，随成熟而加厚，难以透水。栅栏层的黑胶质或纤维素果胶形成的角质特性。2种脐疤的控水作用豆类种子脐部有一瘤状突起，称“种脐疤”在干燥条件下，“种脐疤”收缩，统统打开，种子内部水分外溢。在潮湿条件下，种脐疤吸涨，通道关闭，外界水分难以进入。二影响硬实的因素环境第四节种子休眠的调控种子休眠的调控的原因：种子休眠是对环境的适应，对其本身有利，但对农业生产并不一定有利。休眠期太短，往往会造成收货前在母株上发芽，影响种子的产量和质量。休眠期太长，有利于适时播种，或播种后田间出苗参差不齐，出苗率低。1选种：许多作物由于休眠不深，很容易在植株上或贮藏期间发芽，可通过选种选育休眠期较长的新品种。2施用药剂小麦花后18天喷施0.1~0.2%青鲜素（MH），或由于完熟前10天喷催促进成熟，提早收货，避过雨季而降低被发芽的目的，3合理贮藏谷类种子在干燥、低温贮藏马铃薯种子可与大蒜一起贮藏，利用大蒜中挥发的物质抑制马铃薯发芽。二缩短种子休眠期缩短种子休眠期的原因：利用未通过休眠期的种子播种，往往出苗率很低，出苗时间延长，耽误生产季节，因此必须采用各种处理，以提高种子的播种品质。在种子检验工作中，也必须采用适宜方法破除种子休眠。1种子处理：药剂处理：生长调节物质机械处理：马铃薯切块，麦类针刺胚胎，十字花科种子挑破种皮高温处理：高温，低温和变温处理。层积处理：暖层积（胚尚未成熟的种子），低温层积（未通过后熟的种子）干燥处理：2改变发芽条件许多作物休眠种子并非绝对不能发芽，而是萌发温度不同于非休眠种子，发芽温度范围有偏差，若置于一定温度条件下，可提高其发芽。第四章种子活力生活力及其发芽力第一节基本概念1种子活力的地位种子活力是种子质量的重要指标种用价值的重要组分部分与田间出苗率密切相关2种子活力的概念（ＡＯＳＡ，１９８０）在广泛的田间条件下，决定种子迅速整齐出苗和长成正常幼苗的潜在能力。3种子活力的理解种子活力就是种子的健壮度，健壮的种子，即高发芽率种子发芽快，出苗齐，出苗迅速，对不良环境抵抗力强。4种子活力的特性种子发芽期间---系列生物化学变化，如酶的变化和呼吸强度种子发芽和幼苗的生长的速度和整齐度。种子生活力：种子发芽潜在能力和胚胎所具有的生命力。表示方法：一批种子中具有生命力的种子占种子总数的百分率。种子发芽力概念：种子在适宜条件（一般指实验室可控条件）下发芽并长成正常植株的能力。活力发芽力种子生活力表示方法：发芽势，发芽率种子活力，生活力，发芽力的关系：第二节种子活力的测定一种子活力的重要意义1高活力种子的优越性提高田间出苗率提高田间整齐度抵御不良环境条件增强对病虫害杂草的竞争能力抗寒能力强，适于播种节约播种费用提高种子耐藏性2测定种子活力必要性是保证田间出苗率的重要手段是种子工业不可少的环节是育种者必须采用的方法是生理工作者研究种子劣变生理的必要方法二种子生活力的必要因素1影响种子活力的因素遗传因素：不同作物和不同品种，杂种优势，种皮皱着性和颜色，子叶出土型，硬实，机械损伤的敏感性，化学成分，幼苗形态结构，低温发芽性，作物成熟期。环境条件：土壤肥力与母