第三章种子的形态结构和生理特性.ppt
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1、第三章(一),种子的形态结构和生理特性,一、种子的外部形态 外形 种被上的构造,种类 形态、构造 鉴别、纯度检测、清选分级、加工包装、贮藏,主要作物种子大小,(二)种被上的构造 鉴别 真种子 胚珠时期遗迹 果实种子 子房遗迹 宿存的花被 种皮上的构造,种脐,发芽口(种孔),脐条(种脊或种脉),内脐,1、种脐 种子从种柄上脱落时留下的疤痕,或种子附着在胎座上的部位。都有,2、发芽口 种孔,珠孔遗迹,正对胚根的尖端。萌发,3、脐条 种脊 种脉,倒生或半倒生胚珠从珠柄到合点的维管束遗迹,4、内脐 合点遗迹,脐条的终点。棉花、豆类 萌发时最先吸胀,1.直生胚珠种子 脐和发芽口位于种子两端,内脐与发芽口
2、相对,紧邻种脐,无脐条;2.倒生 脐和发芽口紧邻,内脐位于种子顶部,脐条长;3.半倒生 脐位于种子侧面,脐条短。,胚珠类型 种皮构造,直生胚珠,倒生胚珠,半倒生胚珠,发芽口,发芽口,种脐,内脐,内脐,脐条,二、种子内部结构 种被-种子外表的保护组织。,3.胚乳-有胚乳种子的贮藏组织。,2.种胚-通常由受精卵即合子发育而成的幼小植物体。,种被 果皮+种皮 种皮 胞壁加厚的死细胞 种被致密程度、厚薄、强度 干燥、加 工、休眠、寿命、发芽,种胚,胚本部,胚芽胚轴胚根,子叶,单子叶双子叶多子叶,2.种胚,直立型,弯曲型,螺旋型,环状型,折叠型,偏在型,大小 形状 位置 胚的类型,3.胚乳:内胚乳(en
3、dosperm,3n)受精极核 外胚乳(perisperm,2n)珠心细胞 裸子植物的胚乳(1n)雌配子体,大多为内胚乳,少数外胚乳;甜菜、菠菜三类胚乳 外观上无明显区别,同功不同源;大多为固体,少数液体;椰子 固体胚乳中多数为薄壁细胞 禾本科,少数为厚壁细胞 葱;禾谷类的胚乳 糊粉层/淀粉层,角质/粉质,(二)种子的形成、发育和成熟,(一)受精作用.授粉-花开放,花药破裂,花粉粒散出,借助各种媒介传播到柱头上。被子植物的双受精过程花粉粒萌发,花粉管从花粉粒的发芽孔伸出;花粉粒外壁挤破,内壁随花粉管从发芽孔延伸到柱头,钻进花柱到达胚珠,进入胚囊;管核消失,生殖核分裂为2个精核,分别与雌配子和2
4、个极核(或次生细胞)融合,形成合子和原始胚乳细胞。花粉管进入胚囊的途径,一、种子形成、发育的一般过程,(二)种子的发育 卵细胞+1个精子 合子 胚胚珠 极核(2个)+1个精子 初生胚乳核 胚乳 种子 珠被(被受精所刺激)种皮,合子休眠期(形成-分裂)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)成熟胚,合子 2细胞原胚,顶细胞 胚体 成熟胚基细胞 胚柄 消失(少数残存),不对称分裂,1.胚的发育,将胚体推到胚囊中央的营养优势位传递细胞,吸收母体养分供给胚产生激素,胚乳的发育 从初生胚乳核开始 内胚乳初生胚乳核无休眠期,一般先于合子分裂,胚乳的发育早于胚发育;
5、胚为无限生长,胚乳为有限生长,核型 核分裂 几个几千个 细胞胚乳游离核 细胞型 自始至终为细胞分裂,无游离核时期 沼生目型 第次 合点室退化消失 细胞分裂 珠孔室按核型发育 胚乳(石蒜科),胚乳不同的发育方式:,糊粉层最外几层细胞、壁厚体小、内含完整细胞核、大量糊粉粒 淀粉层内层,壁薄体大,大量淀粉粒、蛋白质,原生质体破碎或消失油质种子 蓖麻、大葱 许多胚乳中无淀粉粒,主要为脂体、蛋白体,有完整的原生质体-活细胞。,禾本科,死细胞,椰子 核型发育,大量游离核(液体),粘附于胚囊腔 细胞胚乳 椰肉保持游离核状态(椰乳),3.种被的发育 胚珠1层珠被 1层种皮 胚珠2层珠被 或1层种皮,脱离种子
6、真种子 不脱离种子 果实种子,子房壁 果皮,1.多胚粒种子中有个或个以上胚 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),二、种子发育中的异常现象 胚珠 异常种子,裂生多胚(合子、原胚、胚柄裂生),为有性 胚,多见于裸 子植物 助细胞、反足细胞 胚 有性(2n)无性(n)珠心、珠被细胞 胚(不定胚,无性胚)同一珠心形成多个胚囊 假多胚 珠心融合 胚囊裂生 多胚的意义:发芽率可能100;不定胚在果树繁殖上有利用价值。,真多胚,2.无胚 伞形科种子外形正常但内部无胚。无胚率可达50。无种用价值。遗传,如伞形科 卵未受精 远缘杂交,生理不协调,胚早期夭折 昆虫危害,
7、产生原因,3.无性种子通过无融合生殖产生胚而形成种子。配子体不经配子融合而产生孢子体,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),多胚有性胚被无性胚排挤退化无性种子,发育中生理不协调,不亲和的杂交 病虫危害,直接或间接 营养缺乏,营养弱势部位 恶劣环境,冷冻、高温、农药毒害,败育原因,.种子败育胚珠顺利通过受精,但不能形成具发芽能力的正常种子。发育早期败育 果实空壳 瘦秕粒 异常粒,发育中后期败育,无种用价值,比例高导致产量低、质量 差。,三、发育过程中种子的变化 胚珠细胞不断分裂、分化;营养物质逐渐积累、转化 外形和物理性 物质的输入与转化 发芽力,颜色 白(淡绿)绿 有
8、色鲜重 低 营养物积累 高 含水量降低 低干重 低 高比重 低 高(一般)油质种:低 高 低 硬度和透明度 低 高热容量与导热性 高 低 水分降低,1.外形及物理性变化 大小(鲜体积)小 细胞增多,扩大 大 含水量降低 稍 小(早期)(乳熟期)(完熟期)先变长 宽、厚,淀粉粒 脂肪体 蛋白质体 果种皮 胚乳外层 胚乳内层 可溶性糖、非蛋白态N含量降低 淀粉的支/直升高 随种子成熟 脂肪酸价降低、碘价升高 贮藏蛋白(蛋白体)愈多 充分成熟的种子,产量高、品质好。,2.生理生化变化 物质转化与积累,合成为主,种子中可溶物质 不溶性物质,植株中可溶性物质,糖类 蛋白质 脂类,3.发芽力的变化 随种子
9、发育逐渐提高,完熟达最高(无休眠品种)随成熟升高,成熟后期又下降 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 银杏、毛茛、,四、种子的成熟 1.成熟的概念 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 种胚具有发芽能力 养料运输已经停止,干物质不再增加 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 种胚具有萌发能力,收获指标,种用价值指标,指标,2、环境条件对种子发育、成熟的影响光、温、湿和土壤营养 种子成熟期、产量、品质 天气晴朗,光合强度大一般 温度适当高,昼夜温差 大 利于种子产量 空气湿度较低(但不干旱)提高
10、和正常早熟 N、P、K肥合理搭配施用,3.未熟种子的利用,现实意义,北方秋冻育种加代抢种换茬,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 可时间过久 活力低,应有较好的播种条件,注意,三,种子的化学成份,一、种子中的主要化学成分及差异,1.化学成分分类依化学组成:糖类、脂类、含氮物质、水、矿物质 结构物质 结构蛋白、核酸、磷脂、纤维素 贮藏物质 淀粉、可溶性糖、贮藏蛋白、脂肪 生理活性物质 酶、维生素、植物激素 水 矿物质 有毒物质,2.种子按化学成分含量划分,粉质种子淀粉含量高,6070%脂肪极少,14%蛋白质,812%禾谷类蛋白质种子蛋白质含量高2030%油质种子脂肪含量高
11、,3050%蛋白质高,2030%,3.种子蛋白质中氨基酸的组成,禾谷类,蛋白质含量低,仅为豆类的1/21/3赖氨酸含量低,玉米中色氨酸含量低胚乳中主要是醇溶、碱溶蛋白,谷酰胺、脯、亮氨酸多胚中清、球蛋白较多,赖、色、精氨酸比例高,粮食加工 胚的营养成分;品质育种 提高优质蛋白(清、球)含量,二.安全水分-临界水分以下,一般认为可以安全贮藏,称安全水分。,表2-2 不同水分时小麦的呼吸强度(mgCO2/kg24hr),(1)种子超过安全水分的变化 1.超过12-14%,使用熏蒸剂,损害发芽力;2.表面和内部的真菌生长;3.超过18-20%,“发热”;4.超过40-60%,发芽。,(2)安全水分的
12、确定,时地种子量种子用途,最好不低于临界水分高,安全水分可以高 低,安全水分必须低 一般:安全水分 临界水分贮藏气候 各地区标准 南方,潮湿、高温,安全水分低;北方,干燥、低温,安全水分可高一点。,谷类 南方 13%以下 北方 可略高于南方,表2-3 谷物种子安全贮藏水分(),植物激素,(1)赤霉素 赤霉素,是广泛存在的一类植物激素。其化学结构属于二萜类酸,由四环骨架衍生而得。可刺激叶和芽的生长。,例如提高无籽葡萄产量,打破马铃薯休眠;在酿造啤酒时,用GA3来促进制备麦芽糖用的大麦种子的萌发;当晚稻遇阴雨低温而抽穗迟缓时,用赤霉素处理能促进抽穗;或在杂交水稻制种中调节花期以使父母本花期相遇等。
13、,(2)生长素,生长素(auxin)是一类含有一个不饱和芳香族环和一个乙酸侧链的内源激素,英点击此处添加图片说明文简称IAA,国际通用,是吲哚乙酸(IAA)。4-氯-IAA、5-羟-IAA、萘乙酸(NAA)、吲哚丁酸等为类生长素。,1872年波兰园艺学家谢连斯基对根尖控制根伸长区生长作了研究;后来达尔文父子对草的胚芽鞘向光性进行了研究。1928年温特证实了胚芽的尖端确实产生了某种物质,能够控制胚芽生长。1934年,凯格等人从一些植物中分离出了这种物质并命名它为吲哚乙酸,因而习惯上常把吲哚乙酸作为生长素的同义词。,IAA,(3)脱落酸,脱落酸(abscisic acid,ABA)别名:天然脱落酸
14、。一种抑制生长的植物激素,因能促使叶子脱落而得名。除促使叶子脱落外尚有其他作用,如使芽进入休眠状态、促使马铃薯形成块茎等。对细胞的延长也有抑制作用。1965年证实,脱落素II和休眠素为同一种物质,统一命名为脱落酸。,特性,植物的生长平衡因子 脱落酸又叫S-诱抗素。S-诱抗素是平衡植物内源激素和有关生长活性物质代谢的关键因子。具有促进植物平衡吸收水、肥和协调体内代谢的能力。可有效调控植物的根/冠和营养生长与生殖生长,对提高农作物的品质、产量具有重要作用。,植物的抗逆诱导因子S-诱抗素是启动植物体内抗逆基因表达的第一信使,可有效激活植物体内抗逆免疫系统。具有培源固本,增强植物综合抗性(抗旱、抗热、
15、抗寒、抗病虫、抗盐碱等)的能力。对农业生产上抗旱节水、减灾保产和生态环境的恢复具有重要作用。,细胞分裂素,细胞分裂素(cytokinin;kinetin)从玉米或其他植物中分离到的一种N6-异戊烯腺嘌呤。在植物根部产生的一类促进胞质分裂的物质,促进多种组织的分化和生长。,生理作用,细胞分裂素的生理作用主要是引起细胞分裂,诱导芽的形成和促进芽的生长。对组织培养的烟草髓或茎切段,细胞分裂素可使已停止分裂的髓细胞重新分裂。这种现象曾被用于细胞分裂素的生物测定。,(5)乙烯,乙烯ethylene CH2=CH2,为一种植物激素。由于具有促进果实成熟的作用,并在成熟前大量合成,所以认为它是成熟激素(ri
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