种子学-2013-8

1、种子休眠的机理种子休眠的机理1 内源激素调控学说内源激素调控学说2 呼吸途径调控学说呼吸途径调控学说3 光敏素调控学说光敏素调控学说4 膜相变化论膜相变化论种子的休眠（种子的休眠（seed dormancy）禾谷类种子的休眠禾谷类种子的休眠休眠原因：与种被影响有关。水稻与大麦是稃壳包被，小休眠原因：与种被影响有关。水稻与大麦是稃壳包被，小麦是果种皮阻碍氧气供应。成熟玉米、高粱无明显休眠。麦是果种皮阻碍氧气供应。成熟玉米、高粱无明显休眠。 解除：去除水稻稃壳、破坏小麦果种皮、双氧水处理、解除：去除水稻稃壳、破坏小麦果种皮、双氧水处理、 低温处理（麦）；烘干低温处理（麦）；烘干 影响因素影响因素1

2、 遗传因素遗传因素: 种间差异种间差异; 品种间差异品种间差异 2生理因素生理因素: 成熟度成熟度3环境因素环境因素: 温度温度豆类种子的休眠（硬实）豆类种子的休眠（硬实）硬实（硬实（hard seed）：）：种皮不透水不能吸胀保持原来大小和坚硬状种皮不透水不能吸胀保持原来大小和坚硬状态的种子。具有自然选择优势态的种子。具有自然选择优势 。硬实原因：硬实原因：1 种皮中某一层次细胞壁含有较多疏水性物质：种皮中某一层次细胞壁含有较多疏水性物质：2 特定部位或特殊的水分控制机制：特定部位或特殊的水分控制机制：硬实的影响因素硬实的影响因素1 遗传性遗传性2 成熟度成熟度3 环境条件环境条件其他作物种

3、子的休眠原因其他作物种子的休眠原因棉花：棉花： 主要为陆地棉，其余三种几乎无休眠。主要为陆地棉，其余三种几乎无休眠。 种皮透气性、透水性种皮透气性、透水性(硬实硬实) 、机械束缚。、机械束缚。 温汤浸种，浓硫酸，烘干温汤浸种，浓硫酸，烘干 油菜：油菜： 休眠深度休眠深度 芥菜型芥菜型 白菜型白菜型 甘蓝型甘蓝型 种皮透气性（种皮色素）；果壳中的发芽抑制物质种皮透气性（种皮色素）；果壳中的发芽抑制物质 高温缩短休眠，刺破种皮、淋洗高温缩短休眠，刺破种皮、淋洗 向日葵：向日葵： 果种皮中存在发芽抑制物；胚休眠果种皮中存在发芽抑制物；胚休眠 高温诱导二次休眠高温诱导二次休眠甜菜：甜菜： 种球（果皮和

4、花萼）中存在发芽抑制物（草酸盐、酚类物质）种球（果皮和花萼）中存在发芽抑制物（草酸盐、酚类物质） 浸种；淋洗浸种；淋洗蔬菜：蔬菜：类型和作物类型和作物休眠原因休眠原因瓜果类瓜果类 西瓜、黄瓜、甜瓜西瓜、黄瓜、甜瓜 冬瓜冬瓜 番茄番茄种皮透气性差种皮透气性差种皮透水性差种皮透水性差存在抑制物质存在抑制物质根菜类、甘薯（种子）根菜类、甘薯（种子） 胡萝卜胡萝卜 萝卜萝卜种皮透水性差种皮透水性差种胚发育不良种胚发育不良种皮透气性差种皮透气性差叶菜类叶菜类 芹菜芹菜 苋菜苋菜 莴苣莴苣 白菜、芥菜白菜、芥菜 菠菜菠菜发芽需光发芽需光发芽忌光发芽忌光发芽需光；种皮、胚乳障碍；发芽抑制物发芽需光；种皮、胚

5、乳障碍；发芽抑制物种皮透性差；发芽需光种皮透性差；发芽需光吸胀种子表面胶液影响透气；果皮中有草酸吸胀种子表面胶液影响透气；果皮中有草酸种子休眠的控制种子休眠的控制-保持或打破保持或打破1 育种手段：育种手段：休眠性是遗传性状休眠性是遗传性状2 种子处理：种子处理： 化学处理（药剂）化学处理（药剂） 物理处理（机械损伤，高温干藏，晒种，温汤浸种）物理处理（机械损伤，高温干藏，晒种，温汤浸种） 层积处理层积处理3 改变发芽条件改变发芽条件 低温预措，变温，光照等促进萌发低温预措，变温，光照等促进萌发种子活力种子活力 Seed Vigor种子活力的概念种子活力的概念 a 种子群体内和群体间发芽和幼苗

6、生长速率的差异种子群体内和群体间发芽和幼苗生长速率的差异 b 标准发芽试验田间实际出苗结果的差异标准发芽试验田间实际出苗结果的差异ISTA (2001) 种子活力是决定具有合格发芽能力的种子批在在不同环境种子活力是决定具有合格发芽能力的种子批在在不同环境条件下的活性和表现水平的那些种子特性的综合。条件下的活性和表现水平的那些种子特性的综合。1 种子发芽和幼苗生长的速度和整齐度种子发芽和幼苗生长的速度和整齐度2 在不利环境条件下，种子的出苗能力在不利环境条件下，种子的出苗能力3 储藏后的表现，特别是发芽能力的保持储藏后的表现，特别是发芽能力的保持Seed vigor is a sum of th

7、ose properties that determine the activity and level of performance of seed lots of acceptable germination in a wide range of environments. Rate and uniformity of seed germination and seedling growth Emergence ability of seeds under unfavorable environmental conditions 1. Performance after storage,

8、particularly the retention of the ability to germinateAOSA （Association of Official Seed Analysts）种子活力是指决定种子在广泛的田间条件下快速整齐出苗和种子活力是指决定种子在广泛的田间条件下快速整齐出苗和长成正常幼苗的潜力的那些特性。长成正常幼苗的潜力的那些特性。Seed vigor comprises those seed properties that determine the potential for rapid, uniform emergence, and development of

9、 normal seedlings under a wide range of field conditions种子活力就是种子种子活力就是种子(种苗）的健壮度种苗）的健壮度 （strength）。）。种子活力定义的含义种子活力定义的含义:Ability to emerge through crusted soil.出苗能力出苗能力 Germination & emergence through cool, wet, pathogen-infested soil. 抗逆性抗逆性Speed of germination.发芽速度发芽速度 Storability. 耐储性耐储性Unifor

10、mity of germination.发芽的整齐性发芽的整齐性 Normal seedling development.正常幼苗发育正常幼苗发育 Crop yield potential.产量潜力产量潜力种子活力与生活力的比较种子活力与生活力的比较种子活力、生活力和发芽力含义的差异及关系种子活力、生活力和发芽力含义的差异及关系高活力种子的生产意义高活力种子的生产意义影响产量影响产量 1 提高田间出苗率，健壮幼苗（产量基础）提高田间出苗率，健壮幼苗（产量基础） 2 抵御不良环境条件，适于早播抵御不良环境条件，适于早播 3 提高产量（营养器官）提高产量（营养器官） 4 增强对病虫杂草的竞争和抵抗

11、能力增强对病虫杂草的竞争和抵抗能力节约播种量和播种费用，利于田间管理节约播种量和播种费用，利于田间管理 提高种子耐储性提高种子耐储性影响种子活力的因素影响种子活力的因素1 遗传因素遗传因素 品种间差异；杂种优势品种间差异；杂种优势 （种子活力基因的定位）（种子活力基因的定位） 种皮特性，化学成分种皮特性，化学成分 2 环境因素环境因素 a 种子发育成熟状态的影响种子发育成熟状态的影响 土壤肥力与母株营养；栽培密度；气候条件；成熟度土壤肥力与母株营养；栽培密度；气候条件；成熟度 b 种子成熟后状态的影响种子成熟后状态的影响 1 加工损伤：机械损伤；干燥损伤加工损伤：机械损伤；干燥损伤 2 储藏条

12、件：温湿度、气体、病虫害储藏条件：温湿度、气体、病虫害 c 发芽条件的影响发芽条件的影响 吸胀冷害与吸胀损伤吸胀冷害与吸胀损伤种子活力测量方法种子活力测量方法 直接法：模拟逆境条件直接法：模拟逆境条件 间接法：种子活力的生理指标间接法：种子活力的生理指标Three major categories of vigor test methods: Stress tests Seedling growth and evaluation tests Biochemical tests节约费用；简单易行；快速省时；结果准确并可重复节约费用；简单易行；快速省时；结果准确并可重复幼苗生长测定幼苗生长测定Se

13、edling growth and evaluation tests （标准发芽试验）适用于测定禾谷类幼苗的苗长和直根作（标准发芽试验）适用于测定禾谷类幼苗的苗长和直根作物的幼根长物的幼根长Seedling Vigor Classification Test (SVCT)幼苗评定试验幼苗评定试验：标准发芽试验：标准发芽试验 适用于大粒豆类种子适用于大粒豆类种子发芽速度测定发芽速度测定 Seedling growth rate 最古老最简单的方法，适用于所有作物最古老最简单的方法，适用于所有作物1 初期发芽率测定初期发芽率测定 发芽势发芽势2 发芽率达发芽率达90%或或50%所需天数所需天数3

14、发芽指数测定发芽指数测定 GI = (Gt/Dt)4 活力指数活力指数 VI = GI*S 简化简化VI = G*S5 发芽平均日数发芽平均日数 (Gt*Dt)/ Gt6 相对发芽速率（发芽缓慢的树木或牧草种子）相对发芽速率（发芽缓慢的树木或牧草种子） 峰值峰值PV (达峰值时的累计幼苗数达峰值时的累计幼苗数/达峰值的天数达峰值的天数) 平均发芽率平均发芽率MDG (总发芽率总发芽率/发芽结束时的天数发芽结束时的天数) 发芽值发芽值GV = PV * MDGGIA= (Gt/Dt) =1/1+5/2 + 18/3 + + 0/7 = 21.2 GIB= (Gt/Dt) =8/1+22/2 +

15、30/3 + + 0/7 = 34.0 电导率测定电导率测定 Conductivity test适用于豌豆、菜豆、大豆、玉米。适用于豌豆、菜豆、大豆、玉米。测定种子细胞膜的完整性。高活力种子细胞膜的完整性好，测定种子细胞膜的完整性。高活力种子细胞膜的完整性好，浸入水中后渗出物少，浸泡液电导率低；低活力种子膜的完浸入水中后渗出物少，浸泡液电导率低；低活力种子膜的完整性差，浸泡液电导率高。整性差，浸泡液电导率高。低温试验低温试验 Cold test 适用于春播喜温作物种子，玉米、大豆、豌豆适用于春播喜温作物种子，玉米、大豆、豌豆低温（低温（10），湿土，处理），湿土，处理7 天；取出置于适宜条件下

16、，天；取出置于适宜条件下，进行发芽。进行发芽。冷发芽试验（亚低温发芽试验）冷发芽试验（亚低温发芽试验） Cool test 棉花、高粱、黄瓜等春播喜温作物棉花、高粱、黄瓜等春播喜温作物 棉花的发芽最低温度为棉花的发芽最低温度为15 ，本方法采用，本方法采用18 模拟田间低温条件，测定种子在这种温度下的发芽模拟田间低温条件，测定种子在这种温度下的发芽能力，试验方法与标准发芽试验相同。能力，试验方法与标准发芽试验相同。砖砾试验砖砾试验 （希尔特纳试验）（希尔特纳试验）Hiltner Brick grit test 禾谷类作物种子（最初是用来检测谷物种子镰刀菌感染禾谷类作物种子（最初是用来检测谷物种

17、子镰刀菌感染情况的试验）情况的试验） 模拟粘土土壤的机械压力，受损伤或带病及低活力种子，模拟粘土土壤的机械压力，受损伤或带病及低活力种子，芽鞘顶土能力弱，高活力种子顶土能力强。芽鞘顶土能力弱，高活力种子顶土能力强。 2-3 mm碎砖或粗沙，加水湿润，播种后覆湿沙碎砖或粗沙，加水湿润，播种后覆湿沙3-4cm，加盖或覆聚乙烯薄膜保湿，室温（加盖或覆聚乙烯薄膜保湿，室温（20 ），黑暗条件），黑暗条件10 14天。统计顶出砖沙的正常幼苗数。天。统计顶出砖沙的正常幼苗数。加速老化试验加速老化试验 Accelerated aging (AA) 适用于多种作物。采用高温（适用于多种作物。采用高温（40-4

18、5 ）、高湿（）、高湿（100%RH）处理种子处理种子2-5天，加速种子老化。老化处理后进行发芽试验，天，加速种子老化。老化处理后进行发芽试验，高活力种子仍能正常发芽，低活力种子则不能正常发芽。高活力种子仍能正常发芽，低活力种子则不能正常发芽。Germination before and after accelerated ageing (AA) of four seed lots of a Brassica species Vigor grades:high vigor nothing to indicate seed is unsuitable for early sowing, or f

19、or sowing under adverse conditions, or for storage medium vigor some risk of poor performance in the field and in storage under adverse conditionslow vigor seed unsuitable for sowing in adverse conditions and is unlikely to survive in storage 人工变质试验人工变质试验 Controlled deterioration适用于小粒蔬菜种子，与加速老化试验相似。

20、但对种子水分适用于小粒蔬菜种子，与加速老化试验相似。但对种子水分以及变质的温度要求更严格。以及变质的温度要求更严格。种子变质前先将含水量调整到种子变质前先将含水量调整到20%左右，然后密封保存，置左右，然后密封保存，置于于40-45 中中24-48小时。（种子在老化过程中水分含量是保小时。（种子在老化过程中水分含量是保持恒定的）持恒定的）四唑测定四唑测定 Tetrazolium test高活力种子脱氢酶活性强，染色面积大，颜色清晰。高活力种子脱氢酶活性强，染色面积大，颜色清晰。High-vigor seed, tetrazolium test Low-vigor seedNongerminable seed 玉米糊粉层四唑测定玉米糊粉层四唑测定糊粉层在禾谷类种子的发芽代谢中起重要作用，糊粉层细糊粉层在禾谷类种子的发芽代谢中起重要作用，糊粉层细胞的活力水平直接影响种子的活力。胞的活力水平直接影响种子的活力。种子吸水软化，沿与种胚平行方向纵切，种子基部相连，种子吸水软化，沿与种胚平行方向纵切，种子基部相连，在种子无胚一面