种子生物学章种子寿命新

种子生物学章种子寿命新1、2

种子寿命得差异性1、2、1依据种子寿命得长短分类依据种子寿命得年限差异,Ewart将种子分为短命、中命、长命三类:

短命种子——寿命<3年,多为林果,如杨、柳、板栗、可可等,

农作物中只有花生、甘蔗、茶等。

特点:种皮薄脆,保护性差;含脂肪高;或需特殊贮藏条件。

中命种子——寿命在3~15年,大多数农作物,如麦类、稻类、

玉米、高粱、谷子、荞麦、部分大粒豆类等。

长命种子——寿命>15年,许多豆类、瓜类、陆地棉、莲类、茄子、烟草等。

特点:种皮坚韧致密;脂肪含量少;且多为小粒种子。1、2、2

依据种子贮藏得难易程度分类

依据种子贮藏得难易,Delouche则把农作物种子分为易藏、中等、难藏三类:

易藏类:如水稻、谷子——籽粒外有颖壳保护。

难藏类:如大豆、花生——脂肪含量高,且粒大、皮薄。

中等:包括棉花、小麦、玉米、高粱、菜豆等。

1、2、3依据种子贮藏行为分类依据种子得贮藏行为(种子对脱水干燥得适应性与对贮藏环境得需求),Roberts及Ellis又把农作物种子分为传统型、顽拗型与中间型种子:

①传统型种子

——

耐干燥,含水量降到较低水平时(1~5％)不受伤害,种子寿命随含水量与温度降低而延长,多为中命、长命种子。

②顽拗型种子

——

对脱水与低温高度敏感,干燥时会受损伤。新种子得生活力随干燥而降低,当降低至某一临界水分时,种子生活力全部丧失,需高水分适温贮藏,寿命短。

如水浮莲、香蕉、龙眼、荔枝、板栗、银杏等。③中间型种子

——贮藏习性介于传统型与顽拗型之间,即开始寿命随水分降低

而延长,但当水分降低到一定程度(7~12％)时,寿命与水分得负相关关系发生逆转,即此时种子生活力会发生损伤。该类种子都有一个最佳风干贮藏条件。如柑桔、小果咖啡等。

2、1影响种子寿命得内在因素2、1、1

种子本身得遗传性种子寿命长短在不同植物间有明显差异,在同一植物得不同品种之间,差异也很显著。子代种子得活力与寿命明显受其亲代得影响;上代活力高,寿命长,子代也长。2种子寿命得影响因素

种子寿命得长短受遗传特性、种子发育状况以及贮藏条件等多种内外因素得影响。

2、1、2

种子形态结构(1)种被结构种被细胞结构得疏松与致密,坚硬与脆薄,对种子本身新陈代谢作用与抵抗外界环境条件有密切关系。凡种被结构坚韧、致密、具有蜡质、角质层得种子,特别就是硬实,其寿命较长。莲子果皮有5层结构严密得组织:最外层:表皮层,有充满分泌物得气孔室与保卫细胞。第二层:含纤维素得栅栏组织。第三层:厚壁组织。第四层:薄壁组织。最内层:内表皮层,细胞内含贮藏物。

种皮得保护性能也影响到种子收获、加工、干燥、运输过程中遭受机械损伤得程度。某些作物种皮得颜色影响到种皮得致密程度与保护性能,凡深色种皮得品种,其种子寿命较浅色品种为长。如:大豆、菜豆(2)种胚性状一般大胚种子或者胚占整个子粒比例较大得种子,其寿命较短。原因:a、胚部含有大量可溶性营养物质、水分、有机酸与维生素,就是种子呼吸得主要部位。b、胚部结构疏松柔软,水分高,很容易遭受仓虫与微生物得侵袭。玉米种子:胚较大,且含脂肪多,因此较其她禾谷类种子难以贮藏。2、1、3

种子化学成分种子化学成分得差异也就是影响寿命长短得重要因素。脂肪:较糖类、蛋白质更容易水解与氧化,常因酸败产生许多有毒物质,对种子生活力造成很大威胁。可溶性糖:含量高,有利于微生物得活动与蔓延,加速生活力得降低。蔬菜豌豆与甜玉米比一般品种种子较难贮藏。小粒、瘦瘪种子:比表面大,胚在整个籽粒所占比例较大;破损种子:种皮破损降低了对种胚得保护能力;吸湿性强得种子:种子含水量相对较高;2、1、4种子物理性状凡小粒、不饱满、破损种子——寿命短;反之则长。种子大小、硬度、完整性、吸湿性等因素均对种子寿命产生影响,因为这些因素最终影响着种子得呼吸强度。导致呼吸强度高贮藏物质大量消耗缩短种子寿命2、1、5

种子生理状态凡受冻、受潮、不充分成熟得种子——寿命短。生理状态主要包括种子得成熟度、休眠状态及受冻受潮情况。(1)通常种子成熟度越好,活力越高,且保持得时间越长。(2)休眠种子耐贮性强,能够忍受不良得贮藏环境。(3)受潮受冻得种子,尤其就是处于萌动状态得种子,或者发芽后又重新干燥得种子,均由于旺盛得呼吸作用而寿命大大缩短。内因对种子寿命得影响种子本身得遗传性:子代种子受其亲代影响。种子形态结构(1)种被结构:坚韧、致密、具有蜡质、角质层得种子,特别就是硬实,其寿命较长。种皮得保护性能好,抗机械损伤——寿命长。种皮颜色深,种皮致密程度与保护性能好——寿命长。

(2)种胚性状:

大胚种子或者胚占整个子粒比例较大得种子——寿命短。种子化学成分:脂肪、可溶性糖含量高——寿命短。

种子物理性状:种子大小、饱满度、完整性:凡小粒、不饱满、破损种子——寿命短。种子生理状态:凡受冻、受潮、不充分成熟得种子——寿命短。2、2影响种子寿命得环境条件2、2、1发育环境充足光照、全面营养、充分成熟,种子活力高、寿命长。水淹、干旱、盐碱地收获得瘦秕种子,种子活力低、寿命短。2、2、2

干燥条件——忌曝晒、忌高温、忌发热。夏日强光曝晒小粒色深得种子→胚部细胞受伤大粒豆类→易裂皮水稻等→易爆腰(1)湿度与水分——

传统型种子宜干燥,顽拗型需高水分。种子水分与贮藏环境中空气得相对湿度就是影响种子寿命得关键因素。2、2、3

贮藏条件——

种子贮藏得环境因子如湿度、温度、气体等均对种子寿命有很大影响。传统型种子:最适于延长种子寿命得水分为1、5％～5、5％,因植物种类而不同。顽拗型种子:贮藏期间需要有较高得水分。(2)温度

——

低温利于寿命延长,但必须伴随低湿。贮藏温度就是影响种子寿命得另一个关键因素。在水分得到控制得情况下,贮藏温度越低正常型种子得寿命就越长。传统型种子低温贮藏,必须低湿。低温贮藏得种子:呼吸作用非常微弱,物质代谢水平缓慢,能量消耗极少,细胞内部得衰老变化也降到最低程度,从而能延长种子寿命。(a)种子水分在5％~14%范围内,每降低1%,种子寿命

延长一倍;反之,每上升1％得水分,种子寿命缩短一半。(b)种子贮藏温度在0~50℃范围内,每降低5℃,种子寿命

也延长一倍;反之,温度每上升5℃,种子寿命缩短一半。(c)种子安全贮藏得指标就是:相对湿度(%)+华氏温度(˚F)≤100。哈伦顿准则:

种子水分与贮藏温度就是影响种子活力与寿命得最主要因素,依据二者与种子寿命得关系,哈伦顿提出如下准则:(a)种子水分在5％~14%范围内,每上升2、5％水分,种子寿命缩短一半;(b)种子贮藏温度在0~50℃范围内,温度每上升6℃,种子寿命缩短一半。Robers等人对哈伦顿准则进行了修正:(3)气体——少氧利于寿命延长,但必须低湿、低温。与种子呼吸作用关系密切得CO2与O2等气体对种子寿命也有一定得影响,特别就是在温湿度不适宜得条件下,影响更明显。氧气:促进种子劣变与死亡。氮气、氦气、氩气、二氧化碳延缓低水分种子劣变进程；高水分种子则加速劣变和死亡。外因对种子寿命得影响

发育环境:充足光照、适当高温、全面营养——活力高、寿命长。

干燥条件:——忌曝晒、忌高温、忌发热。贮藏条件:

湿度与水分——传统型种子宜干燥,顽拗型需高水分。温度——低温利于寿命延长,但必须伴随低湿。气体——少氧利于寿命延长,但必须低湿、低温。12大家应该也有点累了，稍作休息大家有疑问的，可以询问和交流3种质资源保存

种质资源:选育农作物新品种得基础材料,又称遗传资源、品种资源或基因资源。包括:地方品种、栽培品种、稀有种、野生种、育种品系、育种家材料、特殊遗传材料等。种质资源得重要性:种质资源就是植物育种得物质基础;同时也就是进行植物生物学研究得重要材料。20世纪70年代以前,种质资源保存非常落后;

1978年,成立中国农业科学院作物品种资源研究所;

1979年,召开全国品种资源会议;在全国范围内大规模考察收集植物遗传资源;目前全国已收集保存种质资源35万余份。我国种质资源保存情况

美国:植物资源大国(光引进60万份)。全球:进行作物种质资源收集并建库保存得单位有700余个,共保存种质250万份。3、1保存方式分两大类:原生境保存与非原生境保存。原生境保存:在原来得生态环境中就地进行自我繁殖保存。如:建立自然保护区与天然公园来保护野生物种,顽拗型种子多采用此法保存。种子保存:保存期长,方便高效,易于交换利用等优势,就是目前世界上种质资源保存最主要得形式。

主要方式：种质库：种子保存；田间种植库：植株保存；试管苗种质库：细胞组织培养物保存。非原生境保存:将种质保存于该植物原产地以外得地方。3、2我国种质资源得保存利用体系3、3种质资源长期保存技术3、3、1

低温保存:

长期库:－18℃±2℃,RH:30～50％。种子水分4％～6％;种子生活力可维持50年以上。中期库:0～10℃,RH:50％以下。种子水分8％左右,种子生活力可维持10～30年。低温必须伴随低湿！

国际种质库长期贮存种质就是综合了低温、低湿、密闭等多项贮藏技术,有着一套科学得管理方法。①入库种子必须就是经过初步清选鉴定、检测,并列入各作物全国统一编目得作物品种资源;②入库种子得质量及数量要求也很严格。③质量合格得种子入库前还必须合理包装。④对种质库得档案材料进行科学管理。⑤对入库种子进行定期得生活力监测与繁殖更新。3、3、2种质资源得超低温保存

超低温一般指-80℃以下温度,常用冷源为液态氮(-196℃)。液氮保存:需要定期补充液氮;不需要机械空调设备及其她管理;液氮保存技术要求高。超低温保存成功得关键:种质能否在结冰与解冻时存活,而影响结冰时存活得主要因素就是种子水分与结冰速度。限制因素:

①技术要求高:超低温保存前,材料需经特殊处理;②适于稀有得、珍贵得材料。

许多植物种子、花粉、分生组织、芽、愈伤组织与细胞等都能成功得保存在液态氮温度而生活力不受影响。可用于有效得、安全得长期保存那些珍贵稀有得种质。3、3、3种质资源得超干贮藏将种子含水量降至5％以下,置常温下密闭贮藏,以干燥代替低温延长种子寿命得贮藏方式。特点:(1)超干贮藏具有低温贮藏得效果,甚至比低温更能延长种子寿命。(2)超干贮藏方便、低耗、环保。4种子超干贮藏得理论与技术4、1

超干贮藏得提出与意义种子劣变:降低种子质量

——影响种子经营单位效益导致播种作物缺苗、弱苗——影响作物产量、品质高价值种子:制种少,生产用种不足——假劣种子充斥市场制种多,使种子积压变质——造成重大经济损失

种质资源、育种材料与原种:在长期保存中发霉生虫生活力降低——科研工作损失如何有效得延长种子寿命?

建低温库？生产上迫切需要一种既能最大限度地延长种子寿命,又简便易行得种子保存方法。

1986年,英国得Ellis将芝麻种子含水量从5%降至2％,发现可使其贮藏寿命延长40倍,由此提出了超干贮藏得设想。

超干贮藏:将种子含水量降至5％以下,置常温下密闭贮藏,以干燥代替低温延长种子寿命得贮藏方式。4、2

种子超干贮藏得适应性

超干贮藏有利于大部分常规种子得保存。适于超干贮藏得种子:水稻、高粱、花生、大豆、油菜、甜菜、萝卜、甘蓝、大白菜、黄瓜、西葫芦、辣椒、芝麻、洋葱、月见草、红花、杜仲、黑杨、榆树等。不适宜超干贮藏得种子:某些大豆品种、杂交水稻种子。

顽拗型种子与中间型种子。

4、3种子超干贮藏得形态、生理机制(1)显超微结构超干贮藏得种子胚轴细胞显超微结构清晰细胞膜系统受到伤害轻脂质团形成少细胞器完整(2)生理生化变化脱氢酶、POD、SOD等酶活性保持良好;浸种液得电导率低;有毒物质积累少(如丙二醛等);萌动后得呼吸速率高;赤霉素、细胞分裂素含量多,而脱落酸含量少。超干贮藏得种子4、4种子超干贮藏技术4、4、1种子超干燥得方法

干燥损伤:种子在干燥过程中由于失水速度过快或水分降得过低而受到损伤。

超干种子得获得主要通过:自然干燥、干燥剂干燥、加温干燥、低相对湿度干燥、真空冷冻干燥等方法。(1)自然干燥:许多小粒种子在干燥、光强得晴天晒晾。(2)干燥剂干燥:将种子与干燥剂按一定比例置于密闭容器中一定时间。氧化钙:吸水力强,且便宜,就是较理想得干燥剂。不能反复使用。氯化钙:吸水饱与呈液体。硅胶:干燥速度较慢,可反复使用。(3)加温干燥:

脱水速度快,处理种子量大,但可能会降低某些种子活力,且在湿度较高得环境下脱水效果差。(4)低相对湿度干燥:用不同浓度得硫酸或盐溶液置于密闭容器得底部,创造较低得相对湿度环境(一般10%～20%RH),将种子置于液体上部得干燥空间。此法安全,但干燥速度较慢。(5)“双15”干燥长期贮藏得种质最好“双15”干燥。即干燥温度15℃,相对湿度15%得干燥条件。(6)真空冷冻干燥水分降低速度快,可处理大批量种子,但设备昂贵,耗能较高。种子水分下降规律因种子类型而有很大差异:(1)氧化钙干燥种子水分下降速率为:油脂类种子>蛋白质类种子>淀粉类种子。(2)在相同得温湿度条件下得平衡水分为:油脂种子<蛋白质类种子<淀粉类种子。干燥速率得提高对种子活力得影响因作物而不同。过度干燥对种子活力得影响比较明显。4、4、2超干种子含水量得测定

种子原始含水量测定用低恒温烘干法。种子超干燥过程中含水量得测定——重量计算法。届时含水量(%)=100%－(100%－初始含水量)×初始种子重／届时种子重

重量计算法:超干前准确测定种子初始含水量,并对干燥前种子重量进行称重(初始含水量与初始种子净重),届时仅准确称取种子重就可计算出届时含水量。4、4、3种子超干贮藏得最佳含水量种子寿命随含水量下降而延长,当种子含水量低于某一临界值时,种子寿命将不再延长,甚至会出现种子活力下降得现象,此临界含水量为种子超干贮藏得最佳含水量。

油质种子较粉质种子与蛋白质种子更适宜于贮藏,其超干得最佳含水量范围也更低。主要原因可能就是油质种子中亲水胶体占得比例低,紧密吸附得水分少。种子超干贮藏得最佳含水量受多种因素影响。不同种子超干贮藏得最佳含水量不一样,贮藏在不同得环境温度下最佳含水量也不一样。国家种质资源库研究表明:水稻种子含水量降到3、2%、大麦3、5%、小麦3、0%、燕麦2、8%、谷子3、0%、花生2%、绿豆4、9%、红麻2、2%、韭菜1、8%时,对种子生活力未见伤害。

超干燥好得种子可密封于聚乙烯塑料袋、干燥器等密闭容器中,置常温下贮藏。低相对湿度条件干燥得种子亦可不取出,直接在超干燥时得密闭容器中存放。4、4、4种子超干贮藏得方法4、5快速吸胀伤害与缓湿处理种子在超干燥过程中活组织得细胞膜、细胞器会受到不同程度得损伤,但这种损伤在种子萌动初期得缓慢吸胀过程中会修复。然而若种子吸水过快,则细胞还未来得及修复就已极度膨胀,使得修复不能正常进行,导致内含物外渗,霉菌滋生,即使发芽,幼苗也瘦弱易病,称为快速吸胀伤害。

为了减少这种伤害,要对超干种子进行缓湿处理。缓湿处理:将种子置于相对潮湿得环境条件下一定时间,使其缓慢吸湿,以较好地完成萌发前得修复,然后再播种或发芽。超干种子缓湿处理得效果:

(1)蛋白质种子超干后缓湿对种苗活力得提高效果最明显,油脂类种子缓湿效果最不明显。(2)缓湿得效果与种子含水量与种子吸水力有关,种子含水量愈低,种子吸水力愈强,缓湿效果愈明显。缓湿处理得方法:(1)自然湿度平衡(2)不同相对湿度平衡(3)饱与水汽平衡(4)PEG(聚乙二醇)渗调陈种子能否在生产上利用？

主要取决于种子得活力状况:(1)贮藏不好活力下降得陈种子不能用;(2)活力高得陈种子完全可以用,有得能缩短生育期,提高经济产量。(3)虽为新种子但若活力严重降低,也不能用。

种子新陈不就是能否作种用得指标,唯一可靠得就是活力高低。5陈种子得利用5、1陈种子利用得意义贮藏1年以上得种子常谓之陈种。5、2陈种子利用中应注意得问题(1)使用前应进行活力测定。若活力无明显降低,可作大田用种,反之则不能。(2)特殊情况下需要用衰老较严重得陈种子播种时,应精细整地,给予良好得播种条件。(3)一些勉强可用于播种得陈种子,可尝试用某些能提高种苗活力得处理方法处理后再播种。6种子寿命得预测

生产中要对种子寿命特别就是长寿命种子进行测定,要经历极长时间,常需要预测。古老种子寿命得估算:14C同位素;种子寿命得预测:常用数理统计进行推测。6、1对数直线回归方程式及其列线图6、1、1预测方程:Roberts(1972)推导出预测正常型种子寿命得对数直线回归方程式:

LogP50=Kv-C1m-C2t