种子生物学Word格式文档下载.docx
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蛋白质种子、淀粉种子、脂肪种子(依次减小)
胚部的含水量明显超过其它部位的含水量,胚部较其它部位容易变质
直链淀粉:
分子量小,直线连接,易溶于热水,遇碘呈兰黑色,粘度低支链淀粉:
分子量大,分枝状连接,遇碘呈紫红色,粘性大
酸价:
中和1克脂肪中全部游离脂肪酸所需KOH(NaOH)毫克数
碘价:
100克脂肪所能吸收碘的克数
油脂酸败:
油脂或油质种子保管不当或贮藏过久,会产生一些醛,酮、酸类物质,从而产生不良气味
贮藏蛋白据其在不同溶剂中的溶解度可分为:
清蛋白——水溶性蛋白,溶于水或微酸溶液;
球蛋白——盐溶性蛋白,溶于10%NaCl——豆类蛋白的主要成分
醇溶性谷蛋白——醇溶性蛋白,溶于70%酒精——禾谷类种子特有;
谷蛋白——溶于0.2%碱溶液——禾谷类中较多
植物激素:
生长素(IAA)、赤霉素(GA)、细胞分裂素(CTK)、乙烯(ETH)、脱落酸(ABA)
绝大多数维生素主要集中于种子的胚和糊粉层中
内源性毒物:
是植物种子本身固有的对人畜有毒的化学成分,能世代遗传,对植物自身起某种保护作用
外源性毒物:
种子在生长发育及贮藏过程中,由于外界生物的人侵或有毒物质的侵入而产生的有毒成分
种子内所含的色素种类主要有叶绿素、类胡萝卜素、黄素酮和花青素
影响种子化学成分的因素:
1.内因:
作物的遗传性、成熟度、饱满度2、外因:
种子发育成熟期间的环境条件,是导致相同作物或品种在不同地区、不同年份种子化学成分差异的主要原因,主要有湿度、温度、土壤营养状况的因素影响
被子植物的种子发育阶段:
组织分化过程:
合子经过细胞分化形成胚,同时形成三倍体胚乳。
物质积累过程:
细胞扩大,组织中贮存物积累。
成熟脱水过程:
代谢降低,进入不活跃状态。
双子叶:
球形胚、心形胚、鱼雷形胚、拐杖形胚、U形胚单子叶:
球形胚、大头捧形胚、凹形胚、成熟胚
胚乳的发育早于胚的发育
种子发育过程中的异常现象:
1、多胚现象——1粒种子中有2个或2个以上胚的现象2.无胚现象——种子外形似乎正常但内部无胚的现象3.无性种子——凡通过无融合生殖产生胚而形成的种子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
种子败育的原因:
发育中生理不协调,多发生在不亲和的远缘杂交种子中,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,恶劣环境
豆类作物种子的成熟阶段和成熟程序:
成熟阶段:
绿熟期:
植株、荚果、种皮绿色;
体积和含水量达最大。
黄熟期:
下部叶片变黄,籽粒呈固有色泽。
完熟期:
体积变小,茎叶枯萎,籽粒坚硬,人工收获期。
枯熟期:
茎杆易断,叶片脱落,种子易脱落。
果穗成熟顺序:
主茎-------分支由下而上,有内到外。
大豆:
无限结荚习性和有限结荚习性
禾本科类作物种子成熟阶段和成熟程序:
乳熟期:
下部叶片变黄,内外稃、种皮绿色;
内含物乳状,体积和含水量达最大,胚发育完成。
大部叶片变黄,内外稃褪绿,籽粒呈固有色泽,内含物蜡状,籽粒变硬。
体积变小,茎叶枯萎,籽粒坚硬,内含物角质,人工收获期。
茎杆灰黄易断,种子易脱落、穗萌。
水稻:
第一支梗---第二支梗,顶—基----顶2。
小麦:
中下部小穗开始
十字花科和锦葵科作物种子成熟阶段和成熟程序:
白熟期:
种子小,白色,植株果实绿色。
果实种皮绿色,含水量高。
褐熟期:
果皮退色,种子固有颜色,种子内部变硬。
果实褐色,种子硬,茎叶干枯。
果壳呈固有颜色,易开裂,种子易开裂。
成熟顺序:
主轴到分支,由下到上,由内及外
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
种子成熟过程中脱水干燥及其生理效应:
种子在成熟过程中总是伴随着种子的脱水过程,脱水也是种子发育完成和成熟的一个重要过程。
(1)酶类钝化
(2)RNA水解酶类增加(3)复合体形成(4)可溶性糖积累
细胞坏死:
是由于某些外界因素而造成的细胞的非正常死亡。
物理因素(高温、低温、放射线等)、化学因素(强酸、强碱)、病毒毒素等。
细胞坏死往往是某一区域内一群细胞或一块组织受损
细胞编程性死亡(细胞凋亡):
是生物体内广泛存在的一种由细胞特定基因控制的,通过自身的内部机制启动并调节的细胞生理性自然死亡的过程,以清除不需要的细胞的一种细胞主动的死亡过程
大多数植物的顶芽生长点是产生于子叶之后
种子休眠期:
从种子收获到发芽率达到80%所经历的时间
种子休眠的调控机理:
1、植物激素调控(三因子假说)CK抵消ABA抑制GA解除休眠2、依据种子萌发对光的敏感性,红光(Pr,钝化型)和远红光(Pfr,活化型),一是Pfr使基因活化和表达;
二是Pfr调节某些酶的活性,从而调节了整个代谢系统;
三是Pfr改变了膜的透性3.呼吸代谢调控4.膜相变化论
主要作物种子的休眠:
禾谷类种子的休眠属于生理浅休眠(遗传生理环境因素影响);
豆类种子的硬实休眠;
油菜种子的休眠,芥菜型〉白菜型〉甘蓝型(不明显),果壳中的抑制物质和果壳开裂前的透性不良;
向日葵种子的休眠,果皮含有萌发抑制物质,胚休眠,二次休眠
硬实:
由于种皮不透水而不能吸胀发芽的种子
种子休眠的控制途径:
选育种,田间喷药,贮藏,予措(药剂,机械,温度处理)
种子生活力:
指种子发芽的潜在能力或种胚具有的生命力,亦指活种子所占的百分数,常用TTC法鉴别。
种子发芽力:
种子在实验室条件下发芽并长成正常幼苗的能力,通常以发芽势、发芽率表示。
种子活力:
指决定种子和种子批在发芽和出苗期间活性强度及该种子特征的综合表现;
在广泛的田间条件下,种子迅速整齐萌发并长成正常幼苗的潜在能力
三个概念的相互关系:
高活力的种子一定具有高的发芽力和生活力,具有高发芽力的种子也必定具有高的生活力;
但具有生活力的种子不一定都具发芽力,能发芽的种子活力也不一定高
高活力种子的重要意义:
提高田间成苗率,节省播种费用,抵抗不良环境条件,抗低温能力强,适于早播,增强对病虫草的抗争能力,增加作物产量,提高种子的耐贮性
选用活力测定方法的目的、原则、方法和要求:
目的:
提供有关种子批在一个广泛环境下的播种价值和/或贮藏潜力的信息;
原则:
根据当地土壤气候条件选用适宜的方法,结合当地生产实际情况。
根据作物的萌发特性选用适宜的方法;
方法:
发芽法(标准发芽试验法测定、幼苗生长测定(适用于具有直立胚芽或胚根的禾谷类和蔬菜类种子)、幼苗评定试验)、逆境法(冷冻测定、低温发芽试验、加速老化试验(AA测定)、希尔纳特试验(主要用于谷类作物种子。
模拟黏土或板结土壤的机械压力)、冷浸试验、复合逆境试验)、生理生化法(电导率测定(主要用于大粒豆科种子)、四唑法测定(无色变红色)、糊粉层四唑测定、ATP含量测定)、物理测定法(X光辐射照相法、荧光法、游离子根法、);
要求:
①节约费用②简单易行③快速省时④结果准确⑤重演性好
国际列入ISTA和AOSA《种子活力测定方法手册》方法目前只有的8种:
抗冷测定法;
加速老化法;
四唑图形法;
电导法;
幼苗分级法;
砖砾法;
幼苗生长速率;
冷发芽法
种子活力测定技术的发展趋势:
室内活力指标与田间生产性能的相关分析,人工老化与自然老化本质差异的研究,研究和开发活力测定的新方法
种子劣变:
种子活力在达真正成熟时最高,然后便进入活力下降的不可逆变化,这些不可逆变化的综合效应,种子的品质及其性能或生活力自一较高水平下降至较低的水平。
劣变的发生反映种子活力的下降,劣变的结果导致种子发芽力的丧失
劣变机理及形态特征:
机理:
大分子物质变性,膜系统损伤,有毒物质积累,生理活性物质破坏与失衡;
形态特征:
种皮颜色变深变暗,油质种子走油,胚干湿,失去光泽,细胞核异常,染色质结块、细胞器解体、脂质团形成,畸形苗多、苗期延长、整齐度下降
分类:
依种子寿命:
短命类、中命类、长命类(3、15)依种子贮藏:
易贮、难贮、中等;
传统型种子、顽拗型种子、中间型种子
陈种子:
贮藏1年以上的种子。
唯一可靠的衡量指标是活力高低
种子萌发:
实质是种胚从休眠状态恢复到活跃生长状态的生命活动历程。
从形态上讲,则指种胚开始生长,胚根胚芽突破种皮向外伸长的现象
种子的萌发过程:
吸胀、萌动、发芽、幼苗形态建成
吸胀:
即吸水膨胀,是种子萌发的基础阶段,直到吸水饱和,体积达最大。
从一定意义上讲,种子吸胀是物理现象而非生理作用,种子的吸胀力指种子吸水的速度和数量
快速吸胀伤害:
种子吸胀过速,影响膜的修复,导致内容物外渗导致发芽不好或苗弱
萌动:
指胚根胚芽向外生长突破种皮的现象,俗称“露白”
萌动的生理作用:
膜系统和细胞器得到修复;
酶系统活化;
生理代谢活跃;
种胚恢复生长
发芽:
种子萌动后,胚根胚芽迅速生长,当胚根胚芽伸长达一定长度。
胚根与种子等长、胚芽为根长一半作为发芽标准。
此阶段需氧量大
种子萌发的条件:
水分、温度、氧气、光
吸胀冷害:
有些作物干燥种子短时间低温吸水,种胚就会受到伤害,再转移到正常条件下也无法正常发芽成苗的现象
产生顽拗型植物的种子类型:
①水生植物;
②大粒的木本多年生植物
中间型种子:
有些植物种子贮藏特性介于顽拗型种子和正常型种子之间的这类植物的种子
顽拗型种子贮藏的关键措施:
1、控制水分,水分控制在略高于致死的临界水分。
保湿材料,不能密封,最好杀菌剂处理。
2、防止发芽,种子水分刚刚低于种子发芽所需的水分;
抑制发芽;
使种子保持休眠3、适宜低温,起源于热带,贮藏温度一般为15—20℃,起源于温带,贮藏温度一般为5℃左右。
贮藏方法:
普通短期贮藏(防干、防霉、防萌发、保持含氧量)、超低温保存(主要体现在超低温保存后的恢复生长效果并不理想)、离体保存(植物组织培养:
限制生长条件:
改变温度、加入生长调节剂、改变培养基条件)、离体超低温保存
人工种子产生的后选植物类:
技术基础性强的植物和商业基础性强的植物。
人工种子的结构:
人工种皮—有机的薄膜,海藻酸钠。
体细胞胚或称胚状体。
人工胚乳—包埋材料。
人工胚乳的成分:
1.无机盐大量元素2.碳水化合物:
淀粉和蔗糖3.其他物质:
防腐剂、激素、抗生素、农药、有益细菌等
繁殖体培养技术:
体细胞培养、微型变态器官培养、微芽繁殖体培养
繁殖体的处理:
后熟培养与脱水干燥。
消毒处理。
强制休眠。
老化处理与筛选
人工种子制作流程:
1.消毒2.无菌苗制备3.诱导分化4.包埋5.固化6.洗涤7.萌发8.生长
人工种子研制的意义:
1可对一些自然条件下不结实的或种子很昂贵的植物进行繁殖。
2简化育种过程、简短育种年限。
固定杂种优势,缩短育种年限。
3有利于远缘杂交、孤雌(雄)生殖等突变体的利用。
4便于营养繁殖和机械化播种的进行。
5便于工厂化生产。
种子引发的作用:
1.促进萌发、提高出苗一致性,种子引发可以显著提高种子的田间出苗速度、出苗整齐度2.提高在逆境下的出苗3.打破种子热休眠,克服远红光的抑制作用4.提高未成熟种子和老化种子的活力5.提高幼苗干鲜重、苗高。
6.提早成熟。
7.提高幼苗抗病能力,防止幼苗猝倒病。
8.减少吸涨冷害的发生和损失
种子引发方法(按照基质划分):
液体引发;
水引发;
固体基质引发;
生物引发;
膜引发
种子引发的机理:
引发改变种子的渗透势,有效活化与去阻抑作用,引发诱导细胞膜的修复,引发诱导与抗性有关物质的合成
适合超干贮藏的种子含有较高水平的抗氧剂和自由基螯合剂
干燥损伤:
是指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伤害
缓湿处理:
将种子置于相对潮湿的环境条件下一定时间,使其缓慢吸湿,以较好地完成萌发前的修复,再播种和发芽
试卷答案:
填空1.醇溶性谷蛋白、碱溶性谷蛋白(谷蛋白);
2.二次休眠;
3.高;
4.核型胚乳;
5.胚;
6.降低、升高;
7.吸胀、萌动、发芽、幼苗形态建成;
8.多胚现象、无胚种子、我融合生殖、种子败育;
9.珠孔、株柄、合点;
10.上升
顽拗型种子:
顽拗型种子是指那些不耐干燥和零上低温的种子。
即对干燥和低温敏感的种子。
种子引发:
控制种子缓慢吸收水分使其停留在吸胀的第二阶段,让种子进行预发芽的生理生化代谢和修复作用,促进细胞膜、细胞器、DNA的修复和酶的活化,处于准备发芽的代谢状态,但防止胚根的伸出。
换句话说是在控制条件下使种子缓慢吸水为萌发提前进行生理准备的一种播前种子处理。
人工种子:
所谓人工种子,就是将组织培养产生的体细胞胚或不定芽包裹在能提供养分的胶囊里,再在胶囊外包上一层具有保护功能和防止机械损伤的外膜,造成一种类似于种子的结构。
种子寿命:
指一批种子从收获到发芽率降到80%时所经历的天(月.年)数或一定环境条件下能够保持生活力的期限。
种子临界水分:
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。
简述种子重要性的含义。
(1)种子是植物进化到高级阶段的产物,是种子植物的繁殖器官,具有强大的繁殖功能,对植物的繁衍和传播具有特殊的优越性。
(2)/种子是植物个体发育的一个阶段,是上一代的结束,也是下一代的开始。
(3)种子是农业最基本的生产资料,是农业科技的载体,是作物增产的内在条件,也是人类生存的最基本生活物质。
在市场条件下,种子是一种商品
良种指优良品种的优质种子,能够显著提高农作物产量,增强抗性,实现稳产,改善和提高作物质量,促进种植业结构的调整扩大作物栽培区域
简述种子平衡水分变化的影响因素。
(1)湿度:
在一定温度下,大气中相对湿度愈高,种子的平衡水分也愈高。
(2)温度:
温度对平衡水分有一定的影响,因此大多数平衡水分在25℃条件下测定。
在同样的相对湿度下,气温愈低,种子水分含量愈高,反之,则低,(3)种子化学物质的亲水性蛋白质与糖类的分子中均含有的极性亲水基,故亲水性最强,脂肪分子中不含极性亲水基,所以表现疏水性。
简述顽拗型种子的生物学特性。
1、干燥脱水易损伤。
2、易遭冷害和冻害。
3、寿命短,不耐贮藏。
4、属大型和大粒种子5、多属热带植物
简述影响种子活力和寿命的因素。
内因:
种子本身的遗传性——种子寿命长短,不仅在不同植物种间差异显著,即使在同一植物的不同品种之间,差异也很显著。
种被结构——凡种被结构坚韧、致密、具有蜡质、角质层的种子,特别是硬实,其寿命较长。
种子化学成分——种子三大类贮藏物质糖类、蛋白质和脂肪中,脂肪较其它两类物质容易水解和氧化,常因酸败产生许多有毒物质如丙二醛、游离脂肪酸等,对种子生活力造成很大威胁。
籽粒的生理状态——凡受冻、受潮、不充分成熟的种子——寿命短种子大小、饱满度、完整性——凡小粒、不饱满、破损种子——寿命短
外因:
发育环境:
充足光照、全面营养、充分成熟;
干燥条件:
忌曝晒、忌高温、忌发热,湿度和水分(传统型种子宜干燥,顽拗型需高水分)贮藏条件:
温度(低温利于寿命延长,但必伴随低湿)气体——少氧利于寿命延长,但必须低湿、低温
简述种子成熟的含义和指标。
真正成熟的种子应包括两个方面,即形态成熟(收获指标)和生理成熟(种用价值指标)。
所谓形态成熟,是指种子的形状、大小已固定不变,且呈现出品种的固有颜色;
生理成熟是指种胚具有了发芽能力。
真正成熟的种子一般应具备以下指标:
(1)养料运输已经停止,种子中干物质不再增加,即达到了最大干重;
(2)种子含水量降低到一定程度;
(3)果种皮的内含物变硬,种皮坚固,呈现了品种的固有色泽:
(4)种子具有较高(一般在80%以上)的发芽率和最强的幼苗活力。
简述影响种子引发效果的因素
(1)引发渗透势的控制是液体引发成败的关键
(2)引发时间可变化在2~21d。
(3)引发温度一般应控制在15~25℃。
(4)在PEG引发过程中,不断通入气体可以显著提高引发的效果(5)引发过程中可以在引发剂中添加一些辅助成分。
如在PEG引发过程中加入赤霉素。
(6)引发后种子的干燥方式引发后种子不干燥的效果要显著大于干燥种子,但未干燥种子不耐贮藏。
简述种子萌发过程中的吸水规律及其生理代谢特点。
种子萌发过程中种子的吸水规律为快、慢、快的S型吸水曲线。
阶段I:
吸胀期间的快速吸水期,靠亲水胶体对水的吸附力吸水,非生命现象,吸水量与化学成分有关而与温度高低无关;
阶段II:
萌动期间吸水,为吸水滞缓期;
阶段III:
发芽期间的快速吸水期,靠幼苗生长力吸水,死种子无此期吸水
萌发过程中的代谢特点为:
种子萌发早期细胞的活化与修复,伴随着种子的吸水,种胚细胞内的蛋白质、酶、植物激素、细胞器等陆续发生水合活化,膜、RNA、线粒体及DNA逐渐修复,一系列生理生化变化迅速由弱转强。
以水解作用为主,呼吸作用和合成作用强烈进行(呼吸呈现上升——下降——上升——下降四个阶段,三羧酸循环转变为磷酸戊糖途径)
综述影响种子化学成分的内外因素。
内部因素:
作物的遗传性、种子的成熟度、饱满度对种子的化学成分都有影响。
其中遗传性是最大的影响因素,约为变异的18%。
不充分成熟的种子,可溶性糖、非蛋白质态氮的含量较高;
种子饱满度不同,种子各部分所占比率有一定程度变动,化学成分也就有差异。
外部因素:
环境条件对粉质种子化学成分的影响小麦等粉质种子的化学成分,主要受湿度的影响,包括大气湿度和土壤湿度。
我国南方多雨潮湿,这种气候有利于淀粉酶的活动而不利于蛋白酶的活动,因而淀粉合成较多而蛋白质合成受阻;
土壤中的肥料及施用肥料的种类,对种子中蛋白质含量也有很大的影响。
氮肥能提高蛋白质含量。
钾肥过多时,会使蛋白质含量相对下降,因钾肥有利于糖类由叶部向子粒转移,有利于多糖类物质的积累。
环境条件对油质种子化学成分的影响影响其化学成分的最大气候因素是温度,适宜的低温有利于油分在种子中的积累。
我国北方地区气温较低,纬度高,日夜温差大,这样的条件不但有利于种子含油量的提高,而且油分中不饱和脂肪酸的含量多,脂肪的碘价高,油的质量好。
空气湿度和土壤水分高,对油分的积累有利,反之则有利于蛋白质的积累。
营养元素与种子中的油分含量也有密切关系,磷肥对油质种子含油量的提高有明显的作用,因为糖类转化为甘油和脂肪酸的过程中需要磷的参与。
钾肥(草木灰)对油分积累也起积极作用。
氮肥施用过多会使种子含油量降低。
综述种子休眠的含义、意义、成因及解决方法。
休眠的含义:
指具有生活力的种子在适宜发芽条件下不能萌发(不发芽)的现象。
按休眠发生的时间及原因休眠有原初休眠和二次休眠。
休眠的意义:
是种子植物抵抗外界不良条件的一种生态适应性。
有利的一面:
种子休眠可防止在植株上发芽。
种子休眠还有利于贮藏。
不利的一面:
①降低了种子的利用价值;
②影响发芽试验结果的正确性;
③造成除草困难。
休眠的原因:
(1)胚休眠(胚未分化好,胚未长足):
一是形态未成熟,一是生理未成熟,即尚未完成生理后熟。
(2)种被的障碍:
种被不透水;
种被不透气;
种被的机械约束作用;
(3)种子中抑制物质的存在(抑制物质的性质:
挥发性,水溶性,非专性,可转化性)(4)不良环境条件的影响,常引起种子的二次休眠
解决方法:
低温层积。
干藏后熟,露底坑藏
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