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种子基础知识
第二章种子生物学和生理生化基础
亚麻科(Linaceae):
亚麻。
,芸香科(Rutaceae):
柑、橘、柚、金橘、柠檬、佛手柑。
无患子科(Sapindaceae):
龙眼、荔枝、无患子。
漆树科(Anacardiaceae):
漆树。
大戟科(Euphorbiaceae):
蓖麻、橡皮树、油桐、乌鞳、巴豆、木薯。
葡萄科(Vitaceae):
葡萄。
柿树科(Ebenaceae):
柿。
旋花科(Convolvulaceae):
甘薯、蕹菜。
茄科(Solanaceae):
茄子、烟草、番茄、辣椒。
胡麻科(Pedaliaceae):
芝麻。
茜草科(Rubiaceae):
咖啡、栀子、奎宁。
松科(Pinaceae):
马尾松、杉、落叶松、赤松、黑松。
5.包括种子的主要部分(种皮的外层已脱去)
公孙树科(Ginkgoaceae):
银杏。
三、主要作物种子的形态结构
种子的形态结构在种和品种之间常存在差异,因
此很多性状可作为鉴别植物种和品种的依据,如种子
的形状、大小、颜色;种子表面的光滑度、表皮上茸
毛的有无、稀密及分布状况;胚和胚乳的部位;种脐
的形状、大小、凹凸、颜色及着生部位等。
此外,根
据某些作物种皮的组织解剖特点,也可以鉴定种子的
真实性,如大豆、豌豆的品种间,十字花科的不同种
及品种之间,其种皮细胞的形态有显著差异,因此在
用其他方法难以鉴定真实性的情况下,可以应用解剖
学的方法。
现将主要作物种子的形态、构造和解剖分述于
下。
(一)水稻水稻的籽粒(kernel)-稻谷
(roughrice),如图2-18所示,由米粒及稃壳两部分
构成。
稃壳由护颖及内、外稃组成,护颖是籽粒基部
的一对披针形的小片,米粒由内外稃(各一片)所包
裹,稃壳的顶端称稃尖,在许多品种中,外稃的尖端
延伸为芒。
各品种的护颖、内外稃和芒所具的颜色、
特征及稃尖的颜色等性状,可以作为鉴定品种的依
据。
图2-18水稻
(一)稻谷外形1.芒2.外稃3.内稃4.护颖
5.小穗柄
(二)稻谷纵剖面1.稃毛2.内稃3.胚乳糊粉层
4.胚乳淀粉层5.护颖6.芒7.外稃8.
果皮9.盾片10.胚芽11.胚根12.护颖
(三)米粒横剖面1.表皮2.中层3.横细胞4.
管状细胞5.果皮6.种皮7.外胚乳8.
糊粉层
种子学
糙米(brownrice)是一颗真正的果实,其有胚的一侧被外稃所包裹,米粒的这一侧在习惯
上称为腹面,另一侧则称之为背面(禾本科其他作物的籽粒恰好相反)。
背部有一条纵沟,在米
粒的两侧又各有2条纵沟称侧纵沟。
纵沟部位与其稃壳上的维管束相对应。
米粒(糙米)由皮层(包括果皮和种皮)、胚乳(endosperm)及胚(embryo)三部分组成,
果皮(pericarp)包括表皮、中层(中果皮)、横细胞和管状细胞。
种皮(seedcoat)以内是糊粉
层(aleuronelayer,胚乳外层),糊粉层内部则为淀粉层——由贮藏淀粉的细胞组成的胚乳。
表
皮仅由一列细胞组成,中果皮则有6-7列细胞,其下的横细胞有2列含有叶绿粒的细长形细胞。
管状细胞由一列细长的纵向排列的细胞层组成,紧靠着下面的为一层种皮细胞,此层细胞内若有
明显的色素则就成为红米。
种皮以下残留一层细胞不明晰的组织,为珠心层(nucellus)的遗迹,
其下的组织即为内胚乳。
内胚乳的外层即糊粉层,包含1-2层(多至5-6层)细胞,其内部充
满蛋白质和脂肪,容易和其他各层细胞相区分。
糊粉层以内的胚乳是由形状更大的薄壁细胞所组
成,细胞内充满了淀粉粒和蛋白质。
水稻的胚很小,由胚芽(prumule)、胚轴(hypocotyl)、胚根(radicle)、盾片(scutellum)
四部分组成,胚芽和胚根不在一直线上,而几乎呈直角分布。
(二)小麦和大麦普通小麦的籽粒不带稃壳(裸粒),如图2-19所示,由皮层、胚乳和胚
三部分组成。
种子的腹面有一纵沟,称腹沟(crease)。
胚在种子背面的基部,在种子的另一端有
茸毛。
小麦腹沟的宽狭、深浅以及茸毛的疏密状况,都可以作为鉴别品种的依据。
图2-19小麦
(一)籽粒外形a.腹面1.茸毛2.腹沟b背面1.果种皮2.胚部
(二)籽粒纵剖面1.茸毛2.果皮3.种皮4.胚乳糊粉层5.胚乳淀粉层6.盾片7.胚芽
8.胚根
(三)籽粒横剖面1、2、4.皮层3.色素层5.胚乳糊粉层6.胚乳淀粉层
小麦的果皮由表皮、中层、横细胞、内表皮等组成。
表皮细胞长形,具角质,顺着纵轴排
列,这层细胞在籽粒的顶端形成茸毛,其长短因品种而不同。
中层具2-3列细胞,细胞壁的厚
度增加不均匀,细胞间有明显的空隙,分布气孔遗迹,此层细胞在种子成熟的前期,对气体交换
起很大作用。
中层以下有一列长形细胞顺着种子横轴排列,称横细胞层,胞壁增厚不均匀,在种
子发育初期细胞内含有淀粉粒和叶绿粒,随着成熟度提高,叶绿粒消失,此层即失去光合作用能
第二章种子生物学和生理生化基础
力,淀粉粒则向内部转移,细胞中充满空气。
内层的果皮与水稻一样也是管状细胞层,顺着种子
纵轴排列。
小麦的种皮分内外两层,外层透明,内层存在色素,色素层的厚薄决定种子颜色的深
浅。
这两层均系长形的薄壁细胞组成,形状整齐,与种子的中心轴略成角度。
种皮以下为不透明
细胞组成的膨胀层,属外胚乳,其内部为内胚乳。
内胚乳的外层是由近方形的较大的细胞组成的
糊粉层,细胞内充满了混有油滴的蛋白质。
此层在小麦中仅1列细胞,而在靠近胚处,则完全消
失,在腹沟处可有数列细胞。
糊粉层内部为内胚乳的淀粉层,由大型薄壁细胞组成,细胞具各种不同的形态,内部充满了
各种大小不同的淀粉粒,淀粉粒的间隙中含有蛋白质。
淀粉粒与蛋白质结合的牢固程度,在普通
小麦与硬粒小麦之间显然有别,硬粒小麦的淀粉粒与蛋白质结合得特别牢固。
小麦的胚部形态与水稻相似,但胚芽与胚根在一直线上,胚部占整个籽粒的比例较水稻为
大。
大麦籽粒的性状(图2-20)和小麦很相近
以,但因品种类型不同,在形状、大小等方面区
别较大,一般二棱大麦的粒形大于四棱和六棱大
1-
麦粒较为饱满,不同籽粒大小均匀。
四
凌大麦的大小很不整齐。
六棱大麦的籽粒大小虽2I
较整齐,但明显较小,千粒重远低于二棱和四棱34
赶麦。
5
根据种子的植物形态学分类,大麦籽粒可分
(一)
(二)(三)
包括果实及其外部的附属物(即皮大麦)和包图2-20大麦
I括果实的全部(即裸大麦)两大类,前者由于大。
一,背面。
二,腹面。
三,剥去胚部稃壳的籽粒
1.外稃2.内稃3.小基刺4.胚部5.浆片
麦结实后10d左右,果皮上分泌黏性物质,使之
与内外稃胶结不易分离。
皮大麦稃壳的很多性状,如稃壳的颜色、芒的性状、外稃基部的形状
(皱折情况)、腹沟基部的小基刺(腹刺)的状况、腹沟的展开程度等,都可以作为鉴别品种的依
据。
大麦腹沟的附近为内稃所包被,外稃较大,包被了整个籽粒的背部及腹面的一部分——离开
腹沟较远的部分(即腹面的外缘部分)。
剥开大麦籽粒胚部的外稃,可暴露出一对小小的浆片,在花器中浆片吸水膨胀是开花(推开
内外稃)的动力,花后即失水萎缩,残留在胚部附近。
浆片亦可作为鉴定大麦品种的一个重要性
}状。
}大麦籽粒的解剖学结构与小麦基本相同,但小麦的糊粉层仅一层细胞而大麦有2-4层。
大
麦糊粉层的色泽因品种而不同,某些品种为蓝色,而另一些品种呈白色。
(三)玉米玉米籽粒的基本构造与上述两类作物相同,但籽粒大小却相差悬殊。
栽培玉米
的籽粒是一个完整的颖果,果种皮紧贴在一起不易分离,在籽粒上端的果皮上可观察到花柱遗迹
(一般在邻近胚部的胚乳部位的果皮上)。
玉米的胚特别大,约占籽粒总体积的30%,占总重量
的10%-14%,透过果种皮,可清楚地看到胚和胚乳的分界线(图2-21)。
玉米籽粒的基部有果柄,但有时脱落,不连在籽粒上,在籽粒基部的果柄脱落处呈褐色,这
种子学
是由于该部位存在基部褐色曾(或称基部黑色层)。
-)2-21◆◆
充分成熟籽粒的基部褐色层色素累积,颜色明显
因此可以作为种子成熟的重要标志。
玉米籽粒的形态在类型和品种之间存在很大差
异,而且同一果穗上的种子,由于着生部位不同
其籽粒大小及粒形的差异也很显著。
玉米籽粒的颜
色有多种,总的可分为白色系统、黄色系统及紫色
(一,f二)
系统三类。
玉米的角质胚乳和粉质胚乳中淀粉粒具不同的图2—2l玉米
形态,角质胚乳中的淀粉粒为多角形,而粉质胚乳
(一)籽粒外形1.花柱遗迹2.果皮3.果7
(二)籽粒纵剖面1.果皮2.种皮3.胚乳
中的淀粉粒呈球形。
分4.胚乳的粉质部分5.盾片6.j
(四)荞麦荞麦的籽粒为瘦果(图2—22),略胚芽8.维管束9.胚根10.根鞘
呈三棱形,果实基部留存五裂花萼,果实内部仅含褐色层
1粒种子。
果皮深褐色或黑褐色,较厚,包括外表
皮、皮下组织、柔组织、内表皮四层。
种皮很薄,为
呈黄绿色的透明薄膜组织,包括表皮和海绵柔组织两逼重耄鋈蒌奏}二
部分,其下为发达的内胚乳,细胞中富含淀粉,淀粉’
粒多角形。
养麦种子的胚很大,属于胚乳与子叶均发
达的类型,种胚位于种子中央,被内胚乳所包被。
子
叶薄而大,扭曲,横断面呈“S”形。
(五)大豆大豆为无胚乳种子,仅包括种皮和胚(一1
两部分(图2—23)(hilum)发达,raphe)胚轴、胚cha-耄冀雾霎
占的比率很小,且不在一直线上。
在种子侧面的种皮
laza)以观察到脐micropyle)脐条(raphe)、内脐(cha_聚莲饕季雾霾三之三鼋冀
laza)和发芽口(micropyle)等部位。
大豆的种皮因品【二)
种不同而有多种颜色。
一般品种为黄色,种皮上常易
产生裂缝,保护性能较差。
种皮由角质层、栅状细胞、
柱状细胞、海绵细胞等多层细胞组成。
栅状细胞为狭
长的大型细胞,排列很紧密,细胞内含有色素,此层图2-22荞麦
细胞的靠外端部分若发生硬化,就不易透过水分而使
(一)籽粒外形1.发芽口2’果皮3.:
.果脐1
种子成为硬实,该部位的物理性质和化学成分常与其
(二)£:
蓦面1.果皮2.种皮3.子叶4.内I
他部分有所差异,在显微镜下观察可看到一条明亮的胚乳5.胚根6.胚芽7.子房腔l
线。
因此,这一部位称之为明线。
柱状细胞(或称骨
状石细胞)体积很大,亦仅有一列细胞,其排列方向与栅状细胞相同。
海绵细胞层由7-8列细
胞组成,横向排列,细胞壁很薄,组织疏松,有很强的吸水力,一接触到水分,就迅速吸水而使
种皮在很短的时间内膨胀。
种皮以内是内胚乳遗迹,此层亦称蛋白质层,成薄膜状包围着种胚。
图2-24为蚕豆种子结构。
第二章种子生物学和生理生化基础
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(四)
图2-23大豆图2-24蚕豆
(一)种子外形1.种皮2.内脐3.脐条4.脐5.
(一)种子外形正面1.种皮2.脐3.脐褥
发芽口6.胚根所在部位
(二)种子外形侧面1.种皮2.发芽口3.脐
(二)剥去种皮的种子1.子叶2.胚根(三)种子纵剖面(去种皮)1.子叶2.胚芽3.胚轴
(三)种子纵剖面1.表皮2.明线3.栅状细胞4.4.胚根
柱状
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