種子學(xué)-2013-8

1、種子休眠的機(jī)理種子休眠的機(jī)理1 內(nèi)源激素調(diào)控學(xué)說內(nèi)源激素調(diào)控學(xué)說2 呼吸途徑調(diào)控學(xué)說呼吸途徑調(diào)控學(xué)說3 光敏素調(diào)控學(xué)說光敏素調(diào)控學(xué)說4 膜相變化論膜相變化論種子的休眠（種子的休眠（seed dormancy）禾谷類種子的休眠禾谷類種子的休眠休眠原因：與種被影響有關(guān)。水稻與大麥?zhǔn)秋麣ぐ唬⌒菝咴颍号c種被影響有關(guān)。水稻與大麥?zhǔn)秋麣ぐ?，小麥?zhǔn)枪N皮阻礙氧氣供應(yīng)。成熟玉米、高粱無明顯休眠。麥?zhǔn)枪N皮阻礙氧氣供應(yīng)。成熟玉米、高粱無明顯休眠。 解除：去除水稻稃殼、破壞小麥果種皮、雙氧水處理、解除：去除水稻稃殼、破壞小麥果種皮、雙氧水處理、 低溫處理（麥）；烘干低溫處理（麥）；烘干 影響因素影響因素1

2、 遺傳因素遺傳因素: 種間差異種間差異; 品種間差異品種間差異 2生理因素生理因素: 成熟度成熟度3環(huán)境因素環(huán)境因素: 溫度溫度豆類種子的休眠（硬實(shí)）豆類種子的休眠（硬實(shí)）硬實(shí)（硬實(shí)（hard seed）：）：種皮不透水不能吸脹保持原來大小和堅(jiān)硬狀種皮不透水不能吸脹保持原來大小和堅(jiān)硬狀態(tài)的種子。具有自然選擇優(yōu)勢態(tài)的種子。具有自然選擇優(yōu)勢 。硬實(shí)原因：硬實(shí)原因：1 種皮中某一層次細(xì)胞壁含有較多疏水性物質(zhì)：種皮中某一層次細(xì)胞壁含有較多疏水性物質(zhì)：2 特定部位或特殊的水分控制機(jī)制：特定部位或特殊的水分控制機(jī)制：硬實(shí)的影響因素硬實(shí)的影響因素1 遺傳性遺傳性2 成熟度成熟度3 環(huán)境條件環(huán)境條件其他作物種

3、子的休眠原因其他作物種子的休眠原因棉花：棉花： 主要為陸地棉，其余三種幾乎無休眠。主要為陸地棉，其余三種幾乎無休眠。 種皮透氣性、透水性種皮透氣性、透水性(硬實(shí)硬實(shí)) 、機(jī)械束縛。、機(jī)械束縛。 溫湯浸種，濃硫酸，烘干溫湯浸種，濃硫酸，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 甘藍(lán)型甘藍(lán)型 種皮透氣性（種皮色素）；果殼中的發(fā)芽抑制物質(zhì)種皮透氣性（種皮色素）；果殼中的發(fā)芽抑制物質(zhì) 高溫縮短休眠，刺破種皮、淋洗高溫縮短休眠，刺破種皮、淋洗 向日葵：向日葵： 果種皮中存在發(fā)芽抑制物；胚休眠果種皮中存在發(fā)芽抑制物；胚休眠 高溫誘導(dǎo)二次休眠高溫誘導(dǎo)二次休眠甜菜：甜菜： 種球（果皮和

4、花萼）中存在發(fā)芽抑制物（草酸鹽、酚類物質(zhì)）種球（果皮和花萼）中存在發(fā)芽抑制物（草酸鹽、酚類物質(zhì)） 浸種；淋洗浸種；淋洗蔬菜：蔬菜：類型和作物類型和作物休眠原因休眠原因瓜果類瓜果類 西瓜、黃瓜、甜瓜西瓜、黃瓜、甜瓜 冬瓜冬瓜 番茄番茄種皮透氣性差種皮透氣性差種皮透水性差種皮透水性差存在抑制物質(zhì)存在抑制物質(zhì)根菜類、甘薯（種子）根菜類、甘薯（種子） 胡蘿卜胡蘿卜 蘿卜蘿卜種皮透水性差種皮透水性差種胚發(fā)育不良種胚發(fā)育不良種皮透氣性差種皮透氣性差葉菜類葉菜類 芹菜芹菜 莧菜莧菜 萵苣萵苣 白菜、芥菜白菜、芥菜 菠菜菠菜發(fā)芽需光發(fā)芽需光發(fā)芽忌光發(fā)芽忌光發(fā)芽需光；種皮、胚乳障礙；發(fā)芽抑制物發(fā)芽需光；種皮、胚

5、乳障礙；發(fā)芽抑制物種皮透性差；發(fā)芽需光種皮透性差；發(fā)芽需光吸脹種子表面膠液影響透氣；果皮中有草酸吸脹種子表面膠液影響透氣；果皮中有草酸種子休眠的控制種子休眠的控制-保持或打破保持或打破1 育種手段：育種手段：休眠性是遺傳性狀休眠性是遺傳性狀2 種子處理：種子處理： 化學(xué)處理（藥劑）化學(xué)處理（藥劑） 物理處理（機(jī)械損傷，高溫干藏，曬種，溫湯浸種）物理處理（機(jī)械損傷，高溫干藏，曬種，溫湯浸種） 層積處理層積處理3 改變發(fā)芽條件改變發(fā)芽條件 低溫預(yù)措，變溫，光照等促進(jìn)萌發(fā)低溫預(yù)措，變溫，光照等促進(jìn)萌發(fā)種子活力種子活力 Seed Vigor種子活力的概念種子活力的概念 a 種子群體內(nèi)和群體間發(fā)芽和幼苗

6、生長速率的差異種子群體內(nèi)和群體間發(fā)芽和幼苗生長速率的差異 b 標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)田間實(shí)際出苗結(jié)果的差異標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)田間實(shí)際出苗結(jié)果的差異ISTA (2001) 種子活力是決定具有合格發(fā)芽能力的種子批在在不同環(huán)境種子活力是決定具有合格發(fā)芽能力的種子批在在不同環(huán)境條件下的活性和表現(xiàn)水平的那些種子特性的綜合。條件下的活性和表現(xiàn)水平的那些種子特性的綜合。1 種子發(fā)芽和幼苗生長的速度和整齊度種子發(fā)芽和幼苗生長的速度和整齊度2 在不利環(huán)境條件下，種子的出苗能力在不利環(huán)境條件下，種子的出苗能力3 儲(chǔ)藏后的表現(xiàn)，特別是發(fā)芽能力的保持儲(chǔ)藏后的表現(xiàn)，特別是發(fā)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）種子活力是指決定種子在廣泛的田間條件下快速整齊出苗和種子活力是指決定種子在廣泛的田間條件下快速整齊出苗和長成正常幼苗的潛力的那些特性。長成正常幼苗的潛力的那些特性。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種子活力就是種子種子活力就是種子(種苗）的健壯度種苗）的健壯度 （strength）。）。種子活力定義的含義種子活力定義的含義: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.發(fā)芽速度發(fā)芽速度 Storability. 耐儲(chǔ)性耐儲(chǔ)性Unifor

10、mity of germination.發(fā)芽的整齊性發(fā)芽的整齊性 Normal seedling development.正常幼苗發(fā)育正常幼苗發(fā)育 Crop yield potential.產(chǎn)量潛力產(chǎn)量潛力種子活力與生活力的比較種子活力與生活力的比較種子活力、生活力和發(fā)芽力含義的差異及關(guān)系種子活力、生活力和發(fā)芽力含義的差異及關(guān)系高活力種子的生產(chǎn)意義高活力種子的生產(chǎn)意義影響產(chǎn)量影響產(chǎn)量 1 提高田間出苗率，健壯幼苗（產(chǎn)量基礎(chǔ)）提高田間出苗率，健壯幼苗（產(chǎn)量基礎(chǔ)） 2 抵御不良環(huán)境條件，適于早播抵御不良環(huán)境條件，適于早播 3 提高產(chǎn)量（營養(yǎng)器官）提高產(chǎn)量（營養(yǎng)器官） 4 增強(qiáng)對(duì)病蟲雜草的競爭和抵抗

11、能力增強(qiáng)對(duì)病蟲雜草的競爭和抵抗能力節(jié)約播種量和播種費(fèi)用，利于田間管理節(jié)約播種量和播種費(fèi)用，利于田間管理 提高種子耐儲(chǔ)性提高種子耐儲(chǔ)性影響種子活力的因素影響種子活力的因素1 遺傳因素遺傳因素 品種間差異；雜種優(yōu)勢品種間差異；雜種優(yōu)勢 （種子活力基因的定位）（種子活力基因的定位） 種皮特性，化學(xué)成分種皮特性，化學(xué)成分 2 環(huán)境因素環(huán)境因素 a 種子發(fā)育成熟狀態(tài)的影響種子發(fā)育成熟狀態(tài)的影響 土壤肥力與母株?duì)I養(yǎng)；栽培密度；氣候條件；成熟度土壤肥力與母株?duì)I養(yǎng)；栽培密度；氣候條件；成熟度 b 種子成熟后狀態(tài)的影響種子成熟后狀態(tài)的影響 1 加工損傷：機(jī)械損傷；干燥損傷加工損傷：機(jī)械損傷；干燥損傷 2 儲(chǔ)藏條

12、件：溫濕度、氣體、病蟲害儲(chǔ)藏條件：溫濕度、氣體、病蟲害 c 發(fā)芽條件的影響發(fā)芽條件的影響 吸脹冷害與吸脹損傷吸脹冷害與吸脹損傷種子活力測量方法種子活力測量方法 直接法：模擬逆境條件直接法：模擬逆境條件 間接法：種子活力的生理指標(biāo)間接法：種子活力的生理指標(biāo)Three major categories of vigor test methods: Stress tests Seedling growth and evaluation tests Biochemical tests節(jié)約費(fèi)用；簡單易行；快速省時(shí)；結(jié)果準(zhǔn)確并可重復(fù)節(jié)約費(fèi)用；簡單易行；快速省時(shí)；結(jié)果準(zhǔn)確并可重復(fù)幼苗生長測定幼苗生長測定Se

13、edling growth and evaluation tests （標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)）適用于測定禾谷類幼苗的苗長和直根作（標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)）適用于測定禾谷類幼苗的苗長和直根作物的幼根長物的幼根長Seedling Vigor Classification Test (SVCT)幼苗評(píng)定試驗(yàn)幼苗評(píng)定試驗(yàn)：標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)：標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn) 適用于大粒豆類種子適用于大粒豆類種子發(fā)芽速度測定發(fā)芽速度測定 Seedling growth rate 最古老最簡單的方法，適用于所有作物最古老最簡單的方法，適用于所有作物1 初期發(fā)芽率測定初期發(fā)芽率測定 發(fā)芽勢發(fā)芽勢2 發(fā)芽率達(dá)發(fā)芽率達(dá)90%或或50%所需天數(shù)所需天數(shù)3

14、發(fā)芽指數(shù)測定發(fā)芽指數(shù)測定 GI = (Gt/Dt)4 活力指數(shù)活力指數(shù) VI = GI*S 簡化簡化VI = G*S5 發(fā)芽平均日數(shù)發(fā)芽平均日數(shù) (Gt*Dt)/ Gt6 相對(duì)發(fā)芽速率（發(fā)芽緩慢的樹木或牧草種子）相對(duì)發(fā)芽速率（發(fā)芽緩慢的樹木或牧草種子） 峰值峰值PV (達(dá)峰值時(shí)的累計(jì)幼苗數(shù)達(dá)峰值時(shí)的累計(jì)幼苗數(shù)/達(dá)峰值的天數(shù)達(dá)峰值的天數(shù)) 平均發(fā)芽率平均發(fā)芽率MDG (總發(fā)芽率總發(fā)芽率/發(fā)芽結(jié)束時(shí)的天數(shù)發(fā)芽結(jié)束時(shí)的天數(shù)) 發(fā)芽值發(fā)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 電導(dǎo)率測定電導(dǎo)率測定 Conductivity test適用于豌豆、菜豆、大豆、玉米。適用于豌豆、菜豆、大豆、玉米。測定種子細(xì)胞膜的完整性。高活力種子細(xì)胞膜的完整性好，測定種子細(xì)胞膜的完整性。高活力種子細(xì)胞膜的完整性好，浸入水中后滲出物少，浸泡液電導(dǎo)率低；低活力種子膜的完浸入水中后滲出物少，浸泡液電導(dǎo)率低；低活力種子膜的完整性差，浸泡液電導(dǎo)率高。整性差，浸泡液電導(dǎo)率高。低溫試驗(yàn)低溫試驗(yàn) Cold test 適用于春播喜溫作物種子，玉米、大豆、豌豆適用于春播喜溫作物種子，玉米、大豆、豌豆低溫（低溫（10），濕土，處理），濕土，處理7 天；取出置于適宜條件下

16、，天；取出置于適宜條件下，進(jìn)行發(fā)芽。進(jìn)行發(fā)芽。冷發(fā)芽試驗(yàn)（亞低溫發(fā)芽試驗(yàn)）冷發(fā)芽試驗(yàn)（亞低溫發(fā)芽試驗(yàn)） Cool test 棉花、高粱、黃瓜等春播喜溫作物棉花、高粱、黃瓜等春播喜溫作物 棉花的發(fā)芽最低溫度為棉花的發(fā)芽最低溫度為15 ，本方法采用，本方法采用18 模擬田間低溫條件，測定種子在這種溫度下的發(fā)芽模擬田間低溫條件，測定種子在這種溫度下的發(fā)芽能力，試驗(yàn)方法與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)相同。能力，試驗(yàn)方法與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)相同。磚礫試驗(yàn)磚礫試驗(yàn) （希爾特納試驗(yàn)）（希爾特納試驗(yàn)）Hiltner Brick grit test 禾谷類作物種子（最初是用來檢測谷物種子鐮刀菌感染禾谷類作物種子（最初是用來檢測谷物種

17、子鐮刀菌感染情況的試驗(yàn)）情況的試驗(yàn)） 模擬粘土土壤的機(jī)械壓力，受損傷或帶病及低活力種子，模擬粘土土壤的機(jī)械壓力，受損傷或帶病及低活力種子，芽鞘頂土能力弱，高活力種子頂土能力強(qiáng)。芽鞘頂土能力弱，高活力種子頂土能力強(qiáng)。 2-3 mm碎磚或粗沙，加水濕潤，播種后覆濕沙碎磚或粗沙，加水濕潤，播種后覆濕沙3-4cm，加蓋或覆聚乙烯薄膜保濕，室溫（加蓋或覆聚乙烯薄膜保濕，室溫（20 ），黑暗條件），黑暗條件10 14天。統(tǒng)計(jì)頂出磚沙的正常幼苗數(shù)。天。統(tǒng)計(jì)頂出磚沙的正常幼苗數(shù)。加速老化試驗(yàn)加速老化試驗(yàn) Accelerated aging (AA) 適用于多種作物。采用高溫（適用于多種作物。采用高溫（40-4

18、5 ）、高濕（）、高濕（100%RH）處理種子處理種子2-5天，加速種子老化。老化處理后進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)，天，加速種子老化。老化處理后進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)，高活力種子仍能正常發(fā)芽，低活力種子則不能正常發(fā)芽。高活力種子仍能正常發(fā)芽，低活力種子則不能正常發(fā)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 人工變質(zhì)試驗(yàn)人工變質(zhì)試驗(yàn) Controlled deterioration適用于小粒蔬菜種子，與加速老化試驗(yàn)相似。

20、但對(duì)種子水分適用于小粒蔬菜種子，與加速老化試驗(yàn)相似。但對(duì)種子水分以及變質(zhì)的溫度要求更嚴(yán)格。以及變質(zhì)的溫度要求更嚴(yán)格。種子變質(zhì)前先將含水量調(diào)整到種子變質(zhì)前先將含水量調(diào)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小時(shí)。（種子在老化過程中水分含量是保小時(shí)。（種子在老化過程中水分含量是保持恒定的）持恒定的）四唑測定四唑測定 Tetrazolium test高活力種子脫氫酶活性強(qiáng)，染色面積大，顏色清晰。高活力種子脫氫酶活性強(qiáng)，染色面積大，顏色清晰。High-vigor seed, tetrazolium test Low-vigor seedNongerminable seed 玉米糊粉層四唑測定玉米糊粉層四唑測定糊粉層在禾谷類種子的發(fā)芽代謝中起重要作用，糊粉層細(xì)糊粉層在禾谷類種子的發(fā)芽代謝中起重要作用，糊粉層細(xì)胞的活力水平直接影響種子的活力。胞的活力水平直接影響種子的活力。種子吸水軟化，沿與種胚平行方向縱切，種子基部相連，種子吸水軟化，沿與種胚平行方向縱切，種子基部相連，在種子無胚一面