种子的形成发育和成熟课件.ppt

1、第二章第二章 种子的形成发育和成熟种子的形成发育和成熟n种子形成发育的一般过程种子形成发育的一般过程n主要作物种子的形成和发育主要作物种子的形成和发育n种子发育的异常现象种子发育的异常现象n种子的成熟及其调控种子的成熟及其调控重点n种子形成发育的一般过程种子形成发育的一般过程n种子成熟及成熟过程中的变化种子成熟及成熟过程中的变化n种子成熟的调控种子成熟的调控种子（种子（seed)：种子植物特有的繁殖器官！：种子植物特有的繁殖器官！种子是在母株上经过初期发育的新个体！种子是在母株上经过初期发育的新个体！El Batan Aug.26-Sept.20 2002 种子的涵义种子的涵义植物学：由胚珠发

2、育而成的繁殖器官。植物学：由胚珠发育而成的繁殖器官。(受精胚珠受精胚珠)(狭义狭义)农学：直接用作播种材料的植物器官。农学：直接用作播种材料的植物器官。(农业种农业种子子)()(广义广义)n种子的形成和发育是植物个体发育种子的形成和发育是植物个体发育的最初阶段，影响种子本身的播种的最初阶段，影响种子本身的播种品质，也影响到下一代的生长发育。品质，也影响到下一代的生长发育。被子植物的生活史被子植物的生活史种子是在母株上种子是在母株上经过初期发育的经过初期发育的新个体！新个体！1.1.胚胎发生期胚胎发生期 ：受精开始到胚形态初步建成，以细胞分裂为主，同时进行：受精开始到胚形态初步建成，以细胞分裂为

3、主，同时进行胚、胚乳或子叶的分化。胚、胚乳或子叶的分化。此时胚不具有发芽能力，离体种子不能萌发。此时胚不具有发芽能力，离体种子不能萌发。2.2.种子形成期种子形成期 ：细胞扩大生长为主，淀粉、蛋白质和脂肪等贮藏物质大量：细胞扩大生长为主，淀粉、蛋白质和脂肪等贮藏物质大量积累，引起胚、胚乳或子叶的迅速生长。此期间有些植物种子的胚已具备发积累，引起胚、胚乳或子叶的迅速生长。此期间有些植物种子的胚已具备发芽能力，处于形成期的种子一般不耐脱水，若脱水，种子易丧失活力。芽能力，处于形成期的种子一般不耐脱水，若脱水，种子易丧失活力。3.3.成熟休止期成熟休止期：贮藏物质的积累逐渐停止，种子含水量降低，原生

4、质由溶胶：贮藏物质的积累逐渐停止，种子含水量降低，原生质由溶胶状态转变为凝胶状态，呼吸速率逐渐降低到最低水平，胚进入休眠期。状态转变为凝胶状态，呼吸速率逐渐降低到最低水平，胚进入休眠期。完熟状态的种子耐脱水，耐贮藏，并具有最强的生活力。经过休眠期的完熟完熟状态的种子耐脱水，耐贮藏，并具有最强的生活力。经过休眠期的完熟种子，在条件适宜时就能吸水萌发。种子，在条件适宜时就能吸水萌发。一、种子形成发育的一般过程一、种子形成发育的一般过程从受精卵开始，经过多次细胞分裂和分化，直到完全成熟。从受精卵开始，经过多次细胞分裂和分化，直到完全成熟。受精作用：双受精现象（受精作用：双受精现象（double fe

5、rtilization）P8花的结构：花的结构：花托花托 花萼花萼 花冠花冠 雄蕊雄蕊-花药花药-花粉花粉 雌蕊雌蕊-子房子房-胚珠胚珠珠心珠心内珠被内珠被外珠被外珠被珠孔珠孔珠柄珠柄种子的发育种子的发育胚的发育胚的发育：受精卵（合子）：受精卵（合子）成熟胚成熟胚胚乳的发育胚乳的发育：受精极核（初生胚乳核）：受精极核（初生胚乳核）胚乳胚乳种皮的发育种皮的发育：珠被：珠被 种皮种皮单层珠被：一层种皮（番茄、向日葵、胡桃）单层珠被：一层种皮（番茄、向日葵、胡桃）两层珠被：内外种皮（油菜、蓖麻）两层珠被：内外种皮（油菜、蓖麻）两层珠被：仅一层发育（大豆、蚕豆由外珠被；两层珠被：仅一层发育（大豆、蚕豆

6、由外珠被；水稻、小麦由内珠被）水稻、小麦由内珠被）肉质种皮：石榴、银杏肉质种皮：石榴、银杏种皮附属物：棉花外种皮的表皮细胞突出（棉纤维）种皮附属物：棉花外种皮的表皮细胞突出（棉纤维）假种皮：珠柄或胎座发育而成（荔枝、假种皮：珠柄或胎座发育而成（荔枝、龙眼）龙眼）授粉、受精n自花授粉n异花授粉n常异花授粉n珠孔（顶点）受精、合点受精、中点受精n闭花受精n受精的不亲和性二、主要作物种子的形成和发育n小麦小麦：胚乳先发育，受精卵分裂前需经6-9h休眠；分化中的幼胚，盾片占显著地位；受精后20天左右胚发育完成。n水稻水稻：8-10h;10天左右胚发育完成。真多胚真多胚多胚产生于同一胚囊（多数）多胚产生

7、于同一胚囊（多数）假多胚假多胚多胚产生于同一珠心不同胚囊中（少数）多胚产生于同一珠心不同胚囊中（少数）三、种子发育过程中的异常现象三、种子发育过程中的异常现象 绝大多数胚珠绝大多数胚珠 正常种子正常种子 少数胚珠少数胚珠 异常种子异常种子（异常现象）（异常现象）：受精、发育受精、发育不正常途径不正常途径多胚多胚粒种子中有个或个以上胚粒种子中有个或个以上胚 无胚无胚种子外形似乎正常但内部无胚种子外形似乎正常但内部无胚 无胚现象分布也很广，但以无胚现象分布也很广，但以伞形花科植物伞形花科植物为多，如胡为多，如胡 萝卜、芹菜等，个别情况下无胚率可达。萝卜、芹菜等，个别情况下无胚率可达。无胚种子无胚种

8、子 产生原因产生原因遗传，如伞形花科遗传，如伞形花科 远缘杂交，生理不协调，胚早期夭折远缘杂交，生理不协调，胚早期夭折昆虫危害昆虫危害无融合生殖无融合生殖无融合生殖是指不经配子无融合生殖是指不经配子融合（受精）而形成胚的现象。融合（受精）而形成胚的现象。主要包括主要包括:孤雌生殖孤雌生殖（卵细胞）（卵细胞）（母本）（母本）孤雄生殖孤雄生殖（雄核发育）（父本）（雄核发育）（父本）非配子生殖非配子生殖（助细胞，反足细胞）（母本）（助细胞，反足细胞）（母本）不定胚不定胚（珠心细胞）（母本）（珠心细胞）（母本）作业：作业：n1 1、试述被子植物的双受精现象，并解释、试述被子植物的双受精现象，并解释为什

9、么胚乳是为什么胚乳是3n,3n,而胚是而胚是2n2n？n2 2、试述水稻种子是如何形成和发育的？、试述水稻种子是如何形成和发育的？四、种子的成熟四、种子的成熟种子成熟种子成熟：形态成熟；生理成熟形态成熟；生理成熟对一、二年生植物来说，同时伴随着母体开始衰老死亡。对一、二年生植物来说，同时伴随着母体开始衰老死亡。标志标志：养分输送停止，种子干重达到最大；养分输送停止，种子干重达到最大；含水量减少，硬度增加，对不良环境条件抵抗力增强；含水量减少，硬度增加，对不良环境条件抵抗力增强；种皮坚硬，呈现固有的色泽；种皮坚硬，呈现固有的色泽；种子发芽率较高，幼苗活力最强种子发芽率较高，幼苗活力最强（一）种子

10、的成熟阶段（一）种子的成熟阶段1、禾谷类作物种子的成熟阶段、禾谷类作物种子的成熟阶段n乳熟期：乳熟期：茎秆下部叶片转黄；茎秆多汁；内含物乳汁状茎秆下部叶片转黄；茎秆多汁；内含物乳汁状n黄熟期：黄熟期：植株大部变黄，顶部绿且多汁；籽粒固有色泽；内植株大部变黄，顶部绿且多汁；籽粒固有色泽；内含物蜡状。含物蜡状。机械收获适期。机械收获适期。n完熟期：完熟期：籽粒干燥，体积缩小；内含物粉质或角质。籽粒干燥，体积缩小；内含物粉质或角质。人工收人工收获适期。获适期。n枯熟期（过熟期）：枯熟期（过熟期）：茎秆灰黄色或褐黄色；脆。茎秆灰黄色或褐黄色；脆。收获损收获损失大。失大。n成熟程序成熟程序：与开花次序一

11、致，主茎与开花次序一致，主茎分蘖分蘖n 主轴主轴各枝梗；由上而下各枝梗；由上而下2、豆类作物种子的成熟阶段、豆类作物种子的成熟阶段n绿熟期绿熟期n黄熟期黄熟期n完熟期完熟期n枯熟期枯熟期3、十字花科和锦葵科作物种子的成熟阶段、十字花科和锦葵科作物种子的成熟阶段n白熟期白熟期n绿熟期绿熟期n褐熟期褐熟期n完熟期完熟期n枯熟期枯熟期农作物种子的适时收获农作物种子的适时收获n最适当的时期迅速完成，适时提早收获。n过早：籽粒欠饱满，养料积累不够，易破碎，胚活力低，不耐贮藏。n过迟：倒伏落粒，穗发芽，影响产量和品质。（二）种子成熟过程中（二）种子成熟过程中的变化1、种子成熟过程中种子成熟过程中物理性状的

12、变化n1.1 种子大小种子大小：长-宽-厚；体积逐渐增加，水稻黄熟期种子体积达最大。n1.2 种子重量和比重种子重量和比重：n 重量：水分增减和干物质的积累。n 鲜重：与水分变化一致。n 干重：随成熟度增加。n 成熟早籽粒重量大n 比重：随成熟度增大（油量高种子随脂肪积累降低）n1.3 1.3 其他物理性状其他物理性状n种皮含水量种皮含水量逐渐降低，豆类过熟硬实率增加；n硬度和透明度硬度和透明度逐渐提高；n热容量和导热率热容量和导热率逐渐降低。2 2、种子成熟过程中化学物质的变化、种子成熟过程中化学物质的变化2.1 营养物质积累营养物质积累糖类物质：糖类物质：可溶性糖可溶性糖 不溶性糖（淀粉、

13、半纤维素）不溶性糖（淀粉、半纤维素）种子中可溶性糖随着不溶性糖的积累不断减少种子中可溶性糖随着不溶性糖的积累不断减少 合成的淀粉储藏在合成的淀粉储藏在淀粉粒（前质体）淀粉粒（前质体）中。中。禾谷类种子淀粉的积累以乳熟期与黄熟期最快，因此干重迅速增加，至禾谷类种子淀粉的积累以乳熟期与黄熟期最快，因此干重迅速增加，至完熟期以后就不再增重。完熟期以后就不再增重。水稻成熟过程中颖果内淀水稻成熟过程中颖果内淀粉和可溶性糖含量的变化粉和可溶性糖含量的变化品种：品种：IR28蛋白质：蛋白质：氨基酸氨基酸 储藏蛋白储藏蛋白合成蛋白质是在核糖体中（多发生于粗糙内质网上），合成蛋白质是在核糖体中（多发生于粗糙内质

14、网上），储藏在储藏在蛋白体蛋白体中。中。在种子发育初期，蛋白体通常在种子发育初期，蛋白体通常呈球状呈球状，悬浮在种子，悬浮在种子贮藏细胞的细胞质中，但到了种子成熟后期，蛋白体贮藏细胞的细胞质中，但到了种子成熟后期，蛋白体因其它细胞器的挤压以及脱水而变形。在种子成熟期，因其它细胞器的挤压以及脱水而变形。在种子成熟期，胚乳细胞中的蛋白体往往被充实的淀粉体挤压，只能胚乳细胞中的蛋白体往往被充实的淀粉体挤压，只能存在于淀粉体之间的空隙中。存在于淀粉体之间的空隙中。禾谷类所含蛋白质缺乏某些氨基酸禾谷类所含蛋白质缺乏某些氨基酸-赖氨酸、色氨酸赖氨酸、色氨酸脂肪：脂肪：种子中种子中油脂含量增加，而可溶性糖和

15、淀粉相应减少油脂含量增加，而可溶性糖和淀粉相应减少。种子中储藏脂肪的细胞器是种子中储藏脂肪的细胞器是油脂体（圆球体）油脂体（圆球体），来源于，来源于内质网。内质网。脂肪积累的特点：脂肪积累的特点：游离脂肪酸逐渐减少；游离脂肪酸逐渐减少；不饱和脂肪酸逐渐增加不饱和脂肪酸逐渐增加油菜种子在成熟过程中干物油菜种子在成熟过程中干物质积累质积累1.1.可溶性糖；可溶性糖；2.2.淀粉；淀粉；3.3.千粒重；千粒重；4.4.含氮物质；含氮物质；5.5.粗脂肪粗脂肪 淀粉粒淀粉粒 油脂体油脂体 蛋白体蛋白体2.2 2.2 激素的变化激素的变化 植物激素一般在胚珠受精后一定时期出现，随着种子植物激素一般在胚珠

16、受精后一定时期出现，随着种子发育，浓度不断上升，此后又逐渐下降，直到种子充分成发育，浓度不断上升，此后又逐渐下降，直到种子充分成熟和干燥后消失或失活。熟和干燥后消失或失活。激素在种子中的作用：激素在种子中的作用：调节种子生长发育；调节种子生长发育；调控营养物质积累；调控营养物质积累；影响果实以及其他紧密相连的外部组织发育；影响果实以及其他紧密相连的外部组织发育；决定种子萌发和幼苗早期生长决定种子萌发和幼苗早期生长3 3、种子成熟过程中发芽力的变化、种子成熟过程中发芽力的变化n发芽势、发芽率一般随成熟度提高。n干重和发芽力变化判断是否真正成熟。（三）、种子成熟的调控（三）、种子成熟的调控1、种子

17、成熟后的脱水干燥的作用、种子成熟后的脱水干燥的作用对于绝大多数正常型种子来说，干燥是种子成熟不可缺少对于绝大多数正常型种子来说，干燥是种子成熟不可缺少的环节。的环节。随着种子成熟，含水量不断下降。随着种子成熟，含水量不断下降。种子完成脱水干燥，才是已经发育完成。种子完成脱水干燥，才是已经发育完成。干燥是种子从干燥是种子从发育过程向萌发过程发育过程向萌发过程转变的关键信号！转变的关键信号！种子的抗脱水能力，分两阶段：种子的抗脱水能力，分两阶段：种子发育早期，不耐干躁，一经脱水，会产生危害；种子发育早期，不耐干躁，一经脱水，会产生危害；随后进入耐干阶段，脱水后重新吸水，导致萌发随后进入耐干阶段，脱

18、水后重新吸水，导致萌发2、种子脱水干燥的生理效应：、种子脱水干燥的生理效应：2.1 酶类钝化酶类钝化 原因：原因：酶与底物隔离；氧化增加；酸度增加；离子浓度增加酶与底物隔离；氧化增加；酸度增加；离子浓度增加 2.2 RNA水解酶类增加水解酶类增加 mRNA降解，多聚核糖体解体降解，多聚核糖体解体2.3 复合体形成复合体形成 贮存贮存mRNA，在种子发育过程中形成，脱水干燥时，在种子发育过程中形成，脱水干燥时，该类该类mRNA与蛋白质形成与蛋白质形成核糖核蛋白核糖核蛋白复合体，防止复合体，防止mRNA降解，供种子萌发时所需。（长命降解，供种子萌发时所需。（长命mRNA）酶与其他蛋白质结合形成酶与

19、其他蛋白质结合形成酶原酶原复合体，保护酶不被水复合体，保护酶不被水解。解。2.4 可溶性糖积累可溶性糖积累 成熟过程的又一特征（脱水保护作用）成熟过程的又一特征（脱水保护作用）（四）、（四）、环境条件对种子成熟的影响环境条件对种子成熟的影响湿度：湿度：晴朗干燥有利于种子合成作用，加速种子成熟；晴朗干燥有利于种子合成作用，加速种子成熟；干旱显著缩短种子的成熟期！干旱显著缩短种子的成熟期！低温阴雨会延迟种子成熟。低温阴雨会延迟种子成熟。温度：温度：适宜温度，促进光合作用，物质转运和合成积累；适宜温度，促进光合作用，物质转运和合成积累；高温促进早熟，缩短成熟期；高温促进早熟，缩短成熟期；低温延迟成熟，饱满度低低温延迟成熟，饱满度低营养：营养：养分缺乏，早熟，灌浆时间短，饱满度和产量下降；养分缺乏，早熟，灌浆时间短，饱满度和产量下降；磷肥磷肥可促进糖的转化，满足酶的需要。成熟期间施磷可促进糖的转化，满足酶的需要。成熟期间施磷 肥可肥可提早成熟，增加粒重，提高产量提早成熟，增加粒重，提高产量；氮肥氮肥会促进营养生长，成熟期间施氮过多，造成会促进营养生长，成熟期间施氮过多，造成徒徒 长，延迟成熟。长，延迟成熟。