第一节 植物的休眠与种子的萌发
82页1、第一节 植物的休眠与种子的萌发一、植物休眠(一)植物休眠的概念及其生物学意义1.休眠(dormancy)是植物的整体或某一部分生长暂时停顿的现象,是植物抵制不良自然环境的一种自身保护性的生物学特性。2.休眠的类型:按机理分:强迫休眠、生理休眠按器官分:种子休眠、芽休眠3.意义:一是对植物的生存和适应有着重要意义(如一 、二年生植物在成熟后形成种子,可以在严寒的冬季不 被冻死而保存生活力);二是有利于物种延续(如杂草种 子可以在土层下保持多年不萌发,因而萌发期非常不整 齐,有利于物种延续) (二)种子的休眠种子休眠的原因:种子休眠主要是由以下三方面原因引起的: 1.胚未成熟 2.种皮(果皮)的限制 3.抑制物的存在 1.胚未成熟 一种情况是胚尚未完成发育,如银杏种子成熟后从树上掉下时还未受精,等到外果皮腐烂,吸水、氧气进入后,种子里的生殖细胞分裂,释放出精子后才受精。 另一种情况是胚在形态上似已发育完全,但生理上还未成熟,必须要通过后熟作用才能萌发。2.种皮(果皮)的限制 豆科、锦葵科、藜科、樟科、百合科等植物种子,有坚厚的种皮、果皮,或上附有致密的蜡质和角质,被称为硬实种子、石种子。
2、这类种子往往由于种壳的机械压制或由于种(果)皮不透水、不透气阻碍胚的生长而呈现休眠,如莲子、椰子、苜蓿、紫云英等。3.抑制物的存在 抑制物多数是一些低分子量的有机物,如具挥发性的氰氢 酸(HCN)、乙烯、芥子油;醛类化合物中的柠檬醛、肉桂 醛;酚类化合物中的水杨酸、没食子酸;生物碱中的咖啡碱 、古柯碱;不饱和内酯类中的香豆素、花楸酸以及脱落酸等 。这些物质存在于果肉、种皮、果皮、胚乳、子叶等处。 萌发抑制物抑制种子萌发有重要的生物学意义。如生长在 沙漠中的植物,种子里含有这类抑制物质,要经一定雨量的 冲洗,种子才萌发。如果雨量不足,不能完全冲洗掉抑制物 ,种子就不萌发。这类植物就是依靠种子中的抑制剂使种子 在外界雨量能满足植物生长时才萌发,巧妙地适应干旱的沙 漠条件。种子休眠的解除(1)机械破损 适用于有坚硬种皮的种子。可用沙子与种子摩擦、划伤种皮或者去除种皮等方法来促进萌发。如紫云英种子加沙和石子各1倍进行摇擦处理,能有效促使萌发。(2)清水漂洗 西瓜、甜瓜、番茄、辣椒和茄子等种子外壳含有萌发抑制物,播种前将种子浸泡在水中,反复漂洗,流水更佳,让抑制物渗透出来,能够提高发芽率。(3)
3、层积处理 一些木本植物的种子,如苹果、梨、榛、山 毛榉、白桦、赤杨等要求低温、湿润的条件来解除休眠。通 常用层积处理,即将种子埋在湿沙中置于110温度中, 经13个月的低温处理就能有效地解除休眠。在层积处理期 间种子中的抑制物质含量下降,而GA和CTK的含量增加。一 般说来,适当延长低温处理时间,能促进萌发。 (4)温水处理 某些种子(如棉花、小麦、黄瓜等)经日晒和用3540温水处理,可促进萌发。油松、沙棘种子用70 水浸种24h,可增加透性,促进萌发。 (5)化学处理 棉花、刺槐、皂荚、合欢、漆树、国槐等种子均可用浓硫酸处理(2min2h后立即用水漂清)来增加种皮 透性。用0.1%2.0%过氧化氢溶液浸泡棉籽24h,能显著提 高发芽率,这对玉米、大豆也同样有效。(6)生长调节剂处理 多种植物生长物质能打破种子休眠 ,促进种子萌发。其中GA效果最为显著。(7)光照处理 需光性种子种类很多,对照光的要求也很不一样。有些种子一次性感光就能萌发。如泡桐浸种后 给予1000lx光照10min就能诱发30%种子萌发,8h光照萌 发率达80%。有些则需经710d,每天510h的光周期诱 导才能萌发
4、,如团花、八宝树、榕树等。藜、莴苣、云 杉、水浮莲、芹菜和烟草的某些品种,种子吸胀后照光 也可解除休眠。(8)物理方法 用X射线、超声波、高低频电流、电磁场处理种子,也有破除休眠的作用。(三)芽休眠 芽休眠(bud dormancy)指植物生活史中芽生长 的暂时停顿现象。 芽是很多植物的休眠器官,多数温带木本植物 ,包括松柏科植物和双子叶植物在年生长周期中 明显地出现芽休眠现象。 芽休眠不仅发生于植株的顶芽、侧芽,也发生 于根茎、球茎、鳞茎、块茎,以及水生植物的休 眠冬芽中。 芽休眠是一种良好的生物学特性,能使植物在 恶劣的条件下生存下来。芽休眠原因1.日照长度 这是诱发和控制芽休眠最重要的因素。对多年生植物而 言,通常长日照促进生长,短日照引起伸长生长的停止以 及休眠芽的形成。在板栗、苏合香等植物中,日照诱发芽 休眠有一个临界日照长度。 日照长度短于临界日长时就能引起休眠,长于临界日长 则不发生休眠。如刺槐、桦树、落叶松幼苗在短日照下经 1014d即停止生长,进入休眠。 短日照和高温可以诱发水生植物,如水车前、水鳖属和 狸藻属的冬季休眠芽的形成。短日照也促进大花捕虫槿芽 的休眠。而铃
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