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1、第五章 种子的萌发 Germination,Definition and Significance Conditions for germination Process of germination,种子萌发实质 mean of germination,从生物学角度讲,萌发是胚从半隐蔽生命状态(suspended state)的苏醒, 胚性植物开始正常生命活动的表现 life activity resume. 种子中封闭的染色体组被打开 open of closed chromosome； 中止的代谢活动重新开始 Resume of metabolism； 生命活动由暂停向活动转化 shift
2、ing of metabolism from suspended to active mode；,Significance of germination 种子萌发的意义,生命的复苏; life resuming 代谢模式转变; metabolism shifting 生长发育开始; growth and development beginning,萌发的定义 Definition,植物学上 botanically： 胚恢复生长，胚根突破种皮 Embryo resume growth, radical protrude seed coat； 农业应用方面 Agronomically： 植物生长发
3、育开始 beginning of growth and development; 完整植物体（根和茎叶系统）的初步建立 an entire plant (shoot system and root system) established 萌发和出苗 germination vs. emergency,Germination and emergency,第一节 种子萌发的必要条件 Basic condition for germination,种子萌发的内部条件 enternal condition,活的种子; alive, viable; 解除休眠的种子 non-dormant; 名词解释 t
4、erms 生命力 Viability: 表明生命迹象的能力 the sign of life; 萌发力 germinability: 表明萌发的能力 the ability to produce seedling;,种子萌发的外部条件 external conditions,充足的水分 adequate water: 生态用水 ecological requirement； 生理用水 physiological requirement； 合适的温度suitable temperature condition: 生命的温度范围 a range for living organism； 适当的氧气
5、 enough oxygen: 代谢所必须 necessary for metabolism； (光照 light) : 生态刺激、调节性因子 ecological and regulating factor;,种子萌发对水分的需求 Water requirement for germination,种子萌发时的吸水量 Water absorption for germination 在各种植物中有所不同 Varied in different species 最低吸水量（豆科100%, 禾本科50%,油料作物更少) minimum water requirement 影响种子吸水的因素 fa
6、ctors affecting water absorption; 种子的化学组成 seed chemical composition; 种子的种皮限制 seed coat structure 外界环境(可供给的水分、温度) external conditions,种子萌发对温度的要求 temperature requirement,种子萌发的温度三基点： 最低 lowest; 最适 suitable; 最高 highest; 变温 Alternative tem.：生态刺激、调节因子 stimulating；,种子萌发时的其它外界因子 other factors,氧气oxygen：需求量小，
7、但必需 necessary, but small amount; 随代谢进程需求量增加 increasing with germination proceeded； 光照 light：非必需因子 not a must; 往往起打破休眠的作用 often necessary for dormancy breaking；,种子萌发对光的反应 light reaction,需光种子 light required； 好光种子 light preference； 避光种子 dark required； 光不敏感种子 insensitive to light;,第二节 种子的萌发过程 germinatio
8、n process,1， 种子萌发时的吸水 water absorption for germination,种子吸水的三阶段 吸胀：物理吸水 imbibition- quick absorption of water, a physical process； 萌动 mobilization：物理吸水达到饱和，内部代谢活动启动 slowdown of water absorption, beginning of metabolic activities 发芽 germination：胚根突破种皮 water absorption for physiological process, radic
9、al protrude seed coat；,种子萌发时的吸水曲线Imbibition curve,2，种子萌发时的生理生化 biochemical reactions and physiological process,结构修复 membrane repairing： 膜、线粒体、其它membrane, mitochondria and other organelle ； 功能恢复 function resume： 呼吸代谢 respiration; 物质分解 substance decomposition; 物质合成 substance synthesis;,生物膜 Bio-membran
10、e,种子吸水时生物膜的修复过程 membrane repairing,种子吸水后膜的修复 membrane repairing,膜的脂质双分子结构 bi-layer structure； 失水时膜的变性 denaturation at dehydration； 复水时膜结构的恢复 reconstruction at re-hydration； 功能性分子的重新定位 re-allocation of functional molecules；,种子萌发时细胞器（线粒体）的修复 organelle (mitochondria) repairing,外膜修复 membrane repairing；
11、内脊发育 ridge development； 其它细胞器也有类似反应 other organelles；,萌发时核酸和蛋白质的活化 activation of nucleic acids and proteins,宿存核酸和功能蛋白的活化Activation of preserved nucleic acids and proteins; 核酸和蛋白的新合成 Synthesis of new nucleic acids and proteins；,种子萌发时激素的变化 phyta-hormone changes,宿存激素的活化 activation of preserved PGR； 激素的
12、新合成 newly synthesized PGR； （大麦糊粉层降解时的GA和IAA） 各类激素的消长 changes of different hormone： 抑制类激素活性下降 promoting hormones； 促进类激素活性提高 inhabiting hormones；,种子萌发时的呼吸 respiration,种子萌发时呼吸的三个阶段 three phases of respiration； 种子萌发时的呼吸底物及途径 substances and pathways for respiration； 蔗糖及小分子寡糖RQ=1; 糖酵解 RQ = 3 三羧酸循环 RQ=1,Im
13、bibition curve and biochemical and physiological means,3 种子萌发时的物质动员 material mobilization,种子各部位的物质变化,总的干物质量下降 total weight decreased； 胚乳（子叶）的干重降低 endosperm (cotyledon) weight decreased； 胚轴干重增加 embryo axis weight increased； 其它部分（盾片）干重基本维持不变 other parts remain unchanged；,萌发时物质转化的特点,物质形式转化 substance ch
14、anges,大分子量物质下降 big molecules 不溶性物质下降 insoluble substances； 小分子量的可溶性物质上升 small molecules and soluble substances； 贮藏类物质减少 storage substances； 生理活性物质增加 physiological active substances；,萌发时物质转化的特点 features of material mobilization,物质从贮藏部位转移到生长部位Materials mobilized from storage organ to growth points； 大分
15、子量的不溶性物质(如不溶蛋白质和脂肪)转变为小分子量的可溶性物质；large (insoluble) molecules to small (soluble) molecules; 贮藏类物质(如不溶蛋白质和脂肪), 向生理活性物质转化 storage to physiological active.,主要贮藏物质的生化转化 biochemical changes,1, 淀粉的转化: long chained starch to glucose/fructose 水解，磷酸化 dehydration and phosphorylation 2, 脂肪的转化 fat to triglycerid
16、e 长链脂肪酸分解 decomposition of long-chained fatty acids 3, 蛋白质的转化（肽和氨基酸） protein decomposition into amino acid and peptide,大麦种子萌发时的物质动员图示,胚合成GA，并释放到糊粉层,糊粉层产生酶，并作用于底物,水解产物供胚生长,胚中产生IAA，分化开始,大麦种子萌发时的物质动员 material mobilization for barley seed,1，胚合成GA： GA synthesized in embryo; 2, GA 释放到糊粉层 released to aleur
17、one layer； 3，糊粉层产生淀粉酶和蛋白酶 enzymes induced in aleurone layer； 4，作用于胚乳和盾片中的底物 enzyme acting on substances in endosperm； 5，水解产物运抵胚 dehydrate transported to embryo; 6，反馈刺激产生IAA IAA was produced by feedback induction; 7, IAA 作用于维管束 IAA acting on vascular tissue；,第五节 种子萌发时的形态建成morphogenesis,细胞分裂和细胞伸长,细胞分裂 division； 细胞伸长 elongation/enlargement;,种子萌发时的形态建成 morphogenesis；,子叶留土发芽 epigeal； 子叶出土发芽 hypogeal；,子叶留土发芽,子叶出土发芽,