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摘 要:在植物界,种子休眠是植物适应环境的一种常见现象,对延续和保护物种具有积极的作用,但是,在生产和研究中往往需要破除种子睡眠。要解除种子休眠,当前采用的主要方法有对种子进行机械、温度、射线、声波、电磁场以及干燥后熟和层积处理的物理方法和类似化学药物和激素处理的化学方法以及一些生物方法。还有很多植物种子休眠的打破需要综合运用这些方法。
关键词:种子;休眠; 破除方法
种子休眠是指在适合种子发芽的条件下,有生命力的种子不能发芽的现象。一般情况下,绝大多数植物种子都具有强弱不同的休眠特征,某些热带植物、柳属和许多栽培植物的种子除外。在过去,有很多文章围绕破除木草、花卉和栽培植物的种子休眠来展开研究,但很少进行综合全面的探索和说明,而在近几年的文献资料中有很多文章提出了破除种子休眠的方法,所以对种子休眠的方法进行系统的归纳具有重要的现实意义,为更好的进行生产和研究打下基础。
1 种子休眠的类型
我们可以将种子休眠的类型分为两大类。第一类是由内因引起的,也就是胚没有发育完全,生理上还不成熟,要么缺乏必要的生长激素要么有抑制种子发芽的物质存在,降低了胚的存活率,使得胚本身有生理障碍,银杏、山楂、梨、苹果、小麦等植物的种子休眠都由这些原因造成的,称为胚休眠,它可以分为形态胚休眠和生理胚休眠。另一类休眠是由外因引起的,它是指由于种壳的物理阻碍、缺乏通透性及种壳中存在抑制发芽的物质等引起的休眠,这些由于受胚外面的各种组织的约束而产生的休眠称为种壳休眠,比如,椴树、苜蓿和三叶草种子。而在实际情况中,有些植物的种子同时具有两种休眠类型。植物种子的休眠是植物适应外界环境、保持自身生殖和发育稳定性的生物特性,它的多样性也体现了生物多样性。
2 种子休眠的破除方法
2.1 有机化学药物处理 用某些有机溶剂处理种子可以破除种子休眠。兰引三号结缕草种子用浓度为0.25 %硫脲试剂浸泡24小时后,其发芽率比对照组明显增高。羊草种子用浓度为30 % 的PEG溶液处理二十四小时后,发芽率显著提高。结缕草种子用浓度为30%的丙酮处理20分钟,发芽率可提高到90%。
2.2 光照处理 有些种子具有光休眠特性,它们要想破除休眠、成功发芽,需要在种子休眠时给予适当的光照。比如,香果树种子在黑暗的环境中,无论给它什么温度条件都无法发芽,因为它的萌发全过程里每天需要16小时的1000LX的光照才能顺利发芽。对光照需求非常特殊的臭椿种子,经过激素处理后,在最适宜的温度条件下,如果进行全过程光照处理种子不能发芽,如果进行全部暗处理发芽率能达到一半以上,而如果进行光照和黒暗交替处理发芽率能够达到89%。从这里可以看出,臭椿种子萌发所需要的最适宜的光照条件是光照和黑暗交替处理。
2.3 层积处理 层积处理是比较常用的破除种子休眠的有效方法,尤其对由于存在种子发芽抑制物质而形成生理休眠的种子,层积处理方法是最有效的。这种方法能够促进胚发育成熟,有效降低抑制物质的含量,改变激素水平,增强酶的活性,对相关基因的表达起到促进作用。层积处理的一般做法是将种子埋在1~10℃的湿沙里,低温处理一至三个月休眠就可以破除。通常,低温处理时间适当延长可促进发芽。针对特性不同的植物种子,可采用不同的层积方式。
研究显示,由于种胚的后熟特性而引起休眠的肉苁蓉种子,经过2~5℃低温层积处理三个月后,种子休眠被解除,种子成熟完成。马蔺种子进过25 ℃高温层积处理30天,发芽率显著提高,幼苗长势旺盛。对楠木种子的休眠和发芽特性的研究顯示,种子种皮之外的部分有发芽抑制物存在,层积可以降低抑制物的含量,使抑制作用减弱,常温层积90天可完全破除其种子休眠,达到超过80%的发芽率。
2.4 温度处理 由于种壳通透性造成的休眠,可以通过进行适当的温度处理解除;改变温度的处理对于破除没有经过生理胚休眠和果实坚硬的种子休眠很有效。研究显示,用50 ℃的温水对休眠的连香树种子处理15分钟后,种子发芽。经过四十天5 ℃低温处理的不同种源白花桐种子的发芽率显著增加。种皮通透性差、种子含有萌发抑制物而休眠的野生苋种子经20 ℃ /35 ℃处理可破除休眠、成功萌发。有胚休眠特性的药用牡丹种子收获后先后经过18~22和10~12 ℃的处理能破除休眠。低温处理存放了一年的杜梨种子25 天,其发芽率达到90% ,同年采收新种子的发芽率超过65% 。
总而言之,到目前为止,对包括种子休眠机制和休眠破除方法在内的种子休眠的研究已取得了显著进步。但是受多基因控制的种子休眠的性状,也受环境因素影响。而且当前,仍缺乏对休眠和萌发机理的系统了解,特别是在分子水平上。因此,在种子休眠的基因认知、定位及基因遗传和表达方式等方面的探索仍有更长的路要走。
参考文献
[1]颜启传.种子学[M]. 北京:中国农业出版社,2011
[2]陈伟,马绍宾,陈宏伟.种子休眠类型及其破除方法概述[J]. 安徽农业科学,2011,37(33) :6237 -6239.
关键词:种子;休眠; 破除方法
种子休眠是指在适合种子发芽的条件下,有生命力的种子不能发芽的现象。一般情况下,绝大多数植物种子都具有强弱不同的休眠特征,某些热带植物、柳属和许多栽培植物的种子除外。在过去,有很多文章围绕破除木草、花卉和栽培植物的种子休眠来展开研究,但很少进行综合全面的探索和说明,而在近几年的文献资料中有很多文章提出了破除种子休眠的方法,所以对种子休眠的方法进行系统的归纳具有重要的现实意义,为更好的进行生产和研究打下基础。
1 种子休眠的类型
我们可以将种子休眠的类型分为两大类。第一类是由内因引起的,也就是胚没有发育完全,生理上还不成熟,要么缺乏必要的生长激素要么有抑制种子发芽的物质存在,降低了胚的存活率,使得胚本身有生理障碍,银杏、山楂、梨、苹果、小麦等植物的种子休眠都由这些原因造成的,称为胚休眠,它可以分为形态胚休眠和生理胚休眠。另一类休眠是由外因引起的,它是指由于种壳的物理阻碍、缺乏通透性及种壳中存在抑制发芽的物质等引起的休眠,这些由于受胚外面的各种组织的约束而产生的休眠称为种壳休眠,比如,椴树、苜蓿和三叶草种子。而在实际情况中,有些植物的种子同时具有两种休眠类型。植物种子的休眠是植物适应外界环境、保持自身生殖和发育稳定性的生物特性,它的多样性也体现了生物多样性。
2 种子休眠的破除方法
2.1 有机化学药物处理 用某些有机溶剂处理种子可以破除种子休眠。兰引三号结缕草种子用浓度为0.25 %硫脲试剂浸泡24小时后,其发芽率比对照组明显增高。羊草种子用浓度为30 % 的PEG溶液处理二十四小时后,发芽率显著提高。结缕草种子用浓度为30%的丙酮处理20分钟,发芽率可提高到90%。
2.2 光照处理 有些种子具有光休眠特性,它们要想破除休眠、成功发芽,需要在种子休眠时给予适当的光照。比如,香果树种子在黑暗的环境中,无论给它什么温度条件都无法发芽,因为它的萌发全过程里每天需要16小时的1000LX的光照才能顺利发芽。对光照需求非常特殊的臭椿种子,经过激素处理后,在最适宜的温度条件下,如果进行全过程光照处理种子不能发芽,如果进行全部暗处理发芽率能达到一半以上,而如果进行光照和黒暗交替处理发芽率能够达到89%。从这里可以看出,臭椿种子萌发所需要的最适宜的光照条件是光照和黑暗交替处理。
2.3 层积处理 层积处理是比较常用的破除种子休眠的有效方法,尤其对由于存在种子发芽抑制物质而形成生理休眠的种子,层积处理方法是最有效的。这种方法能够促进胚发育成熟,有效降低抑制物质的含量,改变激素水平,增强酶的活性,对相关基因的表达起到促进作用。层积处理的一般做法是将种子埋在1~10℃的湿沙里,低温处理一至三个月休眠就可以破除。通常,低温处理时间适当延长可促进发芽。针对特性不同的植物种子,可采用不同的层积方式。
研究显示,由于种胚的后熟特性而引起休眠的肉苁蓉种子,经过2~5℃低温层积处理三个月后,种子休眠被解除,种子成熟完成。马蔺种子进过25 ℃高温层积处理30天,发芽率显著提高,幼苗长势旺盛。对楠木种子的休眠和发芽特性的研究顯示,种子种皮之外的部分有发芽抑制物存在,层积可以降低抑制物的含量,使抑制作用减弱,常温层积90天可完全破除其种子休眠,达到超过80%的发芽率。
2.4 温度处理 由于种壳通透性造成的休眠,可以通过进行适当的温度处理解除;改变温度的处理对于破除没有经过生理胚休眠和果实坚硬的种子休眠很有效。研究显示,用50 ℃的温水对休眠的连香树种子处理15分钟后,种子发芽。经过四十天5 ℃低温处理的不同种源白花桐种子的发芽率显著增加。种皮通透性差、种子含有萌发抑制物而休眠的野生苋种子经20 ℃ /35 ℃处理可破除休眠、成功萌发。有胚休眠特性的药用牡丹种子收获后先后经过18~22和10~12 ℃的处理能破除休眠。低温处理存放了一年的杜梨种子25 天,其发芽率达到90% ,同年采收新种子的发芽率超过65% 。
总而言之,到目前为止,对包括种子休眠机制和休眠破除方法在内的种子休眠的研究已取得了显著进步。但是受多基因控制的种子休眠的性状,也受环境因素影响。而且当前,仍缺乏对休眠和萌发机理的系统了解,特别是在分子水平上。因此,在种子休眠的基因认知、定位及基因遗传和表达方式等方面的探索仍有更长的路要走。
参考文献
[1]颜启传.种子学[M]. 北京:中国农业出版社,2011
[2]陈伟,马绍宾,陈宏伟.种子休眠类型及其破除方法概述[J]. 安徽农业科学,2011,37(33) :6237 -6239.