種子基本構造

1、種子的內部構造農作物種子形形色色，形態(tài)性狀非常多樣化，但從植物形態(tài)角度進行觀察和研究，則絕大多數種子的構造，基本上具有共同之點，即每顆種子都由種皮、胚和胚乳三個主要部分所組成。1.果皮和種皮 有些果實在表面上和種子很相像，如穎果、瘦果、堅果以及少數作物的莢果，在農業(yè)生產實踐上，通過不必脫去果皮，可以直接作為播種材料，尤其禾谷類的穎果，是一種非常重要的農業(yè)種子，其種皮與果皮很薄，密貼在一起，為了方便起見，往往稱為果種皮。果皮和種皮是包圍在胚乳外部的保護構造，其組織的層次與厚薄、結構的致密程度、胞壁的加厚狀況以及細胞所含的各種化學物質（如單寧、色素等）都會在不同程度上影響到種子與外界環(huán)境的關系，因

2、而對種子的休眠、壽命、發(fā)芽、種子預措及干燥過程等均可發(fā)生直接或間接的作用。果皮和種皮的表面狀況（光滑程度、茸毛有無等）可以作為種子清選和加工時選擇操作方法和使用工具的依據，而種皮上的花紋（斑紋及網紋）、顏色茸毛等特點，可用來鑒別作物的不同種類和不同品種。果皮由子房壁發(fā)育而成，一般分三層：外果皮、中果皮及內果皮。但在農作物中，水稻、小麥、玉米、蕎麥等果皮分化均不明顯。外果皮通常為一層或兩層表皮細胞所組成，常有茸毛及氣孔。根據果皮上茸毛的有無和多少，可作為鑒定某些作物種子的依據。如硬粒小麥籽粒，上端無茸毛或很不明顯，而普通小麥茸毛很長。中果皮大多數只有一層，內果皮細胞有一至數層不等。在果皮或稃殼上

3、往往分布著非常明顯的輸導組織（維管束）。果皮的顏色有的是由于花青素產生的，有的是由于存在雜色體的緣故，未成熟的果實含有大量的葉綠素。種皮由一層或兩層珠被發(fā)育而成，外珠被發(fā)育成外種皮，內珠被發(fā)育成內種皮。外種皮厚而強韌，內種皮多成薄膜狀。禾谷類作物種皮到成熟時，只殘留痕跡，而豆類作物種子的種皮一般都很發(fā)達。在種皮的細胞中，不含原生質。因此，細胞是沒有生命的，在種皮外部通?？梢钥吹脚咧榈倪z跡，有時種子太小，不易觀察清楚，須經放大才明顯。有些種子在發(fā)育過程中附近的細胞發(fā)生變化，某些遺跡就不存在。一般種子外部可看到以下幾種胚珠遺跡。（1）發(fā)芽口 這就是受精前胚珠時期的珠孔，授粉后花粉管伸長，經此孔進入

4、胚囊。當胚珠受精后，發(fā)育成為種子，就稱為種孔或發(fā)芽口。它的位置正好位于種皮下面的胚根尖端。當種子發(fā)芽時，水分首先從這個小孔進入種子內部，胚根細胞很快吸水膨脹，就從這個小孔伸出。大粒的豆類種子的發(fā)芽口比較明顯，有時用肉眼就可觀察清楚。有一些作物種子很難辨出，可觀察其發(fā)芽時胚根在種皮上的突破口，即為發(fā)芽口的部位。有的種子吸脹以后，用手擠壓可看到水滴從種皮某部位一個小孔里冒出，也就是發(fā)芽口的所在處。（2）臍 種子附著在胎座上的部分稱為種臍或簡稱臍，也就是種子成熟后從珠柄上脫落時的疤痕。其顏色往往和種皮不同，形狀大小亦因植物種類而有差異。臍最顯著的是豆科作物種子，例如蠶豆的臍呈粗線狀，黑色或青白色，位

5、于種子較大的一端；刀豆的臍呈長橢圓形，褐色，位于種子的側面中部；菜豆的臍呈卵形，白色或邊緣有色；大豆的臍從黃白色到黑色都有，臍的形狀有圓形、橢圓形、卵形、不規(guī)則形及其他形狀。又按臍的高低可以分突出（如豇豆）、相平的（如大豆）、凹陷（如菜豆）三種情況。所以臍的性狀是鑒定豆類作物類型和區(qū)別品種的重要依據（圖1-1）。有些種子實際上是植物學上的干果，如禾谷類的子實，菊科和蓼科的瘦果，只能看到果臍。禾谷類子實的果臍很小，且不明顯，需要放大鏡進行觀察。有些植物的種子，從珠柄脫落時，珠柄的殘片附著在臍上，這種附著物稱為臍褥或臍冠，如蠶豆、扁豆等。（3）臍條 又稱種脊或種脈，它是倒生或半倒生胚珠從珠柄通到合

6、點的維管束遺跡。維管束從珠柄到合點時，不直接進入種子內部而先在種皮上通過一段距離，然后至珠心層供給養(yǎng)分。不同類型植物的種子，其臍條長短不同。豆類和棉花等種皮上可觀察到明顯的臍條。由直生胚珠發(fā)育而來的種子是沒有臍條的。（4）內臍 內臍是胚珠時期合點遺跡，即臍條的終點部位（亦即維管束的末端）。通常稍呈突起狀，在豆類和棉花的種子上可看得比較清楚。2.胚 胚是種子最主要的部分，通常是由受精卵發(fā)育而成的幼小植物體。各類種子的胚，因各部分的構造與發(fā)育程度不同，其形狀各異，但所具備的基本器官是完全相同，一般可分為胚芽、胚軸、胚根和子葉四部分。（1）胚芽 又稱幼芽，它是葉、莖的原始體，位于胚軸的上端，它的頂部

7、就是莖的生長點。在種子萌發(fā)前，胚芽的分化程度是不同的，有的在生長點基部己經形成一片或數片初生葉，有的僅僅是一團分生細胞。禾本科植物的胚芽是由3-5片胚葉所組成，著生在最外部的一片呈圓筒狀，稱為芽鞘。圖 1-1豆類種子和臍型（2）胚軸 又稱胚莖，是連接胚芽和胚根的過渡部分。雙子葉植物子葉著生點和胚根之間部分，稱為下胚軸，而子葉著生點以上部分的，稱為上胚軸。在種子發(fā)芽前大都不十分明顯，所以通常胚軸和胚根的界限從外部看不清楚，只有根據詳細的解剖學觀察才能確定。有些種子萌發(fā)時，隨著幼根和幼芽的生長，其下胚軸也迅速地伸長，因而把子葉和幼芽頂出土面，如大豆、棉花等，有的在發(fā)芽時，胚芽顯著生長，下胚軸仍很短

8、時，則子葉殘留在土中，如蠶豆、豌豆等。禾谷類作物的籽實的胚軸部不很明顯，但在黑暗中萌發(fā)時，則延長而為第一節(jié)間，稱為中胚軸，亦稱中莖。（3）胚根 又稱幼根，在胚軸下面，為植物未發(fā)育的初生根，有一條或多條。在胚根中已經可以區(qū)分出根的初生組織與根冠部分，在根尖有分生細胞。當種子萌發(fā)時，這些分生細胞進行迅速生長和分化而產生根部的次生組織。禾本科植物的胚根外包有一層薄壁組織，稱為根鞘。當種子萌發(fā)時，胚根突破根鞘而伸入土中。（4）子葉 即種胚的幼葉，具一片（單子葉植物稱內子葉，子葉盤或盾片）、兩片（雙子葉植物）或多片（裸子植物）。子葉和真葉是不同的，子葉常較真葉為厚，葉脈一般不明顯，也有較明顯的，如蓖麻。

9、子葉在種子內的主要功能是貯藏營養(yǎng)物質，如大豆、花生的子葉含有豐富的蛋白質和脂肪；蠶豆、豌豆種子除蛋白質外，還含有相當多的淀粉。雙子葉植物種子的胚芽著生于兩片子葉之間，子葉起保護作用。兩片子葉通常大小相等，互相對稱，但經仔細觀察，有時也會發(fā)現兩片子葉大小不同的類型，如棉花，油菜等。出土的綠色子葉又是幼苗最初的同化器官。禾本科植物種子的子葉（即盾片）具有特殊的生理功能，在發(fā)芽時能分泌酶使胚乳中的養(yǎng)料迅速分解，成為簡單的可溶性物質，并吸收以供胚利用，起傳遞養(yǎng)料的橋梁作用。通常每顆種子只有一個胚，但有時可發(fā)現同一顆種子里包含著2個或2個以上的胚。多胚容易和復粒相混淆。復粒是在同一花內，由2個或2個以上

10、的子房發(fā)育而成。例如復粒稻是在同一顆谷子里含有2?；?粒以上的米粒，而每粒米是一個穎果，只有一個胚，所以不能稱為多胚。各種主要作物的胚，根據其外部形態(tài)，可分為以下六種類型（圖1-2）。圖1-2主要作物胚的類型 （一）直立型蓖麻1.外種皮2.內種皮3.內胚乳4.子葉5.胚根 l.外種皮2.內種皮3.內胚乳4.子葉5.胚軸6.胚根 （二）彎曲型大豆1.子葉2.胚根3.胚芽 （三）螺旋型番茄1.胚根2.種毛3.種皮4.子葉5.胚乳 （四）環(huán)狀型甜菜l.花被2.果皮3.種皮4.子葉5.外胚乳6.胚根 （五）折疊型棉籽1.種皮2.腺體3.種柄4.短絨5.子葉6.胚根 （六）偏左型玉米1.果皮及種皮2.花

11、柱遺跡3.角質胚乳4.粉質胚乳5.盾片 6.芽鞘7.胚芽8胚軸9.胚根10.根鞘 直立型。胚根、胚軸及子葉與種子縱軸平行，如菊科、葫蘆科、大戟科、柿樹科等植物。 彎曲型。胚根和胚芽彎曲呈鉤狀，如大豆、蠶豆等。 螺旋型。子葉及胚根盤旋呈螺旋型，如番茄、辣椒等。 環(huán)狀型。胚細長，沿種皮內層繞一周呈環(huán)狀，胚根與子葉幾乎相接，如甜菜、菠菜等。 折疊型。子葉發(fā)達，折疊數層，填滿于種皮內部，如棉花、紅麻等。 偏左型。胚較小，位于胚乳的側面或背面的基部，如禾本科的稻、小麥、玉米等?？偲饋碚f，胚是種子最主要的部分，其中胚根、胚軸和胚芽是構成胚的基本器官，以后發(fā)芽成長為新植株-幼苗；胚根、胚軸和胚芽合稱為胚中軸

12、（embryo axis）或胚本部。子葉一般是過渡性構造，僅在發(fā)芽期間起提供養(yǎng)料和傳遞養(yǎng)料的生理機能，待幼苗成長，就逐漸解體消失，但有少數作物的子葉也能保持到植株成長以后，如棉花、大豆。 3.胚乳 胚乳按來源不同分為外胚乳和內胚乳兩種。由珠心層細胞直接發(fā)育而成的，稱為外胚乳。由胚囊中受精極核細胞發(fā)育而成的，稱為內胚乳。有的胚乳在種子發(fā)育過程中被胚吸收而消耗殆盡，僅留下一層薄膜，因而成為無胚乳種子。在無胚乳種子中，營養(yǎng)物質主要貯藏在子葉內，如豆科、葫蘆科、薔薇科及菊科植物種子。在有胚乳種子中，一般內胚乳比較發(fā)達，如禾本科、茄科、傘形科等植物種子，僅有少數植物種子的外胚乳比較發(fā)達，如藜科及石竹科等

13、植物種子。胚乳的營養(yǎng)對幼苗健壯程度有著重要的影響。胚乳花粉直感的色澤對玉米雜交種鑒定具有重要作用。在裸子植物中，如銀杏、松、柏之類，種子內部亦有相當發(fā)達的貯藏組織，含有豐富養(yǎng)料從表面看，這種組織具有營養(yǎng)生理功能，亦應列為胚乳的一種。但從植物發(fā)生學的角度看，這一部分完全由母體組織直接發(fā)育而來，不經過受精過程，所以和被子植物有胚乳在本質上是截然不同的，而稱為配子體。從植物形態(tài)學的角度看，不論是被子植物或裸子植物，只有從經受精過程的胚珠發(fā)育而成的繁殖器官，才是真種子。它的組成部分可用圖解概括地歸納于下。種子的組成部分胚（幼植物）胚乳（營養(yǎng)組織）種皮（保護構造）胚根位于胚的最下端，包括根的生長點和根冠

14、。禾本科作物的胚根周圍有根鞘保護著。胚芽位于胚的最上端，包括莖的生長點和若干片真葉。禾本科作物的胚芽周圍有芽鞘保護著。胚軸連接胚根和胚芽的中間部分，位于子葉著生點以下。禾本科種子放在黑暗中發(fā)芽，胚軸特別延長，即中胚軸或稱中莖。子葉胚的初生葉，單子葉植物有一片，雙子葉植物有兩片，裸子植物有二至十多片不等。稱中莖。內胚乳由極核或次生細胞經受精作用發(fā)育而成，有些植物在發(fā)育過程中被吸收。外胚乳由珠心層直接發(fā)育而成。稱中莖。包在種子的表面，一般分內層和外層。禾谷類種子的種皮很薄，與果皮密接在一起，不易分離，合稱果種皮。有些植物種子的外部還附有假種皮。禾谷類在糧食作物中占有首要地位，但它的籽實是穎果，不是

15、真種子，其外表緊緊貼著一層果皮。有的類型，外面還包著一層稃殼，所以屬于種子的部分，只占整個籽實的70% 90%，禾谷類的胚占整個籽實的比例比大多數植物的胚要小得多，平均只占2.2%，但高粱為例外，它的胚幾乎占到10%，玉米就胚中軸來說，只占1.1%2.0%，但盾片卻特別發(fā)達，占了10%以上（詳見表1-1）。表1-1禾谷類籽粒各部分的比例（%）（據N.L.Kent，1975） 作物稃殼果皮+種皮 糊粉層淀粉層胚胚 中 軸 盾 片稻 帶稃殼 去稃殼 秈稻 埃及稻玉 米 硬粒種 甜味種高 粱小 麥 Thatcher Vilmorin27 阿根廷種（Argentinian）大 麥 埃及種（Egyptian） 帶稃殼燕 麥 去稃殼 帶稃殼 去稃殼黑麥2013254.8 7