種子生物學章種子壽命新

種子生物學章種子壽命新演示文稿目前一頁\總數(shù)三十一頁\編于二十三點（優(yōu)選）種子生物學章種子壽命新目前二頁\總數(shù)三十一頁\編于二十三點1.2

種子壽命的差異性1.2.1依據(jù)種子壽命的長短分類依據(jù)種子壽命的年限差異，Ewart將種子分為短命、中命、長命三類：

短命種子——壽命<3年，多為林果，如楊、柳、板栗、可可等，

農(nóng)作物中只有花生、甘蔗、茶等。

特點：種皮薄脆，保護性差；含脂肪高；或需特殊貯藏條件。

中命種子——壽命在3~15年，大多數(shù)農(nóng)作物，如麥類、稻類、

玉米、高粱、谷子、蕎麥、部分大粒豆類等。

長命種子——壽命>15年，許多豆類、瓜類、陸地棉、蓮類、茄子、煙草等。

特點：種皮堅韌致密；脂肪含量少；且多為小粒種子。

依據(jù)種子貯藏的難易程度分類

依據(jù)種子貯藏的難易，Delouche則把農(nóng)作物種子分為易藏、中等、難藏三類：

易藏類：如水稻、谷子——籽粒外有穎殼保護。

難藏類：如大豆、花生——脂肪含量高，且粒大、皮薄。

中等：包括棉花、小麥、玉米、高粱、菜豆等。

目前三頁\總數(shù)三十一頁\編于二十三點依據(jù)種子貯藏行為分類依據(jù)種子的貯藏行為（種子對脫水干燥的適應性和對貯藏環(huán)境的需求），Roberts及Ellis又把農(nóng)作物種子分為傳統(tǒng)型、頑拗型和中間型種子：

①傳統(tǒng)型種子

——

耐干燥，含水量降到較低水平時（1~5％）不受傷害，種子壽命隨含水量和溫度降低而延長，多為中命、長命種子。

②頑拗型種子

——

對脫水和低溫高度敏感，干燥時會受損傷。新種子的生活力隨干燥而降低，當降低至某一臨界水分時，種子生活力全部喪失，需高水分適溫貯藏，壽命短。

如水浮蓮、香蕉、龍眼、荔枝、板栗、銀杏等。③中間型種子

——貯藏習性介于傳統(tǒng)型和頑拗型之間，即開始壽命隨水分降低

而延長，但當水分降低到一定程度（7~12％）時，壽命與水分的負相關關系發(fā)生逆轉，即此時種子生活力會發(fā)生損傷。該類種子都有一個最佳風干貯藏條件。如柑桔、小果咖啡等。

目前四頁\總數(shù)三十一頁\編于二十三點2.1影響種子壽命的內(nèi)在因素

種子本身的遺傳性種子壽命長短在不同植物間有明顯差異，在同一植物的不同品種之間，差異也很顯著。子代種子的活力和壽命明顯受其親代的影響；上代活力高，壽命長，子代也長。2種子壽命的影響因素

種子壽命的長短受遺傳特性、種子發(fā)育狀況以及貯藏條件等多種內(nèi)外因素的影響。

種子形態(tài)結構（1）種被結構種被細胞結構的疏松與致密，堅硬與脆薄，對種子本身新陳代謝作用和抵抗外界環(huán)境條件有密切關系。凡種被結構堅韌、致密、具有蠟質、角質層的種子，特別是硬實，其壽命較長。目前五頁\總數(shù)三十一頁\編于二十三點蓮子果皮有5層結構嚴密的組織：最外層：表皮層，有充滿分泌物的氣孔室和保衛(wèi)細胞。第二層：含纖維素的柵欄組織。第三層：厚壁組織。第四層：薄壁組織。最內(nèi)層：內(nèi)表皮層，細胞內(nèi)含貯藏物。

種皮的保護性能也影響到種子收獲、加工、干燥、運輸過程中遭受機械損傷的程度。某些作物種皮的顏色影響到種皮的致密程度和保護性能，凡深色種皮的品種，其種子壽命較淺色品種為長。如：大豆、菜豆（2）種胚性狀一般大胚種子或者胚占整個子粒比例較大的種子，其壽命較短。原因：a.胚部含有大量可溶性營養(yǎng)物質、水分、有機酸和維生素，是種子呼吸的主要部位。b.胚部結構疏松柔軟，水分高，很容易遭受倉蟲和微生物的侵襲。玉米種子：胚較大，且含脂肪多，因此較其它禾谷類種子難以貯藏。目前六頁\總數(shù)三十一頁\編于二十三點

種子化學成分種子化學成分的差異也是影響壽命長短的重要因素。脂肪：較糖類、蛋白質更容易水解和氧化，常因酸敗產(chǎn)生許多有毒物質，對種子生活力造成很大威脅。可溶性糖：含量高，有利于微生物的活動和蔓延，加速生活力的降低。蔬菜豌豆和甜玉米比一般品種種子較難貯藏。小粒、瘦癟種子：比表面大，胚在整個籽粒所占比例較大；破損種子：種皮破損降低了對種胚的保護能力；吸濕性強的種子：種子含水量相對較高；2.1.4種子物理性狀凡小粒、不飽滿、破損種子——壽命短；反之則長。種子大小、硬度、完整性、吸濕性等因素均對種子壽命產(chǎn)生影響，因為這些因素最終影響著種子的呼吸強度。導致呼吸強度高貯藏物質大量消耗縮短種子壽命目前七頁\總數(shù)三十一頁\編于二十三點

種子生理狀態(tài)凡受凍、受潮、不充分成熟的種子——壽命短。生理狀態(tài)主要包括種子的成熟度、休眠狀態(tài)及受凍受潮情況。（1）通常種子成熟度越好，活力越高，且保持的時間越長。（2）休眠種子耐貯性強，能夠忍受不良的貯藏環(huán)境。（3）受潮受凍的種子，尤其是處于萌動狀態(tài)的種子，或者發(fā)芽后又重新干燥的種子，均由于旺盛的呼吸作用而壽命大大縮短。內(nèi)因對種子壽命的影響種子本身的遺傳性：子代種子受其親代影響。種子形態(tài)結構（1）種被結構：堅韌、致密、具有蠟質、角質層的種子，特別是硬實，其壽命較長。種皮的保護性能好，抗機械損傷——壽命長。種皮顏色深，種皮致密程度和保護性能好——壽命長。

（2）種胚性狀：

大胚種子或者胚占整個子粒比例較大的種子——壽命短。種子化學成分：脂肪、可溶性糖含量高——壽命短。

種子物理性狀：種子大小、飽滿度、完整性:凡小粒、不飽滿、破損種子——壽命短。種子生理狀態(tài)：凡受凍、受潮、不充分成熟的種子——壽命短。目前八頁\總數(shù)三十一頁\編于二十三點2.2影響種子壽命的環(huán)境條件2.2.1發(fā)育環(huán)境充足光照、全面營養(yǎng)、充分成熟，種子活力高、壽命長。水淹、干旱、鹽堿地收獲的瘦秕種子，種子活力低、壽命短。

干燥條件——忌曝曬、忌高溫、忌發(fā)熱。夏日強光曝曬小粒色深的種子→胚部細胞受傷大粒豆類→易裂皮水稻等→易爆腰（1）濕度和水分——

傳統(tǒng)型種子宜干燥，頑拗型需高水分。種子水分和貯藏環(huán)境中空氣的相對濕度是影響種子壽命的關鍵因素。

貯藏條件——

種子貯藏的環(huán)境因子如濕度、溫度、氣體等均對種子壽命有很大影響。傳統(tǒng)型種子：最適于延長種子壽命的水分為1.5％～5.5％，因植物種類而不同。頑拗型種子：貯藏期間需要有較高的水分。目前九頁\總數(shù)三十一頁\編于二十三點（2）溫度

——

低溫利于壽命延長，但必須伴隨低濕。貯藏溫度是影響種子壽命的另一個關鍵因素。在水分得到控制的情況下，貯藏溫度越低正常型種子的壽命就越長。傳統(tǒng)型種子低溫貯藏，必須低濕。低溫貯藏的種子：呼吸作用非常微弱，物質代謝水平緩慢，能量消耗極少，細胞內(nèi)部的衰老變化也降到最低程度，從而能延長種子壽命。（a）種子水分在5％~14%范圍內(nèi)，每降低1%，種子壽命

延長一倍；反之，每上升1％的水分，種子壽命縮短一半。（b）種子貯藏溫度在0~50℃范圍內(nèi)，每降低5℃，種子壽命

也延長一倍；反之，溫度每上升5℃，種子壽命縮短一半。（c）種子安全貯藏的指標是：相對濕度（%）+華氏溫度（?F）≤100。哈倫頓準則:

種子水分和貯藏溫度是影響種子活力和壽命的最主要因素，依據(jù)二者與種子壽命的關系，哈倫頓提出如下準則：目前十頁\總數(shù)三十一頁\編于二十三點（a）種子水分在5％~14%范圍內(nèi)，每上升2.5％水分，種子壽命縮短一半；（b）種子貯藏溫度在0~50℃范圍內(nèi)，溫度每上升6℃，種子壽命縮短一半。Robers等人對哈倫頓準則進行了修正：（3）氣體——少氧利于壽命延長，但必須低濕、低溫。與種子呼吸作用關系密切的CO2和O2等氣體對種子壽命也有一定的影響，特別是在溫濕度不適宜的條件下，影響更明顯。氧氣：促進種子劣變和死亡。氮氣、氦氣、氬氣、二氧化碳延緩低水分種子劣變進程；高水分種子則加速劣變和死亡。目前十一頁\總數(shù)三十一頁\編于二十三點外因對種子壽命的影響

發(fā)育環(huán)境：充足光照、適當高溫、全面營養(yǎng)——活力高、壽命長。

干燥條件：——忌曝曬、忌高溫、忌發(fā)熱。貯藏條件：

濕度和水分——傳統(tǒng)型種子宜干燥，頑拗型需高水分。溫度——低溫利于壽命延長，但必須伴隨低濕。氣體——少氧利于壽命延長，但必須低濕、低溫。目前十二頁\總數(shù)三十一頁\編于二十三點3種質資源保存

種質資源：選育農(nóng)作物新品種的基礎材料，又稱遺傳資源、品種資源或基因資源。包括：地方品種、栽培品種、稀有種、野生種、育種品系、育種家材料、特殊遺傳材料等。種質資源的重要性：種質資源是植物育種的物質基礎；同時也是進行植物生物學研究的重要材料。20世紀70年代以前，種質資源保存非常落后；

1978年，成立中國農(nóng)業(yè)科學院作物品種資源研究所；

1979年，召開全國品種資源會議；在全國范圍內(nèi)大規(guī)?？疾焓占参镞z傳資源；目前全國已收集保存種質資源35萬余份。我國種質資源保存情況

美國：植物資源大國（光引進60萬份）。全球：進行作物種質資源收集并建庫保存的單位有700余個，共保存種質250萬份。目前十三頁\總數(shù)三十一頁\編于二十三點3.1保存方式分兩大類：原生境保存和非原生境保存。原生境保存：在原來的生態(tài)環(huán)境中就地進行自我繁殖保存。如：建立自然保護區(qū)和天然公園來保護野生物種，頑拗型種子多采用此法保存。種子保存：保存期長，方便高效，易于交換利用等優(yōu)勢，是目前世界上種質資源保存最主要的形式。

主要方式：種質庫：種子保存；田間種植庫：植株保存；試管苗種質庫：細胞組織培養(yǎng)物保存。非原生境保存：將種質保存于該植物原產(chǎn)地以外的地方。目前十四頁\總數(shù)三十一頁\編于二十三點3.2我國種質資源的保存利用體系目前十五頁\總數(shù)三十一頁\編于二十三點3.3種質資源長期保存技術

低溫保存：

長期庫：－18℃±2℃，RH：30～50％。種子水分4％～6％；種子生活力可維持50年以上。中期庫：0～10℃，RH：50％以下。種子水分8％左右，種子生活力可維持10～30年。低溫必須伴隨低濕！

國際種質庫長期貯存種質是綜合了低溫、低濕、密閉等多項貯藏技術，有著一套科學的管理方法。①入庫種子必須是經(jīng)過初步清選鑒定、檢測，并列入各作物全國統(tǒng)一編目的作物品種資源；②入庫種子的質量及數(shù)量要求也很嚴格。③質量合格的種子入庫前還必須合理包裝。④對種質庫的檔案材料進行科學管理。⑤對入庫種子進行定期的生活力監(jiān)測和繁殖更新。目前十六頁\總數(shù)三十一頁\編于二十三點3.3.2種質資源的超低溫保存

超低溫一般指-80℃以下溫度，常用冷源為液態(tài)氮(-196℃)。液氮保存：需要定期補充液氮；不需要機械空調(diào)設備及其他管理；液氮保存技術要求高。超低溫保存成功的關鍵：種質能否在結冰和解凍時存活，而影響結冰時存活的主要因素是種子水分和結冰速度。限制因素：

①技術要求高：超低溫保存前，材料需經(jīng)特殊處理；②適于稀有的、珍貴的材料。

許多植物種子、花粉、分生組織、芽、愈傷組織和細胞等都能成功的保存在液態(tài)氮溫度而生活力不受影響。可用于有效的、安全的長期保存那些珍貴稀有的種質。目前十七頁\總數(shù)三十一頁\編于二十三點3.3.3種質資源的超干貯藏將種子含水量降至5％以下，置常溫下密閉貯藏，以干燥代替低溫延長種子壽命的貯藏方式。特點：（1）超干貯藏具有低溫貯藏的效果，甚至比低溫更能延長種子壽命。（2）超干貯藏方便、低耗、環(huán)保。4種子超干貯藏的理論與技術4.1

超干貯藏的提出與意義種子劣變：降低種子質量

——影響種子經(jīng)營單位效益導致播種作物缺苗、弱苗——影響作物產(chǎn)量、品質高價值種子：制種少，生產(chǎn)用種不足——假劣種子充斥市場制種多，使種子積壓變質——造成重大經(jīng)濟損失

種質資源、育種材料和原種：在長期保存中發(fā)霉生蟲生活力降低——科研工作損失目前十八頁\總數(shù)三十一頁\編于二十三點如何有效的延長種子壽命?

建低溫庫？生產(chǎn)上迫切需要一種既能最大限度地延長種子壽命，又簡便易行的種子保存方法。

1986年，英國的Ellis將芝麻種子含水量從5%降至2％，發(fā)現(xiàn)可使其貯藏壽命延長40倍，由此提出了超干貯藏的設想。

超干貯藏：將種子含水量降至5％以下，置常溫下密閉貯藏，以干燥代替低溫延長種子壽命的貯藏方式。4.2

種子超干貯藏的適應性

超干貯藏有利于大部分常規(guī)種子的保存。適于超干貯藏的種子：水稻、高粱、花生、大豆、油菜、甜菜、蘿卜、甘藍、大白菜、黃瓜、西葫蘆、辣椒、芝麻、洋蔥、月見草、紅花、杜仲、黑楊、榆樹等。不適宜超干貯藏的種子：某些大豆品種、雜交水稻種子。

頑拗型種子和中間型種子。

目前十九頁\總數(shù)三十一頁\編于二十三點4.3種子超干貯藏的形態(tài)、生理機制（1）顯超微結構超干貯藏的種子胚軸細胞顯超微結構清晰細胞膜系統(tǒng)受到傷害輕脂質團形成少細胞器完整目前二十頁\總數(shù)三十一頁\編于二十三點（2）生理生化變化脫氫酶、POD、SOD等酶活性保持良好；浸種液的電導率低；有毒物質積累少（如丙二醛等）；萌動后的呼吸速率高；赤霉素、細胞分裂素含量多，而脫落酸含量少。超干貯藏的種子4.4種子超干貯藏技術4.4.1種子超干燥的方法

干燥損傷：種子在干燥過程中由于失水速度過快或水分降得過低而受到損傷。

超干種子的獲得主要通過：自然干燥、干燥劑干燥、加溫干燥、低相對濕度干燥、真空冷凍干燥等方法。（1）自然干燥：許多小粒種子在干燥、光強的晴天曬晾。（2）干燥劑干燥：將種子與干燥劑按一定比例置于密閉容器中一定時間。氧化鈣：吸水力強，且便宜，是較理想的干燥劑。不能反復使用。氯化鈣：吸水飽和呈液體。硅膠：干燥速度較慢，可反復使用。目前二十一頁\總數(shù)三十一頁\編于二十三點（3）加溫干燥：

脫水速度快，處理種子量大，但可能會降低某些種子活力，且在濕度較高的環(huán)境下脫水效果差。（4）低相對濕度干燥：用不同濃度的硫酸或鹽溶液置于密閉容器的底部，創(chuàng)造較低的相對濕度環(huán)境（一般10%～20%RH），將種子置于液體上部的干燥空間。此法安全，但干燥速度較慢。（5）“雙15”干燥長期貯藏的種質最好“雙15”干燥。即干燥溫度15℃，相對濕度15%的干燥條件。（6）真空冷凍干燥水分降低速度快，可處理大批量種子，但設備昂貴，耗能較高。種子水分下降規(guī)律因種子類型而有很大差異：（1）氧化鈣干燥種子水分下降速率為：油脂類種子>蛋白質類種子>淀粉類種子。（2）在相同的溫濕度條件下的平衡水分為：油脂種子<蛋白質類種子<淀粉類種子。干燥速率的提高對種子活力的影響因作物而不同。過度干燥對種子活力的影響比較明顯。目前二十二頁\總數(shù)三十一頁\編于二十三點4.4.2超干種子含水量的測定

種子原始含水量測定用低恒溫烘干法。種子超干燥過程中含水量的測定——重量計算法。屆時含水量（%）=100%－（100%－初始含水量）×初始種子重／屆時種子重

重量計算法：超干前準確測定種子初始含水量，并對干燥前種子重量進行稱重（初始含水量和初始種子凈重），屆時僅準確稱取種子重就可計算出屆時含水量。4.4.3種子超干貯藏的最佳含水量種子壽命隨含水量下降而延長，當種子含水量低于某一臨界值時，種子壽命將不再延長，甚至會出現(xiàn)種子活力下降的現(xiàn)象，此臨界含水量為種子超干貯藏的最佳含水量。

油質種子較粉質種子和蛋白質種子更適宜于貯藏，其超干的最佳含水量范圍也更低。主要原因可能是油質種子中親水膠體占的比例低，緊密吸附的水分少。目前二十三頁\總數(shù)三十一頁\編于二十三點種子超干貯藏的最佳含水量受多種因素影響。不同種子超干貯藏的最佳含水量不一樣，貯藏在不同的環(huán)境溫度下最佳含水量也不一樣。國家種質資源庫研究表明：水稻種子含水量降到3.2%、大麥3.5%、小麥3.0%、燕麥2.8%、谷子3.0%、花生2%、綠豆4.9%、紅麻2.2%、韭菜1.8%時，對種子生活力未見傷害。

超干燥好的種子可密封于聚乙烯塑料袋、干燥器等密閉容器中，置常溫下貯藏。低相對濕度條件干燥的種子亦可不取出，直接在超干燥時的密閉容器中存放。4.4.4種子超干貯藏的方法目前二十四頁\總數(shù)三十一頁\編于二十三點4.5快速吸脹傷害與緩濕處理種子在超干燥過程中活組織的細胞膜、細胞器會受到不同程度的損傷，但這種損傷在種子萌動初期的緩慢吸脹過程中會修復。然而若種子吸水過快，則細胞還未來得及修復就已極度膨脹，使得修復不能正常進行，導致內(nèi)含物外滲，霉菌滋生，即使發(fā)芽，幼苗也瘦弱易病，稱為快速吸脹傷害。

為了減少這種傷害，要對超干種子進行緩濕處理。緩濕處理：將種子置于相對潮濕的環(huán)境條件下一定時間，使其緩慢吸濕，以較好地完成萌發(fā)前的修復，然后再播種或發(fā)芽。超干種子緩濕處理的效果：

（1）蛋白質種子超干后緩濕對種苗活力的提高效果最明顯，油脂類種子緩濕效果最不明顯。（2）緩濕的效果與種子含水量和種子吸水力有關，種子含水量愈低，種子吸水力愈強，緩濕效果愈明顯。緩濕處理的方法：（1）自然濕度平衡（2）不同相對濕度平衡（3）飽和水汽平衡（4）PEG（聚乙二醇）滲調(diào)目前二十五頁\總數(shù)三十一頁\編于二十三點陳種子能否在生產(chǎn)上利用？

主要取決于種子的活力狀況：（1）貯藏不好活力下降的陳種子不能用；（2）活力高的陳種子完全可以用，有的能縮短生育期，提高經(jīng)濟產(chǎn)量。（3）雖為新種子但若活力嚴重降低，也不能用。

種子新陳不是能否作種用的指標，唯一可靠的是活力高低。5陳種子的利用5.1陳種子利用的意義貯藏1年以上的種子常謂之陳種。5.2陳種子利用中應注意的問題（1）使用前應進行活力測定。若活力無明顯降低，可作大田用種，反之則不能。（2）特殊情況下需要用衰老較嚴重的陳種子播種時，應精細整地，給予良好的播種條件。（3）一些勉強可用于播種的陳種子，可嘗試用某些能提高種苗活力的處理方法處理后再播種。目前二十六頁\總數(shù)三十一頁\編于二十三點6種子壽命的預測

生產(chǎn)中要對種子壽命特別是長壽命種子進行測定，要經(jīng)歷極長時間，常需要預測。古老種子壽命的估算：14C同位素；種子壽命的預測：常用數(shù)理統(tǒng)計進行推測。6.1對數(shù)直線回歸方程式及其列線圖6.1.1預測方程:Roberts（1972）推導出預測正常型種子壽命的對數(shù)直線回歸方程式：

LogP50=Kv-C1m-C2t式中：P50—平均壽命（天）m—種子含水量（%）

t—貯藏溫度（℃）Kv、C1、C2為常數(shù)（表）作物名稱KvC1C2水稻6．5310．1590．069小麥5．0670．1080．050大麥6．7450．1720．075蠶豆5．7660．1390．056豌豆6．4320．1580．065目前二十七頁\總數(shù)三十一頁\編于二十三點

例1：一批水稻種子含水