種子基礎(chǔ)知識(shí)

1、第二章種子生物學(xué)和生理生化基礎(chǔ) 亞麻科( Linaceae)：亞麻。，蕓香科( Rutaceae)：柑、橘、柚、金橘、檸檬、佛手柑。 無(wú)患子科( Sapindaceae)：龍眼、荔枝、無(wú)患子。 漆樹(shù)科( Anacardiaceae)：漆樹(shù)。 大戟科(Euphorbiaceae)：蓖麻、橡皮樹(shù)、油桐、烏鞳、巴豆、木薯。 葡萄科(Vitaceae)：葡萄。 柿樹(shù)科(Ebenaceae)：柿。 旋花科( Convolvulaceae)：甘薯、蕹菜。 茄科( Solanaceae)：茄子、煙草、番茄、辣椒。 胡麻科( Pedaliaceae)：芝麻。 茜草科(Rubiaceae)：咖啡、梔子、奎寧。

2、松科(Pinaceae)：馬尾松、杉、落葉松、赤松、黑松。 5包括種子的主要部分（種皮的外層已脫去） 公孫樹(shù)科( Ginkgoaceae)：銀杏。三、主要作物種子的形態(tài)結(jié)構(gòu) 種子的形態(tài)結(jié)構(gòu)在種和品種之間常存在差異，因此很多性狀可作為鑒別植物種和品種的依據(jù)，如種子的形狀、大小、顏色；種子表面的光滑度、表皮上茸毛的有無(wú)、稀密及分布狀況；胚和胚乳的部位；種臍的形狀、大小、凹凸、顏色及著生部位等。此外，根據(jù)某些作物種皮的組織解剖特點(diǎn)，也可以鑒定種子的真實(shí)性，如大豆、豌豆的品種間，十字花科的不同種及品種之間，其種皮細(xì)胞的形態(tài)有顯著差異，因此在用其他方法難以鑒定真實(shí)性的情況下，可以應(yīng)用解剖學(xué)的方法。 現(xiàn)將

3、主要作物種子的形態(tài)、構(gòu)造和解剖分述于下。 （一）水稻 水稻的籽粒(kernel) -稻谷(rough rice)，如圖2-18所示，由米粒及稃殼兩部分構(gòu)成。稃殼由護(hù)穎及內(nèi)、外稃組成，護(hù)穎是籽?；康囊粚?duì)披針形的小片，米粒由內(nèi)外稃（各一片）所包裹，稃殼的頂端稱(chēng)稃尖，在許多品種中，外稃的尖端延伸為芒。各品種的護(hù)穎、內(nèi)外稃和芒所具的顏色、特征及稃尖的顏色等性狀，可以作為鑒定品種的依據(jù)。 圖2-18水稻（一）稻谷外形 1芒2外稃3內(nèi)稃4護(hù)穎 5小穗柄（二）稻谷縱剖面1稃毛2內(nèi)稃3胚乳糊粉層 4胚乳淀粉層5護(hù)穎6芒7外稃8 果皮9盾片10胚芽11胚根12護(hù)穎（三）米粒橫剖面1表皮2中層3橫細(xì)胞4 管狀細(xì)

4、胞5果皮 6種皮7外胚乳8糊粉層種 子 學(xué) 糙米(brown rice)是一顆真正的果實(shí)，其有胚的一側(cè)被外稃所包裹，米粒的這一側(cè)在習(xí)慣上稱(chēng)為腹面，另一側(cè)則稱(chēng)之為背面（禾本科其他作物的籽粒恰好相反）。背部有一條縱溝，在米粒的兩側(cè)又各有2條縱溝稱(chēng)側(cè)縱溝。縱溝部位與其稃殼上的維管束相對(duì)應(yīng)。 米粒（糙米）由皮層（包括果皮和種皮）、胚乳( endosperm)及胚(embryo)三部分組成，果皮( pericarp)包括表皮、中層（中果皮）、橫細(xì)胞和管狀細(xì)胞。種皮(seed coat)以?xún)?nèi)是糊粉層（aleurone layer，胚乳外層），糊粉層內(nèi)部則為淀粉層由貯藏淀粉的細(xì)胞組成的胚乳。表皮僅由一列細(xì)胞

5、組成，中果皮則有6-7列細(xì)胞，其下的橫細(xì)胞有2列含有葉綠粒的細(xì)長(zhǎng)形細(xì)胞。管狀細(xì)胞由一列細(xì)長(zhǎng)的縱向排列的細(xì)胞層組成，緊靠著下面的為一層種皮細(xì)胞，此層細(xì)胞內(nèi)若有明顯的色素則就成為紅米。種皮以下殘留一層細(xì)胞不明晰的組織，為珠心層( nucellus)的遺跡，其下的組織即為內(nèi)胚乳。內(nèi)胚乳的外層即糊粉層，包含1-2層（多至5-6層）細(xì)胞，其內(nèi)部充滿(mǎn)蛋白質(zhì)和脂肪，容易和其他各層細(xì)胞相區(qū)分。糊粉層以?xún)?nèi)的胚乳是由形狀更大的薄壁細(xì)胞所組成，細(xì)胞內(nèi)充滿(mǎn)了淀粉粒和蛋白質(zhì)。 水稻的胚很小，由胚芽( prumule)、胚軸(hypocotyl)、胚根(radicle)、盾片(scutellum)四部分組成，胚芽和胚根不

6、在一直線上，而幾乎呈直角分布。 （二）小麥和大麥普通小麥的籽粒不帶稃殼（裸粒），如圖2-19所示，由皮層、胚乳和胚三部分組成。種子的腹面有一縱溝，稱(chēng)腹溝( crease)。胚在種子背面的基部，在種子的另一端有茸毛。小麥腹溝的寬狹、深淺以及茸毛的疏密狀況，都可以作為鑒別品種的依據(jù)。 圖2-19小麥 （一）籽粒外形a腹面1茸毛2腹溝b背面1果種皮2胚部 （二）籽?？v剖面1茸毛2果皮3種皮4胚乳糊粉層5胚乳淀粉層6盾片7胚芽 8胚根 （三）籽粒橫剖面1、2、4皮層3色素層5胚乳糊粉層6胚乳淀粉層 小麥的果皮由表皮、中層、橫細(xì)胞、內(nèi)表皮等組成。表皮細(xì)胞長(zhǎng)形，具角質(zhì)，順著縱軸排列，這層細(xì)胞在籽粒的頂端形

7、成茸毛，其長(zhǎng)短因品種而不同。中層具2-3列細(xì)胞，細(xì)胞壁的厚度增加不均勻，細(xì)胞間有明顯的空隙，分布?xì)饪走z跡，此層細(xì)胞在種子成熟的前期，對(duì)氣體交換起很大作用。中層以下有一列長(zhǎng)形細(xì)胞順著種子橫軸排列，稱(chēng)橫細(xì)胞層，胞壁增厚不均勻，在種子發(fā)育初期細(xì)胞內(nèi)含有淀粉粒和葉綠粒，隨著成熟度提高，葉綠粒消失，此層即失去光合作用能 第二章種子生物學(xué)和生理生化基礎(chǔ) 力，淀粉粒則向內(nèi)部轉(zhuǎn)移，細(xì)胞中充滿(mǎn)空氣。內(nèi)層的果皮與水稻一樣也是管狀細(xì)胞層，順著種子 縱軸排列。小麥的種皮分內(nèi)外兩層，外層透明，內(nèi)層存在色素，色素層的厚薄決定種子顏色的深 淺。這兩層均系長(zhǎng)形的薄壁細(xì)胞組成，形狀整齊，與種子的中心軸略成角度。種皮以下為不透明

8、 細(xì)胞組成的膨脹層，屬外胚乳，其內(nèi)部為內(nèi)胚乳。內(nèi)胚乳的外層是由近方形的較大的細(xì)胞組成的 糊粉層，細(xì)胞內(nèi)充滿(mǎn)了混有油滴的蛋白質(zhì)。此層在小麥中僅1列細(xì)胞，而在靠近胚處，則完全消 失，在腹溝處可有數(shù)列細(xì)胞。 糊粉層內(nèi)部為內(nèi)胚乳的淀粉層，由大型薄壁細(xì)胞組成，細(xì)胞具各種不同的形態(tài)，內(nèi)部充滿(mǎn)了 各種大小不同的淀粉粒，淀粉粒的間隙中含有蛋白質(zhì)。淀粉粒與蛋白質(zhì)結(jié)合的牢固程度，在普通 小麥與硬粒小麥之間顯然有別，硬粒小麥的淀粉粒與蛋白質(zhì)結(jié)合得特別牢固。 小麥的胚部形態(tài)與水稻相似，但胚芽與胚根在一直線上，胚部占整個(gè)籽粒的比例較水稻為 大。 大麥籽粒的性狀（圖2-20）和小麥很相近 以，但因品種類(lèi)型不同，在形狀、大

9、小等方面區(qū) 別較大，一般二棱大麥的粒形大于四棱和六棱大 1- 麥粒較為飽滿(mǎn)，不同籽粒大小均勻。四 凌大麥的大小很不整齊。六棱大麥的籽粒大小雖 2 I 較整齊，但明顯較小，千粒重遠(yuǎn)低于二棱和四棱 3 4 趕麥。 5 根據(jù)種子的植物形態(tài)學(xué)分類(lèi)，大麥籽?？煞?（一） （二） （三） 包括果實(shí)及其外部的附屬物（即皮大麥）和包 圖2-20大麥I 括果實(shí)的全部（即裸大麥）兩大類(lèi)，前者由于大 。一，背面 。二，腹面 。三，剝?nèi)ヅ卟匡麣さ淖蚜?1外稃2內(nèi)稃3小基刺4.胚部5.漿片 麥結(jié)實(shí)后10d左右，果皮上分泌黏性物質(zhì)，使之 與內(nèi)外稃膠結(jié)不易分離。皮大麥稃殼的很多性狀，如稃殼的顏色、芒的性狀、外稃基部的形狀

10、（皺折情況）、腹溝基部的小基刺（腹刺）的狀況、腹溝的展開(kāi)程度等，都可以作為鑒別品種的依 據(jù)。 大麥腹溝的附近為內(nèi)稃所包被，外稃較大，包被了整個(gè)籽粒的背部及腹面的一部分離開(kāi) 腹溝較遠(yuǎn)的部分（即腹面的外緣部分）。 剝開(kāi)大麥籽粒胚部的外稃，可暴露出一對(duì)小小的漿片，在花器中漿片吸水膨脹是開(kāi)花（推開(kāi) 內(nèi)外稃）的動(dòng)力，花后即失水萎縮，殘留在胚部附近。漿片亦可作為鑒定大麥品種的一個(gè)重要性 狀。 大麥籽粒的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)與小麥基本相同，但小麥的糊粉層僅一層細(xì)胞而大麥有2-4層。大 麥糊粉層的色澤因品種而不同，某些品種為藍(lán)色，而另一些品種呈白色。 （三）玉米玉米籽粒的基本構(gòu)造與上述兩類(lèi)作物相同，但籽粒大小卻相差懸殊

11、。栽培玉米 的籽粒是一個(gè)完整的穎果，果種皮緊貼在一起不易分離，在籽粒上端的果皮上可觀察到花柱遺跡 （一般在鄰近胚部的胚乳部位的果皮上）。玉米的胚特別大，約占籽粒總體積的30%，占總重量 的10% - 14%，透過(guò)果種皮，可清楚地看到胚和胚乳的分界線（圖2-21）。 玉米籽粒的基部有果柄，但有時(shí)脫落，不連在籽粒上，在籽?；康墓撀涮幊屎稚?，這 種 子 學(xué) 是由于該部位存在基部褐色曾（或稱(chēng)基部黑色層）。-)2-21 充分成熟籽粒的基部褐色層色素累積，顏色明顯 因此可以作為種子成熟的重要標(biāo)志。 玉米籽粒的形態(tài)在類(lèi)型和品種之間存在很大差 異，而且同一果穗上的種子，由于著生部位不同 其籽粒大小及粒形

12、的差異也很顯著。玉米籽粒的顏 色有多種，總的可分為白色系統(tǒng)、黃色系統(tǒng)及紫色 （一， f二） 系統(tǒng)三類(lèi)。 玉米的角質(zhì)胚乳和粉質(zhì)胚乳中淀粉粒具不同的 圖22l玉米 形態(tài)，角質(zhì)胚乳中的淀粉粒為多角形，而粉質(zhì)胚乳（一）籽粒外形1花柱遺跡2果皮3果7 （二）籽?？v剖面1果皮2種皮3胚乳 中的淀粉粒呈球形。 分4胚乳的粉質(zhì)部分5盾片 6j （四）蕎麥 蕎麥的籽粒為瘦果（圖222），略 胚芽8維管束9胚根10根鞘 呈三棱形，果實(shí)基部留存五裂花萼，果實(shí)內(nèi)部?jī)H含 褐色層 1粒種子。果皮深褐色或黑褐色，較厚，包括外表 皮、皮下組織、柔組織、內(nèi)表皮四層。種皮很薄，為 呈黃綠色的透明薄膜組織，包括表皮和海綿柔組織兩逼

13、重耄鋈蔞奏二 部分，其下為發(fā)達(dá)的內(nèi)胚乳，細(xì)胞中富含淀粉，淀粉 粒多角形。養(yǎng)麥種子的胚很大，屬于胚乳與子葉均發(fā) 達(dá)的類(lèi)型，種胚位于種子中央，被內(nèi)胚乳所包被。子 葉薄而大，扭曲，橫斷面呈“S”形。 （五）大豆大豆為無(wú)胚乳種子，僅包括種皮和胚 （一1 兩部分（圖223）(hilum)發(fā)達(dá)，raphe)胚軸、胚cha-耄冀霧霎 占的比率很小，且不在一直線上。在種子側(cè)面的種皮 laza)以觀察到臍micropyle)臍條(raphe)、內(nèi)臍(cha_聚蓮饕季霧霾三之三黿冀 laza)和發(fā)芽口(micropyle)等部位。大豆的種皮因品 【二） 種不同而有多種顏色。一般品種為黃色，種皮上常易 產(chǎn)生裂縫，保

14、護(hù)性能較差。種皮由角質(zhì)層、柵狀細(xì)胞、 柱狀細(xì)胞、海綿細(xì)胞等多層細(xì)胞組成。柵狀細(xì)胞為狹 長(zhǎng)的大型細(xì)胞，排列很緊密，細(xì)胞內(nèi)含有色素，此層 圖2-22蕎麥 細(xì)胞的靠外端部分若發(fā)生硬化，就不易透過(guò)水分而使（一）籽粒外形1發(fā)芽口2果皮3： 果臍 1 種子成為硬實(shí)，該部位的物理性質(zhì)和化學(xué)成分常與其（二）：驀面1果皮2種皮3子葉4內(nèi) I 他部分有所差異，在顯微鏡下觀察可看到一條明亮的 胚乳5胚根6胚芽7子房腔 l 線。因此，這一部位稱(chēng)之為明線。柱狀細(xì)胞（或稱(chēng)骨 狀石細(xì)胞）體積很大，亦僅有一列細(xì)胞，其排列方向與柵狀細(xì)胞相同。海綿細(xì)胞層由7-8列細(xì) 胞組成，橫向排列，細(xì)胞壁很薄，組織疏松，有很強(qiáng)的吸水力，一接觸

15、到水分，就迅速吸水而使 種皮在很短的時(shí)間內(nèi)膨脹。種皮以?xún)?nèi)是內(nèi)胚乳遺跡，此層亦稱(chēng)蛋白質(zhì)層，成薄膜狀包圍著種胚。 圖2-24為蠶豆種子結(jié)構(gòu)。 第二章種子生物學(xué)和生理生化基礎(chǔ)I：囝 （一） （二） （三） t=；=-1 呶： 塹 4型座？92 主 5 ，j 咽 6 暑 J：？¨。黔：k?寸二二誓-衛(wèi) （一） （二） （三） （四） 圖2-23大豆 圖2-24蠶豆 （一）種子外形1種皮2內(nèi)臍3臍條4臍5 （一）種子外形正面1種皮2臍3臍褥 發(fā)芽口6胚根所在部位 （二）種子外形側(cè)面1種皮2發(fā)芽口 3臍 （二）剝?nèi)シN皮的種子1子葉2胚根 （三）種子縱剖面（去種皮） 1子葉2胚芽3胚軸 （三）種子

16、縱剖面1表皮2明線3柵狀細(xì)胞4. 4胚根 柱狀細(xì)胞（骨狀石細(xì)胞） 5海綿柔組織 6內(nèi) 胚乳殘物 （六）花生花生與大豆雖同屬豆科作物，但種子形態(tài)、種皮色澤和種皮結(jié)構(gòu)均存在顯著差I(lǐng) 異（圖2-25）。花生種子表面有一薄層種皮，呈肉色至粉紅色，其上分布許多維管束。花生種皮 與一般豆科植物不同，不存在柵狀細(xì)胞和柱狀細(xì)胞。因此，保護(hù)性能很差，很容易發(fā)生脆裂，在 成熟及收獲后的干燥、貯藏過(guò)程中，亦不致形成硬實(shí)。 Q：蹙！蘑蘸 。一， 。二， ； 3 （三） 圖2-25花生 （一）種子外形1種皮2臍 1胚軸5胚根 （二）種子縱剖面1種皮2子葉3胚芽q （三）種皮橫切面1外表皮2柔組織3內(nèi)表皮 花生種子屬于無(wú)

17、胚乳種子，子葉肥厚發(fā)達(dá)，胚芽、胚軸、胚根在一條直線上，形狀粗而短， 位于種子的基部，為子葉所包圍。胚芽的兩側(cè)真葉已明顯分化完成，4片小葉呈羽狀排列。 （七）油菜油菜籽亦屬無(wú)胚乳種子（圖2-26），包括種皮及胚兩部分，子葉為折疊型，2片 種 子 學(xué) 面積較大的子葉對(duì)折包在種皮內(nèi)，子葉的外部?jī)H存在胚 乳遺跡。油菜種皮顏色在類(lèi)型和品種之間存在差異，總 的分黑褐色、黃色及暗紅色三類(lèi)。種皮上僅能觀察到臍，藿委離參 但發(fā)芽口等部位難于用肉眼辨別出來(lái)。 ！ 油菜種皮包括四層細(xì)胞，第一層為表皮，壓縮成一 薄層，由厚壁無(wú)色（有些類(lèi)型為黃褐色）細(xì)胞組成。第 （一） （二 二層為薄壁細(xì)胞，細(xì)胞較大，呈狹長(zhǎng)形，成熟后

18、干縮。 圖226油菜 第三層為厚壁的機(jī)械組織，由紅褐色的長(zhǎng)形細(xì)胞構(gòu)成， （一一）種子外形 （二）種胚 細(xì)胞壁大部木質(zhì)化，此層細(xì)胞亦可稱(chēng)之為高腳杯狀細(xì)胞。 1子葉2胚軸3胚根 第四層是帶狀色素層，由排列較整齊的一列長(zhǎng)形薄壁細(xì)胞組成，此層的色澤因類(lèi)型、6 同，某些芥菜型呈褐色，白菜型和甘藍(lán)型則呈淺色，色素層以下是胚乳蛋白質(zhì)層的細(xì)胞 人種皮。種皮以?xún)?nèi)即為富含油脂和蛋白質(zhì)的子葉細(xì)胞。 油菜種皮的第一至第三層細(xì)胞 是區(qū)別油菜和十字花科其他2-27種3-蓬鬈鬻簍薹零摯_t蓁薹薹霎霎霎冀霎冀蓁霧 子的重要依據(jù)。因?yàn)檫@三層細(xì)胞的 i 一1 形狀、大小和胞壁厚薄在十字花科 萋 不同的種之間存在明顯的差別。 （八

19、）棉花 棉花種子具有堅(jiān) 雩 厚的種皮和發(fā)達(dá)的胚（圖227）， 種子的腹面可觀察到一條略微突起 的縱溝稱(chēng)為臍條。臍條的一端為 內(nèi)臍，另一端（種子尖端的部分） （一 為種臍，發(fā)芽口亦在相同部位，此 l一 處附有種1-但有時(shí)種柄脫落。棉2霉霎霎霎鋈墓纂 E， 花的種皮由表皮、外褐色層、無(wú)色 層、柵狀細(xì)胞、內(nèi)褐色層等層次組 成。表皮細(xì)胞一列，大形厚壁；外 褐色層有密集的維管束貫穿其中； 3一 無(wú)色層由12列形狀較小的無(wú)色 細(xì)胞組成；柵狀細(xì)胞層很厚，細(xì)胞 狹長(zhǎng)形，排列整齊緊密，靠外端部 （二） 分的明線在顯微鏡下明晰易見(jiàn)；內(nèi) 圖2-27棉花 褐色層是由6-7列壓縮的柔細(xì)胞（一）種子外形1內(nèi)臍2種毛3臍條

20、4臍、發(fā)芽口5種柄 所組成，呈深褐色。 （二）種皮縱剖面1種皮2子葉3胚根 棉子的外胚乳和內(nèi)胚乳各有一（三）種皮橫剖面1種皮2種毛3表皮4外褐色層5無(wú)色層6 列細(xì)胞，此層胚乳遺跡呈薄膜狀， 明線7柵狀組織8內(nèi)褐色層9外胚乳10內(nèi)胚乳11.子葉 包圍在胚的外部。子葉發(fā)達(dá)，表面 12腺體 ； ： 第二章種子生物學(xué)和生理生化基礎(chǔ) 積很大，呈多層不規(guī)則皺折填滿(mǎn)于種子內(nèi)部，其上有深色的腺體，含有對(duì)人畜具毒害作用的棉 酚。子葉細(xì)胞內(nèi)充滿(mǎn)了蛋白質(zhì)及油脂。 （九）黃麻黃麻種子較?。▓D2-28），呈楔形或不規(guī)則形，較鈍的一端為種臍，較尖的一 端為發(fā)芽口。種子的大小和顏色因類(lèi)型不同而存在很大的差異，圓果種種子褐色

21、，粒形大，長(zhǎng)果 種種籽粒小呈墨綠色。 黃麻種皮屬雙子葉有胚乳種子，由種皮、內(nèi)胚乳及胚 2 3 2 三部分構(gòu)成，胚乳及子葉均比較發(fā)達(dá)。種皮由外表皮、結(jié) -4 晶層、柵狀細(xì)胞層及內(nèi)表皮組成。外表皮中存在色素，使一3 種子呈褐色或墨綠色，細(xì)胞形狀扁平，胞壁較厚，其下是 （一） -5 一薄層厚壁細(xì)胞，稱(chēng)為結(jié)晶層，細(xì)胞內(nèi)含草酸鈣結(jié)晶。結(jié) 廷 ； j晶層以?xún)?nèi)為一厚層?xùn)艩罴?xì)胞，形狀規(guī)則狹長(zhǎng)，其外部含纖 麟 ！維素，細(xì)胞內(nèi)腔位于細(xì)胞外端，其內(nèi)含有黃色物質(zhì)；柵狀 細(xì)胞的外端在顯微鏡下可清晰地觀察到明線，內(nèi)端（無(wú)內(nèi)； j 3 腔的一端，則呈褐色，細(xì)胞壁木質(zhì)化。種皮的內(nèi)層為內(nèi)表 t 皮，由一列扁平的薄壁細(xì)胞組成。 （二） （三） 1 黃麻種皮以?xún)?nèi)有一層外胚乳遺跡，細(xì)胞較大，有孔， 圖2-28黃麻 j 含有褐色物質(zhì)此層以?xún)?nèi)有一層很薄的無(wú)色層。黃麻的內(nèi)（一）種子外形1臍2種皮3發(fā)芽口 I 胚乳發(fā)達(dá)，緊緊包圍著扇形的種胚，細(xì)胞內(nèi)含有豐富的脂（二）種子縱剖面1子葉2胚乳3種皮 ； 肪和蛋白質(zhì)，細(xì)胞較大，一般呈長(zhǎng)橢圓形。 4胚根 黃麻的種胚面積略小于胚乳，2片子葉重疊而略呈彎（三）種子橫剖面1外表皮2結(jié)晶層3 ； 明線4柵狀細(xì)胞 5內(nèi)表皮 6外胚 ： 曲，胚根較肥大，胚細(xì)胞內(nèi)部亦充滿(mǎn)蛋白質(zhì)和脂肪。 乳7內(nèi)胚乳8子葉組織9蛋白粒 ， （十）向日葵向