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《植物生理学》植物的生命运作形式

用植物的微观活动解释宏观状态，农作物生命本身如何运作是所有技术的出发点和落脚点。

为更好地适应农友的需要，我们对于共读的安排和书里的顺序不太一样，点击此处了解详情。

本次阅读内容为《植物生理学》第十五章植物的成熟与生理，本文整理的内容是第一节种子的发育，音频是7月27日领读和交流中第一节的部分。目录·1.种子的发育

·2.种子发育过程中的物质变化

·3.种子发育过程中的激素变化和基因调控

·4.种子的成熟

说明：

建议先看书，再听音频。音频为读书会的详细记录，下文是根据书中内容和音频整理出的重点内容。

种子这部分内容大多与解决温饱问题的粮食作物（比如玉米、小麦、水稻、大豆等）有关，它们的产量主要是种子，所以这方面的知识可能对种植粮食的农友有更好的指导作用。1.种子的发育·种子的结构豆子、花生等双子叶植物的种子有两瓣子叶，发芽的时候两瓣子叶就会展开（如下图）。它们的种子主要由胚、子叶和种皮组成。图片源自网络玉米、小麦等单子叶植物在发芽的时候会先有一个叶子钻出来（如下图），它们的种子主要由胚、胚乳、果皮和种皮组成。图片源自网络对于种子来讲，最关键的是将来能够发育成植株的部分——胚。·胚发育胚是种子最主要的部分，是由受精卵发育而成的幼小植株，包括胚根、胚芽、胚轴、子叶，已经具备了植物的雏形。胚根、胚芽、胚轴是胚的基本组成部分，子叶是营养物质的储藏器官，在种子萌发和幼苗生长时期提供营养。禾本科植物种子的营养储藏器官为胚乳。·胚乳的发育胚乳是全世界60%食物的来源，也就是说，我们吃到的很多食物都是植物准备给自己后代的营养。图片源自网络胚乳一般是由一个精细胞和胚囊中的两个极核融合形成的胚乳核发育而成。胚乳发育的类型有两种：小麦等单子叶植物和多数双子叶植物的胚乳发育是先进行连续多次的核分裂（只复制遗传物质），然后进行细胞质的分裂形成胚乳细胞；而大多数茄科植物的胚乳发育是核分裂和细胞质分裂同时进行的。·种皮的发育种皮由一层或两层珠被发育而成，包裹在胚和胚乳的外面，起保护作用。种皮在受精后就开始发育，在成熟时种皮才停止生长。蓖麻子

图片源自网络种皮的发育也很重要，如果只是种子里面在生长发育，而种皮的生长发育停止，那就会把种子的生长限制住，种子发育就不正常了。棉花籽

图片源自网络种皮结构不仅与珠被的数目有关，还与细胞壁的厚度、色素的种类、有机物沉积、表皮细胞的特化等因素有关。2.种子发育过程中的物质变化种子在萌发的阶段几乎不需要外部提供营养，因为种子里有碳水化合物、脂肪、蛋白质等营养物质，还有非丁来储存矿质元素。碳水化合物：禾谷类种子（如小麦、水稻、玉米）和豆类种子（如豌豆、蚕豆、菜豆）以储藏淀粉为主，通常称为“淀粉种子”。图片源自网络这类种子在发育过程中，首先植物合成大量的糖从叶片运到种子，再经过酶的作用把可溶性糖转化为淀粉，积累在胚乳中。脂肪：大豆、花生、油菜、向日葵等油料作物的种子中脂肪含量很高，称为“脂肪种子”或“油料种子”。图片源自网络这类种子在发育初期先积累碳水化合物，然后在种子成熟初期合成饱和脂肪酸，然后在酶的作用下转化为不饱和脂肪酸。所以油料作物的种子提取出的脂肪主要是不饱和脂肪酸。蛋白质：豆科植物的种子主要储藏蛋白质，称为“蛋白质种子”。图片源自网络这类种子在发育过程中，叶片的氨基酸和酰胺运到荚果的荚皮，先合成蛋白质暂时储存。后面再被分解成酰胺，运入种子后再合成蛋白质。图片源自网络我们吃的豆角在嫩的时候主要的蛋白质营养都储存在豆角的皮（荚）上，后面随着种子成熟，会慢慢再运入种子里。非丁（肌醇六磷酸钙镁）：叶片运入种子的糖通常与磷酸结合，当糖转化为淀粉的时候再脱下磷酸。被脱下的游离的磷酸不利于淀粉合成。在禾谷类等淀粉种子中，游离的磷酸可以与肌醇、钙、镁形成肌醇六磷酸钙镁（也称植酸钙镁），成为磷酸的储备库和供应源。水稻种子成熟时，非丁储存在胚乳中，种子萌发时，非丁分解释放出磷、钙、镁供幼苗生长。3.种子发育过程中激素的变化和基因调控种子成熟受多种激素的调节控制，种子中内源激素的含量随种子发育进程而发生动态变化。每种内源激素对种子的“指挥”作用是不一样的。首先,植物从无到有需要很多细胞的增加来形成形态，所以最先出现的激素是细胞分裂素（CTK）。然后，赤霉素（GA）和生长素（IAA）可以调节淀粉、脂肪、蛋白这些有机物向籽粒运输和积累，往种子内去储存，所以它们相当于召唤营养物质进入种子的“信号”。在种子发育的后期，种子长饱满了，脱落酸（ABA）就开始增加，促进种子的储藏蛋白的基因表达。脱落酸促进组织的储存蛋白的基因表达之后，种子就会由鲜嫩的状态慢慢脱水变成干燥的状态，进入休眠期。通常人们会把种子先储存起来，等想种的时候再提供水，种子在条件合适的时候就会开始发芽。发芽的时候赤霉素先增加，然后生长素开始增加，种子就慢慢发育成幼苗。激素可以这样通过调控基因的表达，使新物质出现实现新的功能，让植物生长、种子发育的过程向前推进。在植物的基因里面，它都已经知道该怎么做了，只是外界的条件到达什么样的程度、生长发育到了什么阶段，这些信号会调控对应基因的表达——让某些物质出现，来把植物的生长发育过程向前推进。4.种子的成熟不同发育天数的种子形态变化·脱水种子发育的最后阶段就是种子成熟，前面该形成的物质都形成了，最后一步要脱水干燥，有利于储存。所以这一阶段种子的含水量明显降低，干重基本稳定，种子细胞内部的代谢逐渐减慢，趋于静止。种子成熟后期的脱水是自主进行的，即使种子周围细胞中还含有大量水分，种子细胞的水分仍可以逆水势运行。成熟种子中积累的糖类物质可能是种子忍受干燥的关键。糖类所含的羟基结构可以保护细胞膜免受脱水造成的损伤。蒺藜苜蓿种子发育过程中含水量（红色折线）和干重（蓝色折线）的变化·种子成熟过程中的激素调控脱落酸（ABA）参与调控种子成熟的过程，可以增强种子休眠或推迟种子萌发。在种子发育的前期，种子内的脱落酸含量很低；种子发育到后期，脱落酸的含量明显增加；随着种子脱水，脱落酸含量又下降。如果脱落酸缺乏，种子的成熟会延迟，或者成熟的种子就不能进入休眠的状态。※《植物生理学》还有一章就要读完了，因为书中涉及的内容很丰富，我们将在八月预留一个月的时间来回顾。大家可以把自己在读书过程中发现的问题、结合生产实践的思考拿出来和我们一起讨论，也可以结合本书的理论找到自己在种植上的思路，或者想想怎么应用这些理论去改善现在的生产情况。欢迎大家把你的问题或者思考留言告诉我们，期待听到你的声音！

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本期阅读书目《植物生理学》

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