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1、第二章种子生物学和生理生化基础亚麻科( Linaceae)：亚麻。 ，芸香科( Rutaceae)：柑、橘、柚、金橘、柠檬、佛手柑。无患子科( Sapindaceae)：龙眼、荔枝、无患子。漆树科( Anacardiaceae)：漆树。大戟科(Euphorbiaceae)：蓖麻、橡皮树、油桐、乌鞳、巴豆、木薯。葡萄科(Vitaceae)：葡萄。柿树科(Ebenaceae)：柿。旋花科( Convolvulaceae)：甘薯、蕹菜。茄科( Solanaceae)：茄子、烟草、番茄、辣椒。胡麻科( Pedaliaceae)：芝麻。茜草科(Rubiaceae)：咖啡、栀子、奎宁。松科(Pinacea
2、e)：马尾松、杉、落叶松、赤松、黑松。5包括种子的主要部分（种皮的外层已脱去）公孙树科( Ginkgoaceae)：银杏。 三、主要作物种子的形态结构种子的形态结构在种和品种之间常存在差异，因 此很多性状可作为鉴别植物种和品种的依据，如种子 的形状、大小、颜色；种子表面的光滑度、表皮上茸 毛的有无、稀密及分布状况；胚和胚乳的部位；种脐 的形状、大小、凹凸、颜色及着生部位等。此外，根 据某些作物种皮的组织解剖特点，也可以鉴定种子的 真实性，如大豆、豌豆的品种间，十字花科的不同种 及品种之间，其种皮细胞的形态有显著差异，因此在 用其他方法难以鉴定真实性的情况下，可以应用解剖 学的方法。现将主要作物
3、种子的形态、构造和解剖分述于 下。（一）水稻 水稻的籽粒(kernel) -稻谷 (rough rice)，如图 2-18 所示，由米粒及稃壳两部分 构成。稃壳由护颖及内、外稃组成，护颖是籽粒基部 的一对披针形的小片，米粒由内外稃（各一片）所包 裹，稃壳的顶端称稃尖，在许多品种中，外稃的尖端 延伸为芒。各品种的护颖、内外稃和芒所具的颜色、 特征及稃尖的颜色等性状，可以作为鉴定品种的依 据。图 2-18 水稻 （一）稻谷外形 1芒 2外稃 3内稃 4护颖5小穗柄 （二）稻谷纵剖面 1稃毛 2内稃 3胚乳糊粉层4胚乳淀粉层 5护颖 6芒 7外稃 8果皮 9盾片 10胚芽 11胚根 12护颖 （三）
4、米粒横剖面 1表皮 2中层 3横细胞 4管状细胞 5果皮 6种皮 7外胚乳 8糊粉层种 子 学糙米(brown rice)是一颗真正的果实，其有胚的一侧被外稃所包裹，米粒的这一侧 在习惯 上称为腹面，另一侧则称之为背面（禾本科其他作物的籽粒恰好相反） 。背部有一条 纵沟，在米 粒的两侧又各有 2 条纵沟称侧纵沟。纵沟部位与其稃壳上的维管束相对应。米粒（糙米）由皮层（包括果皮和种皮） 、胚乳( endosperm)及胚(embryo)三部分 组成， 果皮( pericarp)包括表皮、中层（中果皮） 、横细胞和管状细胞。种皮(seed coat)以内是 糊粉 层（aleurone layer，胚
5、乳外层） ，糊粉层内部则为淀粉层由贮藏淀粉的细胞组成的 胚乳。表 皮仅由一列细胞组成，中果皮则有 6-7 列细胞，其下的横细胞有 2 列含有叶绿粒的细 长形细胞。管状细胞由一列细长的纵向排列的细胞层组成，紧靠着下面的为一层种皮细胞，此层 细胞内若有 明显的色素则就成为红米。种皮以下残留一层细胞不明晰的组织，为珠心层( nucellus) 的遗迹， 其下的组织即为内胚乳。内胚乳的外层即糊粉层，包含 1-2 层（多至 5-6 层）细胞， 其内部充 满蛋白质和脂肪，容易和其他各层细胞相区分。糊粉层以内的胚乳是由形状更大的薄 壁细胞所组 成，细胞内充满了淀粉粒和蛋白质。水稻的胚很小，由胚芽( prum
6、ule)、胚轴(hypocotyl)、胚根(radicle)、盾片 (scutellum) 四部分组成，胚芽和胚根不在一直线上，而几乎呈直角分布。（二）小麦和大麦普通小麦的籽粒不带稃壳（裸粒） ，如图 2-19 所示，由皮层、 胚乳和胚 三部分组成。种子的腹面有一纵沟，称腹沟( crease)。胚在种子背面的基部，在种子的 另一端有 茸毛。小麦腹沟的宽狭、深浅以及茸毛的疏密状况，都可以作为鉴别品种的依据。图 2-19 小麦（一）籽粒外形 a腹面 1茸毛 2腹沟 b 背面 1果种皮 2胚部（二）籽粒纵剖面 1茸毛 2果皮 3种皮 4胚乳糊粉层 5胚乳淀粉层 6盾片 7胚芽8胚根（三）籽粒横剖面
7、1、2、4皮层 3色素层 5胚乳糊粉层 6胚乳淀粉层小麦的果皮由表皮、中层、横细胞、内表皮等组成。表皮细胞长形，具角质，顺 着纵轴排 列，这层细胞在籽粒的顶端形成茸毛，其长短因品种而不同。中层具 2-3 列细胞，细 胞壁的厚 度增加不均匀，细胞间有明显的空隙，分布气孔遗迹，此层细胞在种子成熟的前期， 对气体交换 起很大作用。中层以下有一列长形细胞顺着种子横轴排列，称横细胞层，胞壁增厚不 均匀，在种 子发育初期细胞内含有淀粉粒和叶绿粒，随着成熟度提高，叶绿粒消失，此层即失去 光合作用能第二章种子生物学和生理生化基础力，淀粉粒则向内部转移，细胞中充满空气。内层的果皮与水稻一样也是管状细 胞层，顺着
8、种子纵轴排列。小麦的种皮分内外两层，外层透明，内层存在色素，色素层的厚薄决 定种子颜色的深浅。这两层均系长形的薄壁细胞组成，形状整齐，与种子的中心轴略成角度。种 皮以下为不透明细胞组成的膨胀层，属外胚乳，其内部为内胚乳。内胚乳的外层是由近方形的较 大的细胞组成的糊粉层，细胞内充满了混有油滴的蛋白质。此层在小麦中仅 1 列细胞，而在靠近 胚处，则完全消失，在腹沟处可有数列细胞。糊粉层内部为内胚乳的淀粉层，由大型薄壁细胞组成，细胞具各种不同的形态， 内部充满了各种大小不同的淀粉粒，淀粉粒的间隙中含有蛋白质。淀粉粒与蛋白质结合的牢 固程度，在普通小麦与硬粒小麦之间显然有别，硬粒小麦的淀粉粒与蛋白质结
9、合得特别牢固。小麦的胚部形态与水稻相似，但胚芽与胚根在一直线上，胚部占整个籽粒的比例 较水稻为大。大麦籽粒的性状（图 2-20）和小麦很相近以，但因品种类型不同，在形状、大小等方面区别较大，一般二棱大麦的粒形大于四棱和六棱大1-麦粒较为饱满，不同籽粒大小均匀。四凌大麦的大小很不整齐。六棱大麦的籽粒大小虽 2 I较整齐，但明显较小，千粒重远低于二棱和四棱 3 4赶麦。 5根据种子的植物形态学分类，大麦籽粒可分 （一） （二） （三）包括果实及其外部的附属物（即皮大麦）和包 图 2-20 大麦 I 括果实的全部（即裸大麦）两大类，前者由于大 。一，背面 。二，腹面 。三， 剥去胚部稃壳的籽粒1外稃
10、 2内稃 3小基刺 4.胚部 5.浆片麦结实后 10d 左右，果皮上分泌黏性物质，使之与内外稃胶结不易分离。皮大麦稃壳的很多性状，如稃壳的颜色、芒的性状、外 稃基部的形状（皱折情况） 、腹沟基部的小基刺（腹刺）的状况、腹沟的展开程度等，都可以 作为鉴别品种的依据。大麦腹沟的附近为内稃所包被，外稃较大，包被了整个籽粒的背部及腹面的一部 分离开腹沟较远的部分（即腹面的外缘部分） 。剥开大麦籽粒胚部的外稃，可暴露出一对小小的浆片，在花器中浆片吸水膨胀是 开花（推开内外稃）的动力，花后即失水萎缩，残留在胚部附近。浆片亦可作为鉴定大麦品 种的一个重要性 状。 大麦籽粒的解剖学结构与小麦基本相同，但小麦的
11、糊粉层仅一层细胞而大麦有 2-4 层。大麦糊粉层的色泽因品种而不同，某些品种为蓝色，而另一些品种呈白色。（三）玉米玉米籽粒的基本构造与上述两类作物相同，但籽粒大小却相差悬殊。栽培玉米的籽粒是一个完整的颖果，果种皮紧贴在一起不易分离，在籽粒上端的果皮上可 观察到花柱遗迹（一般在邻近胚部的胚乳部位的果皮上） 。玉米的胚特别大，约占籽粒总体积的 30%，占总重量的 10% - 14%，透过果种皮，可清楚地看到胚和胚乳的分界线（图 2-21） 。玉米籽粒的基部有果柄，但有时脱落，不连在籽粒上，在籽粒基部的果柄脱落处 呈褐色，这种 子 学是由于该部位存在基部褐色曾（或称基部黑色层） 。-)2-21 充分
12、成熟籽粒的基部褐色层色素累积，颜色明显因此可以作为种子成熟的重要标志。玉米籽粒的形态在类型和品种之间存在很大差异，而且同一果穗上的种子，由于着生部位不同其籽粒大小及粒形的差异也很显著。玉米籽粒的颜色有多种，总的可分为白色系统、黄色系统及紫色（一， f 二）系统三类。玉米的角质胚乳和粉质胚乳中淀粉粒具不同的 图 22l 玉米形态，角质胚乳中的淀粉粒为多角形，而粉质胚乳（一）籽粒外形 1花柱遗迹 2果皮 3果 7（二）籽粒纵剖面 1果皮 2种皮 3胚乳中的淀粉粒呈球形。分 4胚乳的粉质部分 5盾片 6j（四）荞麦 荞麦的籽粒为瘦果（图 222） ，略 胚芽 8维管束 9胚根 10根鞘呈三棱形，果实
13、基部留存五裂花萼，果实内部仅含 褐色层1 粒种子。果皮深褐色或黑褐色，较厚，包括外表皮、皮下组织、柔组织、内表皮四层。种皮很薄，为呈黄绿色的透明薄膜组织，包括表皮和海绵柔组织两逼重耄鋈蒌奏二部分，其下为发达的内胚乳，细胞中富含淀粉，淀粉 粒多角形。养麦种子的胚很大，属于胚乳与子叶均发达的类型，种胚位于种子中央，被内胚乳所包被。子叶薄而大，扭曲，横断面呈“S”形。（五）大豆大豆为无胚乳种子，仅包括种皮和胚 （一 1两部分（图 223）(hilum)发达，raphe)胚轴、胚 cha-耄冀雾霎占的比率很小，且不在一直线上。在种子侧面的种皮laza)以观察到脐 micropyle)脐条(raphe)
14、、内脐(cha_聚莲饕季雾霾三之三鼋冀laza)和发芽口(micropyle)等部位。大豆的种皮因品 【二）种不同而有多种颜色。一般品种为黄色，种皮上常易产生裂缝，保护性能较差。种皮由角质层、栅状细胞、柱状细胞、海绵细胞等多层细胞组成。栅状细胞为狭长的大型细胞，排列很紧密，细胞内含有色素，此层 图 2-22 荞麦细胞的靠外端部分若发生硬化，就不易透过水分而使（一）籽粒外形 1发芽口2果皮 3：果脐 1种子成为硬实，该部位的物理性质和化学成分常与其（二）：蓦面 1果皮 2种皮 3子叶 4内 I他部分有所差异，在显微镜下观察可看到一条明亮的 胚乳 5胚根 6胚芽 7子房腔 l线。因此，这一部位称之
15、为明线。柱状细胞（或称骨状石细胞）体积很大，亦仅有一列细胞，其排列方向与栅状细胞相同。海绵细胞层由 7-8 列细胞组成，横向排列，细胞壁很薄，组织疏松，有很强的吸水力，一接触到水分， 就迅速吸水而使种皮在很短的时间内膨胀。种皮以内是内胚乳遗迹，此层亦称蛋白质层，成薄膜 状包围着种胚。图 2-24 为蚕豆种子结构。第二章种子生物学和生理生化基础 I：囝（一） （二） （三）t=；=-1呶 ： 堑 4 型座？92主 5，j 咽 6 暑J：？ 。黔：k?寸二二誓-卫（一） （二） （三）（四）图 2-23 大豆 图 2-24 蚕豆（一）种子外形 1种皮 2内脐 3脐条 4脐 5 （一）种子外形正面 1种皮 2脐 3脐褥发芽口 6胚根所在部位 （二）种子外形侧面 1种皮 2发芽口 3脐（二）剥去种皮的种子 1子叶 2胚根 （三）种子纵剖面（去种皮） 1子叶 2胚芽 3胚轴（三）种子纵剖面 1表皮 2明线 3栅状细胞 4. 4胚根柱状细胞（骨状石细胞） 5海绵柔组织 6内胚乳残物（六）花生花生与大豆虽同属豆科作物，但种子形态、种皮色泽和种皮结构均存 在显著差 I 异（图 2-25） 。花生种子表面有一薄层种皮，呈肉色至粉红色，其上分布许多维管 束。花生种皮与一般豆科植物不同，不存在栅状细
