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第三節 稻種萌發過程中的呼吸類型與形態建成

稻種谷粒萌發是一個由休眠到活躍生長的過程。種子萌發時,有機物的分解、運輸和重組過程都需要能量,器官的生長也需要能量,所以,種子萌發時呼吸的強弱和類型都會影響到其他生理過程。

在浸種18~24個小時后,種子膨脹,但因胚根未能突破種皮,種皮限制著種子內外的氣體交換,此時的呼吸強度穩定在很低的水平上;發芽第2天,胚根伸出,氧氣供應充足,呼吸強度劇增;第3天胚芽伸長,呼吸強度繼續增強。

在種子萌發過程中,不僅呼吸強度不同,呼吸類型也有所改變。在種子萌發后24小時內,種子吸氧較少,呼吸熵大于1,說明此時主要是無氧呼吸;36小時以后,又轉為以有氧呼吸為主。根據稻種在萌發時的代謝特點,可將萌發分為兩個性質不同的階段。

(1)第一階段:從吸脹到露白。

這時的主要問題是水分,由于種皮沒有突破,此時不論有氧還是無氧,都以無氧呼吸為主,呼吸酶以脫氫酶為主,胚芽生長所需的能量是由無氧呼吸供給的,所需的物質主要靠胚部貯藏的物質轉運而來。露白后,幼胚中的胚芽鞘和胚根鞘等既成器官的生長,主要是細胞的生長,在有氧和無氧條件下都可進行,但在無氧條件下比在有氧條件下生長要更快而且更持久。

(2)第二階段:從露白到真葉生長。

種子露白后,種皮已被突破,無種皮限制時,外界的氧氣能暢通地進入種子內,此時呼吸類型又轉為有氧呼吸,呼吸酶又增加了末端氧化酶。胚根和真葉生長所需的能量是由有氧呼吸供給的,所需的物質來自胚乳的貯藏物。如果這時期缺氧,則胚乳內的淀粉酶活性很低,淀粉不易分解,養分不足,所以形成的器官就小且生長慢,即胚根和真葉生長受阻。而在氧氣充足的條件下,呼吸作用強,酶非常活躍,產生的能量和物質就多,有利于壯根壯芽。

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