种子萌发起始于水分吸收(吸胀),结束于胚轴的伸出,通常是胚根突破周围结构。胚轴突破周围结构也被称为“可见萌发”,此时,种子已经完成萌发。萌发(germination)的术语通常被用来表示它的完成,例如,“50%的萌发”表示一个种子批中50%的种子已经萌发。狭义的萌发(sensu stricto germination)不包括幼苗生长,“萌发的幼苗(germinating seedling)”的术语具有明显的错误。萌发有时也被种子检验员称为从土壤中出苗,因为他们的兴趣在于检测幼苗的建成。一个更为准确的术语是“出苗(seedling emergence”或者是“成苗(seedling establishment)”。在新生幼苗中发生的事件,例如主要贮藏物的动员,也不属于萌发的内容,它们是萌发后的事件。
1种子萌发过程中的重要生理变化
当具有生活力的干燥种子吸收水分时,一系列的事件被启动,最终引起胚通常是胚根的伸出,表明种子已成功地完成萌发。种子萌发过程中发生的细胞变化是复杂的,当吸胀时,代谢活性迅速增加,由成熟干燥和干燥种子时氧化所引起的结构伤害被恢复,基本的细胞活性被重新激活,胚为出苗和随后的早期幼苗生长作好准备。
2 吸胀作用
种子萌发通常被描述为一个由3个阶段所组成的过程,随着水分吸收开始(阶段I,吸胀作用),重新开启代谢过程(阶段II),胚根突破周围结构完成萌发(阶段III)。干燥种子具有非常低的水势,能使水分迅速地进入。由于这个过程被衬质势(matrix potential)所驱动,吸胀作用也在死种子中发生。水分吸收的动力学受种子结构的影响,水分不可能均等地进人种子的所有部位。最初,吸胀作用引起衬质例如
细胞壁和细胞内的贮藏多聚物的水合。水分吸收随着时间的延长而增加是种子内水合细胞数量的增加,而不是所有细胞水合作用一致增加的结果。利用质子
核磁共振微成像(proton nuclear resonance micro-maging)技术能够检测到吸胀过程中的水合模式。在烟草种子中,水分首先到达珠孔端胚乳和胚根的顶部,使该区域的
代谢作用迅速恢复。许多其他的植物种子包括小麦种子也是通过珠孔发生类似的水分吸收模式;但也有例外,例如西部白松,种子合点端的
子叶是最先水合的部位。在吸胀过程中,种子迅速膨胀,其大小和形状也发生变化。