ВСХОЖЕСТЬ: СОСТАВ СЕМЕНИ, ПРОЦЕСС, ВИДЫ. - БИОЛОГИЯ - 2025

Прорастание это процесс , посредством которого содержание эмбрионов в семенах растений семенных растений развивается , чтобы привести к новой станции, и характеризуется выступом корня наружу семенным или плодовой оболочка.

В царстве растений сперматофиты - это группа растений, известная как «высшие растения», определяющей характеристикой которых является производство семян в результате их полового размножения, от которого оно и получило свое название, поскольку «сперма» по-гречески означает семена.

Прорастание двудольного растения (Источник: MAKY.OREL через Wikimedia Commons)

Группа сперматофитов состоит из цветковых растений или покрытосеменных и нецветковых растений или голосеменных, которые дают семена, заключенные в структуру, называемую «завязью» или голыми семенами соответственно.

Прорастание семени, независимо от его типа, можно понимать как набор последовательных шагов, в результате которых неподвижное или бездействующее семя с низким содержанием воды демонстрирует повышение его общей метаболической активности и начинает формирование семени. саженец из зародыша внутри.

Точный момент окончания прорастания и начала роста очень сложно определить, поскольку прорастание было определено как разрыв семенной оболочки, который сам по себе уже является результатом роста (деления и удлинения клеток). ,

На процесс прорастания влияет множество факторов, многие из которых являются эндогенными (жизнеспособность, степень развития эмбриона и т. Д.) И экзогенными (например, наличие воды, температура и состав атмосферы).

Структура семян

Семена покрытосеменных растений имеют относительно простую структуру, поскольку они состоят из зародыша (продукта оплодотворения яйцеклетки пыльцевыми зернами), окруженного покровом, известным как «зародышевый мешок», который также является результатом процесса оплодотворения.

Семенная оболочка известна как семяпочка и является продуктом развития внутренних покровов семяпочки. Эмбрион питается веществом, в которое он погружен, эндоспермом, который также может стать рудиментарной тканью у растений с семядолями.

Семядоли - это первичные листья, которые могут выполнять питательные функции для зародыша и могут заботиться о фотосинтезе проростка, который образуется при прорастании семян.

Количество запасного вещества в семенах сильно различается, особенно в отношении состава белков, жиров и углеводов. Однако основным запасающим веществом в семенах в большей или меньшей степени обычно является крахмал.

Эмбрион - это основная структура семени. Его можно рассматривать как «миниатюрное растение» и оно состоит из корешка, оперения или эпикотиля (над семядолями), одной или нескольких семядолей и гипокотиля (под семядолями).

Из корешка впоследствии формируется корень, который является подземной частью растения; эпикотиль позже будет главной осью стебля в надземной части; в то время как гипокотиль - это часть зародыша, которая объединяет корешок с оперением или эпикотилем, то есть соединяет стебель с корнем у взрослого растения.

Важно отметить, что в природе существует большое разнообразие семян, особенно в отношении размера, формы, цвета и общей структуры, не считая присущих им физиологических характеристик.

Процесс (этапы)

Все зрелые семена находятся в состоянии, известном как состояние покоя, в результате чего эти структуры размножения могут выдерживать длительные периоды, когда отсутствуют благоприятные условия, необходимые для прорастания.

Состояние покоя семян меняется на противоположное в присутствии воды с подходящим атмосферным составом и температурой (конечно, в зависимости от типа семян).

Прорастание после завершения периода покоя включает в себя процессы, общие для физиологии растений:

- дыхание

- впитывание воды

- превращение «еды» в растворимые вещества

- синтез ферментов и гормонов

- азотно-фосфорный обмен

- перемещение углеводов, гормонов, воды и минералов к меристемам и

- формирование тканей.

Однако физиологи растений определили три конкретных стадии, а именно: набухание, удлинение клеток и увеличение числа клеток (деление клеток), последнее зависит от различных генетических и молекулярных событий.

впитывание

Содержание воды в зрелых семенах значительно ниже, что способствует метаболической вялости внутренних тканей. Таким образом, первый шаг в прорастании семени - это поглощение воды, известное как набухание.

Набухание восстанавливает тургор эмбриональных клеток, которые ранее подвергались плазмолизу из-за небольшого размера их почти пустых вакуолей.

В первые часы этой стадии в семенах не наблюдается никаких химических изменений, а также активности, связанной с удлинением или удлинением клеточных стенок и т. Д.

Вскоре после этого гидратация тканей (при благоприятных условиях атмосферы и температуры) позволяет активировать органеллы и клеточные ферменты, особенно митохондрии. Эта активация также способствует синтезу гормонов и белков, необходимых для последующих событий.

Удлинение и увеличение количества клеток (деление)

После нескольких часов впитывания (в зависимости от степени высыхания семян) можно оценить удлинение клеток, принадлежащих корешку, что позволяет этой структуре расширяться и выходить из покрывающей ее поверхности.

Первые деления клеток происходят в меристеме корня, как раз в тот момент, когда корешок «ломает» покрывающую его ткань. В это время наблюдаются некоторые цитологические изменения, такие как более заметное появление ядра каждой клетки.

Этапы прорастания семени A. thaliana (Источник: Алена Кравченко через Wikimedia Commons)

Семенная оболочка или семенная оболочка пересекается или разрушается первичным корнем, который представлен корешком, после чего ось подсемядолей продолжает процесс удлинения. Семядоли остаются внутри семядолей во время этого процесса, независимо от типа прорастания.

Пока происходит этот процесс, питание эмбриональных клеток зависит от активности ферментов, ответственных за разложение углеводов и резервных жиров в эндосперме и / или семядолях, причем активность полностью зависит от предыдущего процесса впитывания.

Виды прорастания

Типы прорастания были определены в соответствии с судьбой семядолей, когда проросток формируется из зародыша. Двумя наиболее известными типами являются прорастание эпигеалов и прорастание гипогеалов.

Схема процесса прорастания семян гороха (Источник: Germination.svg: * Germination.png: Kat1992, производная работа: Begoonderivative работа: Begoon через Wikimedia Commons)

Эпигеальное прорастание

Он встречается у многих древесных растений, в том числе голосеменных, и характеризуется семядолями, выходящими из почвы, «выталкиваемыми» удлиненным эпикотилем.

Гипогеальное прорастание

Это происходит, когда семядоли остаются в подземной части, а эпикотиль растет прямо, и из него развиваются фотосинтетические листья. Это обычное явление для многих видов растений, например, клена, каштана и каучукового дерева.

Ссылки

1. Бьюли, JD (1997). Всхожесть семян и покой. Растительная клетка, 9 (7), 1055.
2. Коупленд, Л.О., и Макдональд, М.Ф. (2012). Принципы семеноводства и технологии. Springer Science & Business Media.
3. Nabors, MW (2004). Введение в ботанику (№ 580 N117i). Пирсон.
4. Шривастава, LM (2002). Прорастание семян, мобилизация запасов пищи и покой семян. Рост и развитие растений: гормоны и окружающая среда. Academic Press: Кембридж, Массачусетс, 447-471.
5. Таиз, Л., Зейгер, Э., Мёллер, И.М., и Мерфи, А. (2015). Физиология и развитие растений.
6. Тул, Э. Х., Хендрикс, С. Б., Бортвик, Х. А. и Тул, В. К. (1956). Физиология прорастания семян. Ежегодный обзор физиологии растений, 7 (1), 299-324.
7. Туан, Пенсильвания, Сан, М., Нгуен, Теннесси, Парк, С., и Айеле, Б.Т. (2019). Молекулярные механизмы прорастания семян. В проросших зернах (стр. 1-24). AACC International Press.