休眠(植物)

植物體或其器官在發育的某個時期生長和代謝暫時停頓的現象;通常特指由內部生理原因決定,即使外界條件(溫度、水分)適宜也不能萌動和生長的現象。種子、莖(包括鱗莖、塊莖)、塊根上的芽都可以處於休眠狀態。

休眠(植物)

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植物體或其器官在發育的某個時期生長和代謝暫時停頓的現象;通常特指由內部生理原因決定,即使外界條件(溫度、水分)適宜也不能萌動和生長的現象。種子、莖(包括鱗莖、塊莖)、塊根上的芽都可以處於休眠狀態。
意義 植物生活在冷、熱、乾、濕季節性變化很大的氣候條件下,種子或芽在氣候不利的季節到來之前進入休眠狀態,可避免以生命活動旺盛、易受逆境傷害的狀態度過寒冷、乾旱等嚴酷時期。因此,對於高緯度冬季寒冷的地區和低緯度旱季缺水的地區,休眠都有重要的適應意義。
種子休眠 許多植物種子脫離母體後即使有良好條件也不能萌發。原因有幾種:①種皮結構特殊,不透水和氣,胚不能吸漲,因而不能進入活躍狀態;②果皮或胚中有抑制萌發的物質存在;③胚未發育完全,或某些生理生化過程尚未完成。
蒼耳、車前草和野燕麥的種子不能萌發是由於其種皮不透氣;豆科植物種子中的“硬實”不能萌發,是由於吸水和透氣困難。
抑制種子萌發的物質包括:芳香油(如萜烯醇等);有機酸(如水楊酸、阿魏酸等)和生物鹼(如咖啡鹼)。這些抑制萌發物質存在於子葉、胚乳、種皮或果汁內。如西瓜、蕃茄的果實中就有萌發抑制劑,種子只有脫離果實後才能萌發。蘋果種子的胚乳中有萌發抑制劑。將胚與胚乳分離,胚很快就能萌發。當種子內的萌發抑制劑由於內因或外因而濃度下降時,種子萌發不再受抑制,甚至被促進。這種休眠類型有一定的生態意義。例如沙漠植物的種子往往含有萌發抑制劑。種子只有經過降雨淋洗掉抑制劑之後才能萌發。這就保證了種子不致在缺水條件下萌發而死亡。
人參、銀杏等的種子從母體脫落時,胚並未發育完全,某些木本植物的種子在收穫時,形態已經成熟,生理上則尚未成熟。這兩類種子在能萌發之前,都要經過一段時間完成形態的或生理的後熟作用。對生理後熟可採用層積法(或稱濕潤低溫砂藏法)即將種子與濕砂分層堆積在間歇低溫下處理一定時期,使其發生一系列生理變化,促進後熟,解除休眠。
芽休眠 使芽進入休眠的外因是環境因子的季節性變化,特別是溫度和日長。溫帶植物的芽在冬季到來之前進入休眠狀態,以抵禦低溫。但是誘導植物休眠的環境信號往往不是低溫,而是低溫到來之前逐漸縮短的日長。感受休眠信號的器官是葉子,而反應發生在苗端或芽上。有些植物如番紅花、水仙、浙貝母、橡膠草和仙客來等不在冬季休眠,而在夏季休眠。在夏季到來之前,這些植物落葉,芽進入休眠狀態。夏季休眠是這些植物對原產地夏季乾旱炎熱的適應,這種特性已成為一種固有節律,即使種植在夏季雨量充沛的地方,它們也依然按時進入休眠。
休眠芽的形態特徵是節間短,外被數層鱗片。鱗片能防止失水和限制氧氣進入。休眠芽中貯藏物質增多,水分減少,原生質膠體性質發生變化,代謝活動鈍化;同時還合成某些特殊物質(如激素和生長抑制劑等);核酸、蛋白質和膜的成分也發生變化。
休眠的調節 1963年英國人P.F.韋爾林從歐亞槭中首次分離出能誘導芽休眠的化合物,稱之為休眠素。後來證明它與美國人F.T.阿迪科特1963年分離出的促進植物器官脫落的脫落素是同一化合物,統一命名為脫落酸(ABA)。 脫落酸存在於休眠的或即將進入休眠的器官中,其濃度隨休眠解除而下降。脫落酸維持芽休眠的作用可被赤黴素(GA)抵消。
生產上,可用一些化學物質或物理處理來打破、誘導或延長休眠。例如用赤黴素和二氯乙醇蒸汽(用於果樹)可以打破休眠。有的植物整株或一部分短時間(15秒)浸入溫水浴(40~50℃)就可打破休眠。層積、磨損種皮、硫酸處理等方法用於多種休眠種子的播前處理。脫落酸可用來誘導休眠。順丁烯二醯肼(亦稱馬來醯肼或青鮮素,簡稱MH)可延長馬鈴薯、洋蔥和大蒜的休眠期,有利於貯存。

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