第二章种子生物学和生理生化基础 本章教学时数：10学时（第3-12讲） 第三节种子化学成分及其利用 (第6、7讲) 一、种子的主要化学成分及其分布 种子含有各种化学成分，但按其主要化学成分状况及用途，可以 分为粉质种子、蛋白质种子和油质种子三大类。不同类型种子的淀粉、 蛋白质和脂肪的含量差异非常悬殊。粉质种子（如一般禾谷类种子和 养麦)具有发达的胚乳，大部分化学成分贮存在胚乳内：而蛋白质种 子（豆类）及油质种子（范围广泛，包括许多科）一般具有发达的子叶， 绝大部分化学成分贮存在子叶内。 (一)种子的主要化学成分 种子的化学成分包括许多种类，除了水分和主要营养成分蛋白、 淀粉和脂肪以外，还含有少量的矿物质、维生素、酶及色素等物质。 各种化学成分的含量不仅在作物品种之间存在很大差异，而且因气 候、土壤及栽培条件的影响而有很大变化。但在正常稳定的条件下 同一品种的化学成分变动的幅度较小。 种子的化学成分和种子的许多物理性质及种子品质有密切关系。 例如糙米的蛋白质和灰分含量(%)与种子的千粒重、比重、容量呈显 著的负相关，而糖类则与这些性质及种子的大小呈显著的正相关
表2.6作物的化学成分含量(%) 蛋白质碳水化合物脂肪 纤维素灰分 水稻 13.0 8.0 68.2 1.4 6.7 2.7 玉米 15.0 9.9 67.2 2.2 1.3 小麦 15.0 11.0 68.5 1.9 1.9 17 大麦 15.0 9.5 67.0 2.1 4.0 2.5 蕉麦 8.9 9.6 62.2 7.2 8.7 3.1 思麦 10.0 12.3 71.7 17 20 高粱 10.0 10.2 70.8 3.0 3 1.7 糙米 10.0 9.7 76.6 1.7 1. 9 11.7 64.2 3.3 8.1 3.4 养麦 9.6 11.9 63.8 2.4 10.3 2.0 大豆 10.0 36.0 26.0 17.5 5 5.5 绿豆 15.1 22.3 56.0 1.1 1.6 4.0 蚕豆 11.8 25.0 53.0 1.6 3.0 7.1 豌豆 11.8 25.0 53.6 1.6 7 莱豆 10.2 30.0 50.0 28 3.8 3.2 芝麻 20.3 12.1 58.6 60 向山葵（仁）5.6 30.4 12.6 4.7 2.7 4.4 亚麻 6.2 24.0 24.0 35.9 6.3 3.6 大麻 8.0 21.0 20.0 30.0 15.0 3.5 棉籽（仁）6.4 39.0 14.8 33.2 22 1.4 花生（仁）8.0 26.0 22.0 39.2 2.0 2.5 (二)种子化学成分的分布 种子的化学成分分布很不平衡
表2.7水稻种子各部分化学物质的分布(%) 稻谷 米 米裤 谷壳 水分 12.0 122 12.4 11 蛋白质 7.2 6 13.2 39 淀粉 56.2 76 - 煎糖 3.2 3.9 38.7 25.8 糊精 1.3 1.8 纤维素 10.0 0.2 14.1 40.2 脂肪 1.9 1.0 10.1 13 矿物质 5.8 1.4 11.4 17.4 表2.8小麦种子各部分化学物质的分布(%) 子部 承量 分 分比 蛋白质 淀粉 袖分 纤维素 戊聚袖 脂肪 灰分 全粒 100.0016.06 63.07 1.32 2.76 8.10 2.21 2.18 m乳81.612.9178.823.540.15 2.72 0.68 0.45 胚 3.24 41.30 025.122.46 9.74 15.04 0.32 麸皮、糊 15.4828.75 01.1816.2035.657.7810.51 粉层 ☆禾谷类作物种子各部分化学成分的分布的共同特点： 1.胚中含有丰富蛋白质和脂肪，以及较多的可溶性多糖，易于 被微生物浸染和仓虫危害。 2.胚乳中含有整个种子全部淀粉和大部分的蛋白质，是种子营 养物质的储藏库。是种子萌发到形成具备自养能力之前的养分来源。 胚乳外层糊粉层中含有大量的糊粉粒，含有丰富的P、脂肪和灰份， 是胚乳中具有生命的组织。 3.皮层是种子保护组织，含有大量的纤维素和灰份，具有较强 的韧性和强度。 ☆所有农作物共同点： 1.作为保护组织的皮层含有较多纤维素和灰分。 3
作为养分储藏组织的胚乳或子叶含有大量的该类种子的主要储 藏物质。禾谷类主要为淀粉，豆类主要是蛋白质，油料主要是脂肪。 2.种胚除了具有较多的结构Pr外，还有较多脂肪、灰分和糖 分。 二、种子水分 水分既是种子内部新陈代谢作用的介质，又是各种生理生化变化 的参与者。种子的物理性质和生化过程都与水分的状态和含量有密切 关系。 (一)种子水分的存在状态 种子中水分有两种存在状态：一是自由水，另一是束缚水。前者 是指不被种子中胶体所吸附而能自由流动的水，具普通水的性质，可 作为溶剂，在0℃能结冰，易从种子中蒸发出去；后者是指被紧紧吸附 在种子胶体表面，不能自由流动的水，不具普通水性质，0℃下不结冰， 不作溶剂且不易蒸发。 临界水分：种子内部一系列生命活动必须在自由水存在下才能进 行。当种子只含束缚水时，由于缺乏溶剂，酶类钝化，种子新陈代谢及 其微弱：当自由水出现，种子酶类开始活化，这个转折点，即自由水刚 出现时的种子含水量。 安全水分：通常把低于临界水分种子能安全贮藏的种子含水量。 种子贮藏的安全水分因作物种类而不同，一般禾谷类种子在12-14%， 油料作物因含油量不同而差异很大(8-10%)。安全水分同时也受温度 的影响。 (二)种子平衡水分及其影响因素 1.平衡水分的概念种子水分随着吸附与解吸过程而变化。当吸 附过程占优势时，种子水分增高：当解吸过程占优势时，种子水分降 低。如果将种子放在固定不变的温湿度条件下，经过相当时间后，种 子水分就基本上稳定不变，亦即达到平衡状态，种子对水气的吸附和 解吸以同等的速率进行，这时的种子水分，就称为该条件下的平衡水 4
分。由于种子具有吸湿性，所以能将种子水分调节到与任一相对湿度 达到平衡时的含水量，在一定的温度下，可绘成吸湿平衡曲线，用以 表示在任一相对湿度条件下的种子水分。 表2.9大田作物种子与不同相对湿度平衡时的近似水分 (%:室温25℃；Harrington,,1960) 作物 相对湿度(%) 15 30 45 60 75 90 100 6.8 9.0 10.7 12.6 14.4 18.1 23.6 普通小麦 6.3 8.6 10.6 11.9 14.6 19.7 25.6 大麦 6.0 8.4 10.0 12.1 14.4 19.5 26.8 其麦 5.7 8.0 9.6 11.8 13.8 18.5 24.1 玉米 6.4 8.4 10.5 12.9 14.8 19.1 23.8 养麦 6.7 9.1 10.8 12.7 15.0 19.1 24.5 大豆 43 6.5 7.4 9.3 13.1 188 亚麻 4.4 5.663 7.910.0 15.2 21.4 吸湿平衡曲线（图2.1）是一个S形曲线，由三个明显的阶段组成， 这三个阶段表明水分吸收和解吸的不同情况。 20 18 第一阶段 Ⅱ第二阶段 Ⅲ第三阶段 相对湿度(%) 图2.16吸湿平衡曲线(L.0.Copeland,.2001) 阶段I表明种子胶体和水分十分牢固地结合在一起，这种水分 般不能从种子中蒸发出去。阶段Ⅱ的情况，对大多数种子来说，是用 直线表明相对湿度与种子水分之间的平衡关系。阶段Ⅱ中靠上端的那