多數(shù)種子可耐干燥而不失生命力,得以逃避惡劣的環(huán)境,在繁殖過程中又通過遺傳特性的排列組合,增加后代變異,以適應新的環(huán)境。在植物界,相對于苔蘚類與蕨類植物,裸子與被
子植物之所以能更為擴散,憑借的利器就是種子。
為了繁衍后代,種子在成熟期間會蓄積養(yǎng)分,提供幼苗初期生長所需。這個特性讓人類學會播種,從而發(fā)展出以農(nóng)業(yè)為根基的文明。現(xiàn)在占全球耕地面積約45% 的禾谷類、約16% 的油料類、約16% 的豆類以及約3% 的蔬菜類等,這些作物大多用種子來播種生產(chǎn),除了蔬菜,這些作物也常以種子的形態(tài)供人類食用。
以上所提兩個方向就是本書撰寫的著眼處。
作者1974 年在臺灣大學農(nóng)藝學研究所碩士班選讀陳炯崧教授的種子學,開始接觸到種子科技。修習博士學位時有較長的時間將科茲洛斯基(Kozlowski)的《種子學》(Seed Biology)上、中、下三冊讀過一遍,也鉆研了不少第一手學術論文,因此任職臺灣大學之初就得以接棒講授種子學概論。
種子學兼顧學術與實用,作者三十多年的研究領域涵蓋種子發(fā)芽、休眠、壽命、生態(tài)與種子清理、檢查,后來又及于品種權、種源權、基因改造種子管理等相關議題。《種子學》的寫作始于1996 年,不過正式撰稿則在2009 年再次休假時展開,因工作的關系,作者直到退休前兩年才較能專注,終于在今年5 月將書稿委交臺灣大學出版中心編輯出版。
種子學領域浩瀚,非一人所能盡。本書只能以講授內(nèi)容作為骨架,然后多方涉獵文獻予以增添。近年來分子生物學方面的論文較多,因非作者所長,也因篇幅與時間的限制,僅選擇若干重要的研究成果加以介紹,各方遺珠就另待高明。早期撰寫時,作者并沒有考慮到出版時
引用的問題,未能即時記錄文獻,雖然正式撰稿時盡量搜尋,仍有部分出處無法找到。即使如此,所參考著作仍有444 筆之多,提供讀者做進一步的探討。
生物本就多樣,許多學說的形成都是先由少數(shù)物種甚或品種通過試驗而得,再擴及其他品種或物種,在這樣的觀念探索過程中,學者逐漸對生物界的秩序加以歸類。然而再怎樣歸類,例外總是會出現(xiàn),此現(xiàn)象在種子科學上更為普遍,在閱讀本書時宜加注意。也由于種子科技的研究對象植物涵蓋甚廣,為了便于閱讀,六百多種植物在正文都使用俗名,其拉丁學名則以對照表的形式附于書后。植物名稱在單引號之內(nèi)者為品種名稱,少數(shù)微生物或動物則直接將拉丁學名書于文中。
科技書籍頗多外來專有名詞,首次出現(xiàn)時會附加原文,其后出現(xiàn)則省略之。有些外文名詞,特別是機構名稱習慣上會用縮寫,也是首次出現(xiàn)時掛上原文,其后就以縮寫代之,需要時請參考縮略詞對照表。正文所附的圖表大抵來自期刊或?qū),為方便閱讀,圖表的出處統(tǒng)一附于書末。由于原始圖片取得不易,因此多半由PDP 檔案或者通過掃描復制,制版時容有不清晰之處,還請多包涵。至于書中難免有錯謬之處,自是作者無所辭的責任。
感謝以下諸君與單位無償提供圖片檔案:臺灣大學的馮丁樹教授、黃玲瓏教授,“中央”研究院的簡萬能博士與沈書甄小姐,屏東科技大學的楊勝任教授與彭淑貞講師,“科技部”周玲勤副研究員,烏拉圭潘帕(Pampa)聯(lián)邦大學的克里斯蒂安—卡薩格蘭德·德納。–ristianeCasagrande Denardin)教授,英國倫敦大學的格哈德·勒伯納(Gerhard Leubner)教授,美國華盛頓州立大學的琳達·喬克—斯科特(Linda Chalker-Scott)副教授,以及“中央”研究院植物暨微生物研究所、國際農(nóng)業(yè)和生物科學中心(CAB International)、生物學家聯(lián)盟(Thecompany of Biologists Ltd)、約翰威利出版公司(John Wiley and Sons)、自然出版集團(NaturePublishing Group)、牛津大學出版社(Oxford University Press)、試驗生物學協(xié)會(Society forExperimental Biology)等。感謝陳函君小姐協(xié)助繪圖,羅振洋先生協(xié)助處理版權事宜,臺灣大學出版中心的曾雙秀小姐與蔡忠穎先生協(xié)助本書的出版。臺灣大學圖書館電子期刊資源還算不少,大大減少了撰寫時所花費的時間,也一并致謝。
最后作者要多謝師長、同人、農(nóng)業(yè)界先進以及研究生的提攜、指導與切磋。已故雙親的養(yǎng)
育,以及愛妻淑媛的扶持,讓我得以安心地工作,在此致上最深的感恩。
郭華仁
2015 年9 月10 日
第1 章 種子的構造 1
第一節(jié) 種子的定義 1
第二節(jié) 胚珠形態(tài)與種子形態(tài) 4
第三節(jié) 種子內(nèi)部結構的歸類 6
第四節(jié) 種被 9
第五節(jié) 胚乳 16
第六節(jié) 胚 19
第2 章 種子的化學成分與物理特性 25
第一節(jié) 種子儲藏養(yǎng)分及其分布 25
第二節(jié) 碳水化合物 28
第三節(jié) 蛋白質(zhì) 31
第四節(jié) 脂質(zhì) 39
第五節(jié) 其他成分 43
第六節(jié) 種子的物理特性 50
第3 章 種子的發(fā)育與充實 55
第一節(jié) 胚與儲藏組織的發(fā)育 55
第二節(jié) 種子的干重累積 59
第三節(jié) 淀粉的合成與組裝 65
第四節(jié) 油脂的合成與組裝 67
第五節(jié) 儲藏性蛋白質(zhì)的合成與組裝 69
第六節(jié) 種子發(fā)育與植物激素 71
第七節(jié) 環(huán)境因素與種子充實 75
第4 章 種子的發(fā)芽 79
第一節(jié) 發(fā)芽的定義 79
第二節(jié) 發(fā)芽的測量與計算 82
第三節(jié) 種子苗的形態(tài) 86
第四節(jié) 溫度與種子發(fā)芽 91
第五節(jié) 水與種子發(fā)芽 94
第六節(jié) 氧氣與種子發(fā)芽 99
第七節(jié) 蛋白質(zhì)的分解與轉運 101
第八節(jié) 碳水化合物的分解與轉運 103
第九節(jié) 脂質(zhì)的分解利用 107
第十節(jié) 其他物質(zhì)的分解利用 109
第十一節(jié) 養(yǎng)分分解轉運的控制 110
第5 章 種子的休眠 117
第一節(jié) 休眠的定義 117
第二節(jié) 休眠的類型 118
第三節(jié) 溫度與種子休眠 124
第四節(jié) 光與種子休眠 129
第五節(jié) 休眠的形成 137
第六節(jié) 休眠種子的發(fā)芽 141
第七節(jié) 休眠的機制:激素理論 145
第八節(jié) 休眠的機制:氧化理論 149
第九節(jié) 休眠的遺傳與演化 151
第6 章 種子的壽命 154
第一節(jié) 種子的壽命 154
第二節(jié) 正儲型種子的儲藏壽命 157
第三節(jié) 正儲型種子的老化與死亡 165
第四節(jié) 異儲型種子 168
第五節(jié) 中間型種子 170
第六節(jié) 異儲型種子為何無法耐受干燥 171
第7 章 種子生態(tài)學 175
第一節(jié) 野生植物的種子繁殖策略 175
第二節(jié) 種子的散播 176
第三節(jié) 土中雜草種子庫 182
第四節(jié) 土中種子的休眠與萌芽 186
第五節(jié) 種子生態(tài)與雜草管理 194
第8 章 種子產(chǎn)業(yè)與種子法規(guī) 198
第一節(jié) 國際種子產(chǎn)業(yè) 198
第二節(jié) 植物知識產(chǎn)權 204
第三節(jié) 種子管理法規(guī) 210
第9 章 種子的生產(chǎn) 214
第一節(jié) 種子的繁殖系統(tǒng) 214
第二節(jié) 種子的繁種制度 216
第三節(jié) 采種田的選擇 217
第四節(jié) 采種田的管理 219
第五節(jié) 種子的采收 224
第六節(jié) 其他 226
第10 章 種子的清理調(diào)制與儲藏 231
第一節(jié) 種子的質(zhì)量 231
第二節(jié) 種子的干燥 232
第三節(jié) 種子的預備清理 233
第四節(jié) 種子的基本調(diào)制 234
第五節(jié) 種子的精選 236
第六節(jié) 種子的處理 239
第七節(jié) 種子的儲藏 247
第11 章 種子的檢驗 251
第一節(jié) 種子檢驗概觀 251
第二節(jié) 取樣 254
第三節(jié) 容許度與異質(zhì)度 257
第四節(jié) 種子含水率測定 260
第五節(jié) 凈度分析 261
第六節(jié) 品種檢測及純度檢測 263
第七節(jié) 發(fā)芽檢測 270
第八節(jié) 活度生化檢測 275
第九節(jié) 發(fā)芽能力有關的其他檢測 280
第十節(jié) 種子活勢檢測 281
第十一節(jié) 種子健康檢測 289
第十二節(jié) 基因改造種子檢測 291
第12 章 種原庫的種子技術 294
第一節(jié) 植物種原保育 294
第二節(jié) 種原庫作業(yè) 296
引用文獻 306
縮略詞 332
植物名稱 337
圖表出處 347