Wenn ein Samen keimt, nimmt er das embryonale Wachstum wieder auf. Dies setzt korrekte Umgebungsbedingungen voraus. Die Temperatur muss optimal sein, während ausreichend Wasser und Sauerstoff zur Verfügung stehen müssen. Samenruhe tritt auf, wenn ein lebensfähiger Samen trotz notwendiger Umgebungsbedingungen nicht keimen wird. Primärruhe ist der Begriff, wenn das Saatgut bereits im Ruhezustand aus der Pflanze freigesetzt wird. Dies unterscheidet sich von der Sekundärruhe, wenn der Samen nach der Freisetzung aufgrund von Umweltfaktoren ruhend wird.
Samen können entweder primäre oder sekundäre Domancy erfahren.Ursachen der primären Ruhe
Die beiden Arten der primären Ruhephase werden als Embryo-Ruhephase und durch Fell verursachte Ruhephase bezeichnet. Die Embryonenruhe wird durch eine inhärente Eigenschaft des Embryos verursacht, meist Wachstumsinhibitoren oder Mangel an Wachstumsenzymen. Die durch das Fell verursachte Ruhe wird durch das Samenfell verursacht. Andere einschließende Gewebe wie Endosperm, Perikarps oder extraflorale Organe können eine durch das Fell verursachte Ruhephase verursachen. Es gibt fünf grundlegende Mechanismen, die eine durch das Fell verursachte Ruhephase verursachen. Diese Mechanismen sind mechanische Einschränkungen, Sauerstoffundurchlässigkeit, Wachstumsinhibitoren und blockierte Wasseraufnahme.
Mechanische Einschränkung
Während der Keimung dringt die Keimwurzel (der Teil des Embryos, der sich in die Primärwurzel verwandelt) normalerweise in die Samenschale ein. In einigen Fällen der Ruhe ist der Samenmantel jedoch zu starr, um zu brechen. Eine häufige Ursache für mechanische Zurückhaltung ist die Verholzung. Dies bedeutet, dass die Zellwand nach Angaben der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen mit Lignin imprägniert wurde. Lignin ist ein amorphes Material, das aus Phenylpropanoidverbindungen besteht. Nicht verholzte Gewebe können auch die Embryonalexpansion unterdrücken. Zum Beispiel kann das Endosperm von Salatsamen die Keimung verhindern. Es kann erforderlich sein, dass zellwandabbauende Enzyme das Endosperm schwächen, um die Keimung zu ermöglichen.
Sauerstoffundurchlässigkeit
Experten glauben, dass Samenschalen die Keimung hemmen können, indem sie den Sauerstoff auf den Embryo beschränken, so Plant Physiology Online. Studien haben gezeigt, dass eine Infusion von Sauerstoff die Keimung eines zuvor ruhenden Samens bewirken kann. Dies wurde erreicht, indem die Samenschale mit konzentriertem Sauerstoff behandelt wurde oder indem ein kleines Loch mit einer Nadel in die Schale gebohrt wurde, wodurch der Zusammenhang zwischen Sauerstoffdurchlässigkeit und Ruhezustand nachgewiesen wurde. Ein Artikel im Journal of Experiment Botany legt jedoch nahe, dass die Sauerstoffdurchlässigkeit für einige Samen möglicherweise kein Faktor ist. Über den Zusammenhang zwischen der Rolle von Sauerstoff in der Ruhephase ist noch viel Unbekanntes bekannt.
Wachstumsinhibitoren
Wachstumsinhibitoren können auch die Ursache der Ruhe sein. Diese Enzyme verhindern das Keimen eines Samens. Samenmäntel und Fruchtblätter können einen hohen Anteil an Wachstumshemmern enthalten, die die Keimung unterdrücken. Auch die Samenschale kann das Entweichen von Wachstumsinhibitoren verhindern, die eine Samenruhe verursachen.
Wasserundurchlässigkeit
Die Unfähigkeit, Wasser zu absorbieren, ist eine weitere mögliche Ursache für die Samenruhe. Wachsartige Nagelhaut, suberisierte Schichten und verholzte Skleriden können zur Wasserundurchlässigkeit beitragen. Diese Art der Ruhe ist bei Pflanzen in ariden und semiariden Umgebungen üblich.
Embryo-Ruhezeit
Die Embryo-Ruhezeit unterscheidet sich von der durch das Fell verursachten Ruhezeit, da sie nicht auf Faktoren zurückzuführen ist, die mit der Samenhülle zusammenhängen. Eine Studie der American Society of Plant Biologists ergab, dass Wachstumsinhibitoren, insbesondere endogene Abscisinsäure (ABA), eine Embryonenruhe verursachen können. Das Fehlen von Wachstumsförderern wie Giberellinsäure (GA) kann laut Plant Physiology Online auch zu einer Embryonenruhe führen.
