Mikä on ensisijainen lepotila?

Kun siemen itää, se jatkaa alkion kasvua. Tämä edellyttää oikeita ympäristöolosuhteita. Lämpötilan on oltava optimaalinen, kun taas vettä ja happea on oltava saatavilla. Siementen lepotila tapahtuu, kun elinkelpoinen siemen ei itää tarvittavista ympäristöolosuhteista huolimatta. Ensisijainen lepotila on termi, jolloin siemen vapautuu kasvista jo lepotilassa. Tämä eroaa toissijaisesta lepotilasta, kun siemen muuttuu lepotilaan vapautumisen jälkeen ympäristötekijöiden vuoksi.

Kahta ensisijaisen lepotilan tyyppiä kutsutaan alkion lepotilaan ja takin aiheuttamaan lepotilaan. Alkion lepotila johtuu alkion luontaisesta ominaisuudesta, useimmiten kasvun estäjistä tai kasvuentsyymien puutteesta. Päällysteen aiheuttama lepotila johtuu siemenkerroksesta. Muut ympäröivät kudokset, kuten endospermi, perikarpit tai ulkokukkaelimet, voivat aiheuttaa takin aiheuttaman lepotilan. On viisi perusmekanismia, jotka aiheuttavat takin aiheuttaman lepotilan. Nämä mekanismit ovat mekaaninen rajoitus, hapen läpäisemättömyys, kasvun estäjät ja estetty vedenotto.

Itämisen aikana radikaali (alkion osa, joka muuttuu ensisijaiseksi juureksi) tunkeutuu yleensä siemenkerrokseen. Joissakin lepotiloissa siemenkerros on kuitenkin liian jäykkä murtumaan. Mekaanisen pidätyksen yleinen syy on lignifikaatio. Tämä tarkoittaa, että soluseinä on kyllästetty ligniinillä, Yhdistyneiden Kansakuntien elintarvike- ja maatalousjärjestön mukaan. Ligniini on amorfinen materiaali, joka koostuu fenyylipropanoidiyhdisteistä. Nonlignifioidut kudokset voivat myös estää alkion laajenemisen. Esimerkiksi salaatin siementen endospermi voi estää itämisen. Soluseinää hajottavia entsyymejä voidaan tarvita heikentämään endospermiä itämisen mahdollistamiseksi.

Asiantuntijat uskovat, että siemenpäällysteet voivat estää itämistä rajoittamalla happea alkioon, Plant Physiology Onlinen mukaan. Tutkimukset ovat osoittaneet, että hapen infuusio voi aiheuttaa aiemmin lepotilassa olevien siementen itämisen. Tämä on tehty käsittelemällä siemenkerros väkevällä hapella tai tekemällä pieni reikä takki tapilla, mikä antaa todisteita hapenläpäisevyyden ja lepotila. Journal of Experiment Botany -lehden artikkeli kuitenkin viittaa siihen, että hapenläpäisevyys ei välttämättä ole tekijä joillekin siemenille. Hapen roolin välillä lepotilassa on vielä paljon tuntematonta.

Kasvun estäjät voivat olla myös lepotilan syy. Nämä entsyymit estävät siementä itämästä. Siemenkerros ja perikarppi voivat sisältää runsaasti kasvun estäjiä, jotka estävät itämistä. Myös siemenkerros voi estää kasvun estäjien pääsyn siementen lepotilaan.

Kyvyttömyys absorboida vettä on toinen syy siementen lepotilaan. Vahamaiset kynsinauhat, suberisoituneet kerrokset ja lignifioidut sclereidit voivat kaikki edistää veden läpäisemättömyyttä. Tämän tyyppinen lepotila on yleistä kasvien keskuudessa kuivissa ja puolikuivissa ympäristöissä.

Alkion lepotila eroaa takin aiheuttamasta lepotilasta, koska se ei johdu siemenkalvoon liittyvistä tekijöistä. American Society of Plant Biologists -tutkimuksen mukaan kasvun estäjät, erityisesti endogeeninen absissihappo (ABA), voivat aiheuttaa alkion lepotilaa. Kasvunedistäjien, kuten giberelliinihapon (GA), puuttuminen voi myös aiheuttaa alkion lepotilaa, Plant Physiology Online.