Wanneer een zaadje ontkiemt, hervat het de embryonale groei. Dit vereist de juiste omgevingscondities. De temperatuur moet optimaal zijn, terwijl er voldoende water en zuurstof beschikbaar moet zijn. Zaadrusting treedt op wanneer een levensvatbaar zaad niet zal ontkiemen ondanks noodzakelijke omgevingsomstandigheden. Primaire kiemrust is de term voor wanneer het zaad al in een slapende toestand uit de plant wordt vrijgegeven. Dit verschilt van secundaire kiemrust, wanneer het zaad slapend wordt nadat het is vrijgegeven vanwege omgevingsfactoren.
Oorzaken van primaire kiemrust
De twee soorten primaire kiemrust worden embryorust en door de vacht geïnduceerde kiemrust genoemd. De kiemrust van embryo's wordt veroorzaakt door een inherent kenmerk van het embryo, meestal groeiremmers of een gebrek aan groei-enzymen. Door de vacht veroorzaakte kiemrust wordt veroorzaakt door de zaadhuid. Andere omhullende weefsels, zoals endosperm, pericarps of extraflorale organen, kunnen door de vacht veroorzaakte kiemrust veroorzaken. Er zijn vijf basismechanismen die door de vacht veroorzaakte kiemrust veroorzaken. Deze mechanismen zijn mechanische beperking, zuurstofondoorlaatbaarheid, groeiremmers en geblokkeerde wateropname.
Mechanische beperking
Tijdens het ontkiemen dringt de kiemwortel (het deel van het embryo dat overgaat in de primaire wortel) meestal door in de zaadhuid. In sommige gevallen van kiemrust is de zaadhuid echter te stijf om te breken. Een veelvoorkomende oorzaak van mechanische fixatie is verhouting. Dit betekent dat de celwand geïmpregneerd is met lignine, aldus de Voedsel- en Landbouworganisatie van de Verenigde Naties. Lignine is een amorf materiaal dat bestaat uit fenylpropanoïde verbindingen. Niet-lignified weefsels kunnen ook embryonale expansie onderdrukken. Zo kan het endosperm van slazaden kieming voorkomen. Er kunnen celwandafbrekende enzymen nodig zijn om het endosperm te verzwakken om kieming mogelijk te maken.
Ondoordringbaarheid voor zuurstof
Experts geloven dat zaadvliezen de kieming kunnen remmen door zuurstof naar het embryo te beperken, volgens Plant Physiology Online. Studies hebben gesuggereerd dat een infusie van zuurstof de kieming van een voorheen slapend zaad kan veroorzaken. Dit is gedaan door de zaadhuid te behandelen met geconcentreerde zuurstof of door een klein gaatje in de vacht met een speld, waarmee het bewijs wordt geleverd voor het verband tussen zuurstofdoorlaatbaarheid en rustperiode. Een artikel in Journal of Experiment Botany suggereert echter dat zuurstofdoorlaatbaarheid voor sommige zaden mogelijk geen factor is. Er is nog veel onbekend over het verband tussen de rol van zuurstof in de kiemrust.
Groeiremmers
Groeiremmers kunnen ook de oorzaak zijn van kiemrust. Deze enzymen voorkomen dat een zaadje ontkiemt. Zaadvliezen en pericarps kunnen hoge niveaus van groeiremmers bevatten, die de kieming onderdrukken. Ook kan de zaadhuid het ontsnappen van groeiremmers voorkomen, waardoor de kiemrust van het zaad ontstaat.
Waterondoordringbaarheid
Het onvermogen om water te absorberen is een andere mogelijke oorzaak van kiemrust. Wasachtige nagelriemen, verzonken lagen en verhoute sclereïden kunnen allemaal bijdragen aan de ondoordringbaarheid van water. Dit type kiemrust komt veel voor bij planten in droge en semi-aride omgevingen.
Embryorust Dor
De kiemrust van embryo's verschilt van de door de vacht veroorzaakte kiemrust omdat het niet te wijten is aan factoren die verband houden met de zaadhuid. Een studie door de American Society of Plant Biologists wees uit dat groeiremmers, met name endogeen abscisinezuur (ABA), embryo-rust kunnen veroorzaken. Afwezigheid van groeibevorderaars zoals giberellinezuur (GA) kan volgens Plant Physiology Online ook embryo-rust veroorzaken.