Khi một hạt giống nảy mầm, nó tiếp tục phát triển phôi. Điều này đòi hỏi điều kiện môi trường chính xác. Nhiệt độ phải tối ưu, trong khi phải có đủ nước và oxy. Hạt ngủ xảy ra khi một hạt giống khả thi sẽ không nảy mầm mặc dù điều kiện môi trường cần thiết. Ngủ đông chính là thuật ngữ khi hạt giống được giải phóng khỏi nhà máy đã ở trạng thái không hoạt động. Điều này khác với ngủ đông thứ cấp, khi hạt giống trở nên không hoạt động sau khi được phát hành do các yếu tố môi trường.
Hạt giống có thể trải nghiệm hoặc thống trị chính hoặc phụ.Nguyên nhân của ngủ đông nguyên phát
Hai loại ngủ đông sơ cấp được gọi là ngủ đông phôi và ngủ đông do áo khoác. Buồng ngủ phôi là do một đặc tính vốn có của phôi, thường là các chất ức chế tăng trưởng hoặc thiếu enzyme tăng trưởng. Buồng ngủ gây ra bởi lớp vỏ hạt. Các mô kèm theo khác, chẳng hạn như nội nhũ, màng ngoài tim hoặc các cơ quan ngoại bào có thể gây ra ngủ đông do áo khoác. Có năm cơ chế cơ bản gây ra ngủ đông do áo khoác. Các cơ chế này là hạn chế cơ học, không thấm oxy, ức chế tăng trưởng và ngăn chặn sự hấp thụ nước.
Ràng buộc cơ khí
Trong quá trình nảy mầm, radicle (một phần của phôi biến thành gốc chính) thường xuyên qua lớp vỏ hạt. Tuy nhiên, trong một số trường hợp ngủ đông, vỏ hạt quá cứng để phá vỡ. Một nguyên nhân phổ biến của hạn chế cơ học là lignization. Điều này có nghĩa là thành tế bào đã được tẩm lignin, theo Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc. Lignin là một vật liệu vô định hình bao gồm các hợp chất phenylpropanoid. Các mô không được bổ sung cũng có thể ngăn chặn sự mở rộng phôi. Ví dụ, nội nhũ của hạt rau diếp có thể ngăn ngừa sự nảy mầm. Enzyme phân hủy thành tế bào có thể được yêu cầu làm suy yếu nội nhũ để cho phép nảy mầm.
Không thấm oxy
Các chuyên gia tin rằng vỏ hạt có thể ức chế sự nảy mầm bằng cách hạn chế oxy đến phôi, theo Plant Physiology Online. Các nghiên cứu đã đề xuất việc truyền oxy có thể gây ra sự nảy mầm của một hạt giống trước đây không hoạt động. Điều này đã được thực hiện bằng cách xử lý vỏ hạt bằng oxy tập trung hoặc bằng cách tạo một lỗ nhỏ trên vỏ bằng ghim, do đó cung cấp bằng chứng cho mối liên hệ giữa tính thấm oxy và ngủ đông. Tuy nhiên, một bài báo trên Tạp chí Thực nghiệm Thực vật học cho thấy tính thấm oxy có thể không phải là một yếu tố đối với một số hạt giống. Vẫn còn nhiều điều chưa biết về mối liên hệ giữa vai trò của oxy trong ngủ đông.
Thuốc ức chế tăng trưởng
Chất ức chế tăng trưởng cũng có thể là nguyên nhân của ngủ đông. Những enzyme này ngăn chặn một hạt giống nảy mầm. Vỏ hạt và màng ngoài tim có thể chứa chất ức chế tăng trưởng cao, ức chế sự nảy mầm. Ngoài ra, vỏ hạt có thể ngăn chặn sự thoát khỏi các chất ức chế tăng trưởng gây ra ngủ đông hạt giống.
Không thấm nước
Không có khả năng hấp thụ nước là một nguyên nhân có thể khác của ngủ đông hạt giống. Lớp biểu bì sáp, lớp dưới da, và lớp màng cứng có thể góp phần vào sự không thấm nước. Kiểu ngủ đông này là phổ biến giữa các loài thực vật trong môi trường khô cằn và bán khô.
Ký túc xá phôi
Buồng ngủ phôi khác với ngủ đông do lông gây ra bởi vì nó không phải là do các yếu tố liên quan đến vỏ hạt. Một nghiên cứu của Hiệp hội các nhà sinh học thực vật Hoa Kỳ cho thấy các chất ức chế tăng trưởng, đặc biệt là axit abscisic nội sinh (ABA), có thể gây ra ngủ đông phôi. Sự vắng mặt của các chất kích thích tăng trưởng như giberellic acid (GA) cũng có thể gây ra ngủ đông phôi, theo Plant Physiology Online.
