玉米种子萌发过程内部水分流动规律的低场核磁共振检测

为研究玉米种子萌发过程中内部水分的流动规律,分析其内部生理代谢状态,该文利用低场核磁共振技术,连续60 h对3个品种玉米种子的吸胀、萌动和发芽3个阶段的萌发过程进行动态监测。分别在萌发时间为0、12、36和60 h这4个典型的萌发时刻,对处于25和31℃的2个恒温萌发环境中的玉米种子进行核磁共振横向弛豫时间信号采集,并通过反演运算得到其横向弛豫时间T_2反演谱。试验结果表明:通过横向弛豫时间可以将玉米种子内部水分划分为结合水(0.1T_210 ms)、半结合水(10T_2100 ms)及自由水(100T_21 000 ms)3种水分相态;随着萌发时间的延长,3个品种玉米种子在2个不同温度的萌发环境中,结合水均呈现先迅速增加后逐渐降低的趋势,自由水均反映为先降低后不断增加的态势,而半结合水和总体水分含量则表现为持续增加的现象;外界温度对3种相态水分含量的影响不尽相同,但提高萌发温度可以明显促进玉米种子吸水,同时提高玉米种子的发芽率。本试验快速并直接揭示了玉米种子在萌发过程中的水分分布情况,可为玉米种子萌发过程的机理研究提供重要参考。     

低场核磁共振分析聚乙二醇对萌发期水稻种子水分吸收的影响

为研究聚乙二醇(PEG,polyethylene glycol)处理下水稻种子萌发过程中内部水分分布和变化规律,进而揭示水稻耐旱性在水分吸收规律上的重要特征。应用低场核磁共振的T2弛豫谱和质子密度加权成像分析了PEG处理下水稻种子萌发过程中的水分变化,研究了利用蒸馏水(对照)和质量分数分别为10%、20%PEG6000处理对两个水稻品种旱9710、辽星1发芽指标的影响,以及对两个水稻品种萌发0、6、22、48、72 h吸水量的影响,确定单位质量核磁信号幅值与水稻种子湿基含水率的回归函数关系。发芽指标检测结果显示:旱9710耐旱性高于辽星1。质子密度加权成像结果显示:在水分吸收初期,水分子直接通过种子表面裂缝进入种子体内,胚乳中的淀粉粒等物质开始吸水膨胀,种子体积增大。24 h后,种子内营养物质向种胚流动。PEG处理下,水稻种子吸水量明显减少,发芽速度明显降低,且PEG质量分数越高,发芽速度越慢。基于核磁共振理论及T2弛豫谱的多组分特征,当反演频率为10 000时,水稻种子萌发过程中的水分分为束缚水与自由水两部分。T2弛豫谱结果表明:在蒸馏水和质量分数分别为10%、20%PEG处理下,种子湿基含水率和核磁信号幅值均逐渐增长。PEG处理下,核磁信号幅值增长相比对照处理显著降低(P0.05)。PEG处理抑制了两个水稻品种种子对水分的吸收,PEG质量分数越高,抑制作用越强。PEG处理24 h后,耐旱性强的水稻品种吸水率相比对照处理的降低幅度小于耐旱性弱的品种。回归分析表明,3种处理下,核磁信号幅值和湿基含水率具有一致的线性关系(R2=0.983),由回归方程可以求得水稻种子萌发过程中各状态水分的含量。试验为研究水稻种子萌发过程对干旱胁迫的反应机制,开发种子水分微观活体无损检测技术等方面的研究提供理论支持和数据参考。     

土壤温度,水分胁迫和播种深度对玉米种子萌发出苗的影响

萌发试验同时在实验室和田间进行。试验结果表明，当土壤含水量低于１０％时，玉米种子将不能顺利萌发。温度变化可以加速种子萌发，田间条件下，５０％种子萌发所需的积温范围为１８．６－２３．８℃，决定于昼夜的温差。播种深度影响出苗速率，５０％了苗所需的时间播深８厘米比播深６厘米推迟半天（相当于积温３－５℃），８０％出苗所需的时间播深８厘米比播深５厘米推迟１天（相当于积温７－１０℃）。     

DCPTA对干旱胁迫下玉米种子萌发影响的无损检测

为探究2-(3,4-二氯苯氧基)乙基二乙胺(2-(3,4-dichlorophenoxy) ethyl triethylamine,DCPTA)在干旱胁迫下对玉米种子萌发的影响,使用聚乙二醇(polyethylene glycol-6 000,PEG-6 000)和浓度为0.5、1.0、1.5 mg/L的DCPTA混合溶液对玉米种子进行浸泡处理,采用种子标准发芽试验总结得出不同浓度的DCPTA对玉米种子发芽情况影响的规律,再结合低场核磁共振(low field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)及核磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)技术,通过研究其内部水分变化情况、水分迁移规律及水分分布特征解释造成该结果的原因。试验结果表明:一定浓度的DCPTA可以提高玉米种子萌发过程中的耐旱性能,加快种子内部水分的存储速率,提供种子萌发所需的水分条件,减轻干旱胁迫对玉米种子造成的损害。DCPTA对玉米种子干旱胁迫的缓解效果随着其浓度的升高呈现先上升后下降的趋势,以1.0 mg/L的DCPTA处理效果最显著(P<0.05)...     

土壤温度、水分胁迫和播种浓度对玉米种子萌发出苗的影响

萌发试验同时在实验室和田间进行。试验结果表明，当土壤含水量低于10%时，玉米种子将不能顺利萌发。温度变化可以加速种子萌发，田间条件下，50%种子萌发所需的积温范围为18.6-23.8℃，决定于昼夜的温差。播种深度影响出苗速率，50%出苗所需的时间播深8厘米比播深5厘米推迟半天（相当于积温3-5℃），80%出苗所需的时间播深8厘米比播深5厘米推迟1天（相当于积温7-10℃）。     

聚乙二醇引发对盐胁迫下棉种萌发及生理特性的影响

为提高棉花在盐胁迫下的出苗率,争取全苗、壮苗,以棉花种子为试验材料,使用蒸馏水和5％、10％、15％聚乙二醇(PEG-6000)进行6、12、24 h引发,根据发芽势(GP)和发芽率(GR)筛选出最适引发条件.后续以未引发种子为对照,使用筛选出的最佳引发条件进行引发,分别于4个NaCl浓度(0、50、100、150 m...     

利用低场核磁共振进行活体玉米籽粒水分动态测试与成像

籽粒脱水速率慢是影响中国玉米机械化粒收的重要原因。精确测定玉米籽粒含水率是实现筛选脱水速率快玉米种质材料的重要方法。该研究设置玉米新鲜籽粒脱水（D）、干籽粒吸水（H）和再脱水处理（T）,利用低场核磁共振（Low-Field Nuclear Magnetic Resonance, LF-NMR）单籽粒无损测试及核磁成像（Magnetic Resonance Imaging, MRI）技术,分别对郑单958及其亲本郑58和昌7-2籽粒含水率进行测定,采集T2弛豫反演谱和可视化图像,分时段监测3个处理的含水率变化及水分迁移过程。研究结果表明,新鲜籽粒在D的D01～D02阶段含水率下降20.93～21.94个百分点,而在T中同等含水率的籽粒T01～T02阶段含水率下降25.13～27.69个百分点,2个阶段失水速率差异显著。在2次脱水处理中,昌7-2籽粒在D01～D03和T01～T03阶段的脱水速率均大于郑58和郑单958,而在D03～D06和T03～T06阶段,昌7-2籽粒的脱水速率均显著低于郑58和郑单958,显示不同种质材料籽粒在D与T处理中表现相似趋势。成像结果显示,籽粒脱水过程先从胚乳开始,而在籽粒吸水过程中,种脐部位水分增加速度快,说明种脐是籽粒吸水过程的主要通道。该研究结果表明,LF-NMR可以反映不同处理方式及种质材料间的水分变化,有助于解析玉米籽粒水分动态变化规律,可为籽粒水分的相关研究及宜机收种质改良和新种质材料创制提供重要手段。     

利用低场核磁共振分析蓝莓贮藏过程中水分含量及迁移变化

为了探究蓝莓在不同贮藏温度下,其内部水分含量及迁移状况随贮藏时间的变化规律,利用低场核磁共振（Low Field Nuclear Magnetic Resonance,LF-NMR）及其成像技术（Magnetic Resonance Imaging,MRI）采集0、8、23 ℃贮藏0、3、6、9、12 d的蓝莓波谱信息以及质子密度图像信息,并分析其规律变化。试验结果表明：采后蓝莓内部水分极易受到贮藏温度与贮藏时间的影响;同时,弛豫谱峰面积和弛豫时间可以有效判定蓝莓贮藏过程中水分含量及迁移变化。随着贮藏时间的延长,其液泡水含量A23与总水分含量A2呈现出整体显著下降（P<0.05）的趋势;在蓝莓贮藏至12 d过程中,弛豫时间随贮藏时间的延长而不断右移,细胞壁水含量A21变化不明显,细胞质水含量A22呈现小幅增加趋势;但23 ℃贮藏至9 d后,蓝莓发生腐烂,细胞壁水和细胞质水迅速增加,贮藏至12 d时液泡水急剧减少,转化为细胞质水和细胞壁水,试验发现23 ℃贮藏的蓝莓货架期为1周左右;与前者相比,蓝莓低温贮藏至12 d时,液泡水含量仍占总水分含量的89%以上,说明蓝莓在低温贮藏下,其内部水分迁移缓慢、流失量较少,其贮藏时间更长、保鲜效果更佳。研究结果为蓝莓在不同温度下贮藏保鲜提供了理论支撑和数据参考。     

种子引发对盐胁迫下高粱种子萌发及幼苗生长的影响

以“Tx623A”ד89-363”(Sb1, 耐盐性较弱)和“黑30A”ד大粒早”(Sb2, 耐盐性较强)2 个高粱杂交组合为试验材料, 利用100 mmol·L^-1?NaCl 溶液对种子进行引发处理。采用营养液沙培试验, 设4 个NaCl 浓度(0、50 mmol·L^-1、100 mmol·L^-1和150 mmol·L^-1)模拟盐胁迫, 研究种子引发处理对盐胁迫下高粱种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明: 随着盐胁迫强度增加, 无论经引发处理还是未经引发处理2 个高粱杂交组合种子的出苗时间均明显延迟, 出苗率和成苗率下降, 幼苗生长受到抑制, 物质积累减少。同等盐胁迫强度下,引发处理与未引发处理相比, 种子出苗时间缩短, 出苗率和成苗率提高, 幼苗地上部分干、鲜重和地下部分干、鲜重增加, 光合色素含量升高, Na⁺/K⁺值显著降低。由此得出, 种子引发处理可以不同程度地促进盐胁迫下高粱种子萌发, 减轻盐胁迫对幼苗的伤害, 促进幼苗生长, 提高耐盐性; 耐盐性不同的品种引发效果存在差异, 对耐盐性较弱的品种引发效果更好。     

外源NO对盐胁迫下甜高粱种子萌发和幼苗生长的影响

为探究外源NO对盐胁迫下甜高粱种子萌发和幼苗生长的影响,以国能4号甜高粱为试验材料,采用不同浓度(0.05、0.1和0.2 mmol·L^-1)硝普钠(SNP,NO供体)处理1.6%NaCl胁迫下的种子和幼苗,统计种子发芽数,测定幼苗叶片叶绿素、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白、丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性等生理生化指标。结果表明,盐胁迫抑制了甜高粱种子的萌发,种子发芽指标(种子发芽率、发芽势和发芽指数)显著降低,1.6%NaCl是甜高粱种子萌发的敏感盐浓度;喷施不同浓度SNP可显著提高盐胁迫下甜高粱种子的发芽率及幼苗叶片叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量,降低叶片MDA含量,增强抗氧化酶活性,其中0.1 mmol·L^-1SNP处理效果最佳。0.1 mmol·L^-1SNP处理下,与单独盐浓度处理相比,甜高粱种子发芽率、发芽势和发芽指数分别增加了29.51%、39.21%和38.91%;幼苗叶片叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量分别提高了230.00%、184.38%、214.13%、17.00%、8.78%和40.63%;MDA含量降低了34.01%;SOD、POD、CAT和APX活性分别增强了33.38%、55.75%、23.17%和116.46%。综上,盐胁迫下适宜浓度的SNP处理,可提高甜高粱幼苗叶片渗透调节物质含量,增强抗氧化酶活性,清除体内活性氧,从而促进幼苗生长,增强植株抗盐性。本研究结果为提高甜高粱耐盐性及揭示其耐盐机制提供了理论依据。     

用低场核磁共振检测水稻浸种过程中种子水分的相态及分布特征

为研究水稻浸种过程中种子的水分相态及其分布特征,利用低场核磁共振快速、无损、准确的检测技术,通过硬脉冲回波序列CPMG(carr-purcell-meiboom-gill sequence)测量水稻种子横向弛豫时间T2,根据横向弛豫时间T2的差异区分种子内部的水分相态及其变化规律。试验结果表明:通过T2反演谱横向弛豫时间T2长短的差异,发现水稻浸种过程中种子内部水分存在结合水、自由水2种水分状态,同时可区分出内层水、中层水、外层水3种水分分层;二者均能通过回归方程合理的估测水稻在浸种过程中种子的吸水率情况;通过T2反演谱信号幅值大小的差异,发现水稻浸种过程中的种子总水含量不断上升,但由于判定依据及划分方式的不同,二者在水分的流动方式上略显差异。低场核磁共振技术对水稻浸种过程中种子内部的水分变化进行了直观的揭示,提供了一种高效的种子水分检测方法。     

盐胁迫对玉米发芽和苗期生长的影响

通过室内培养及盆栽试验，研究了不同浓度NaCl胁迫对玉米种子发芽和幼苗生长的影响。结果表明，≤0．5g／L NaCl处理有利于提高玉米种子萌发率、发芽率和根、芽的伸长及根数的增加。随盐胁迫浓度的增大，玉米种子萌发率、发芽率急剧下降，根芽伸长及根数极受抑制，0．5g／L NaCl可能是影响玉米种子发芽的临界浓度。用≥0．5g／L NaCl的盐溶液长期灌溉会因土壤中盐分累积而使玉米生长受阻，成活率下降，幼苗在形态上表现出盐害效应。用自来水（0．1g／L NaCl）处理的玉米幼苗在植株干重、根系干重、含水量等5个指标都较其它处理达显著水平，说明用低盐浓度（0．1g／L NaCl）灌溉可促进玉米生长发育，提高产量。     

盐胁迫下解盐促生菌对棉花种子发芽过程的影响

棉种经解盐促生菌Rs15-4处理后,播于含0.7％NaCl溶液的珍珠岩基质中培养。在种子萌发的过程中测定了细胞膜透性、游离脯氨酸、可溶性蛋白质及可溶性糖的变化。结果表明通过菌株处理后棉花子叶细胞膜透性比对照下降了26.15%;可溶性蛋白质含量高于对照的29.30%;在第7 d脯氨酸含量比对照提高了1.16倍;可溶性糖在发芽的第2 d至第6 d平均高于对照10%左右,以后又趋于稳定。同时,测定了过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD）和超氧化物歧化酶(SOD)的活性,结果表明：解盐促生菌处理后的棉花子叶中CAT和POD活性高峰值较对照提前出现;SOD酶活性大大高于对照。经解盐促生菌Rs15-4处理后,发芽率比对照提高了11.8%。     

用低场核磁共振研究盐溶液漂洗对带鱼鱼糜凝胶品质的影响

为了比较单一成分盐溶液(质量分数为0.30%Na Cl、0.06%Ca Cl2或0.50%柠檬酸钠)和复合盐溶液(0.15%Na Cl、0.04%Ca Cl2、0.35%柠檬酸钠)漂洗对带鱼鱼糜凝胶水分分布及其凝胶特性的影响,该文运用低场核磁技术测定鱼糜凝胶的水分弛豫时间和水分质子密度,并结合鱼糜凝胶含水率、持水性、凝胶强度及其电镜扫描图,对盐溶液漂洗效果进行探究。鱼肉经单一成分0.30%Na Cl、0.06%Ca Cl2或0.50%柠檬酸钠溶液漂洗,柠檬酸钠组鱼糜凝胶中的氢质子束缚力最大,水分难以迁移,自由水的相对含量最低;与单一成分漂洗相比,经过复合盐溶液漂洗后,鱼糜凝胶水分迁移力相对较低,自由水含量较少,而水分质子密度较高,水分分布均匀;盐溶液漂洗后鱼糜凝胶的持水性、含水率、凝胶强度、凝胶显微结构与鱼糜凝胶中的水分分布相关,利用复合盐溶液漂洗带鱼鱼肉,能更好地改善带鱼鱼糜凝胶品质。研究结果为改善鱼肉漂洗工艺、提高鱼糜品质提供参考。     

玉米单倍体核磁共振自动分拣系统的开发

摘要：为满足玉米单倍体育种与研究的大规模应用,本研究利用玉米油份花粉直感效应的生物学特性,开发了玉米孤雌生殖诱导单倍体核磁共振自动识别分拣系统。该系统由单籽粒自动进样模块、玉米油份自动测试模块和自动分拣模块三大模块组成。结果证实该玉米单倍体核磁共振自动分拣系统具有快速（平均速度为4秒/粒）、准确（平均为92.3%）、自动、智能分拣玉米单倍体的优良特性,同时,本系统也可应用于基于油份差异的其他样品的自动智能化筛选。     

Effects of water magnetic treatment on seed germination and seedling growth of wheat

In this research, effects of magnetic field strength (400, 500 and 600?mT) and type of water (distilled and saline water) was studied on germination and growth characteristic of wheat seeds. Results showed that the magnetic field intensity and type of treated water had significant effects on germination and growth characteristic of wheat seeds. The morphological properties of treated plants were improved compared with controlled ones. Experimental results showed that germination rate of the seeds treated by 400?mT using distilled water had the highest amount (53.3%) and it was the lowest (20%) for control seeds using groundwater. Distilled water affected in 400?mT field and control groundwater resulted in the highest and lowest amounts of root length (155.3 and 20.0?mm, respectively). Seedling fresh weight had the highest amount for treated distilled water with 600?mT magnetic field.     

银杏种子萌发过程低场核磁T2反演谱解译初探

随着科学技术的发展,低场核磁共振（Low Field Nuclear Magnetic Resonance, LF-NMR）横向弛豫时间（Transverse Relaxation Time, T2）反演谱检测技术越来越多的被应用于农业,但当前对T2反演谱的解译尚停留在水分相态分布层面。为探索从物质成分角度对种子T2反演谱进行解译的新方法,该研究以银杏种子为对象,利用低场核磁共振技术检测并对比银杏鲜种、种子粉末及其主要成分试样的T2反演谱,分析各信号峰的形成机理,并以此为依据对其在种子萌发过程中的变化进行解译。研究结果表明：淀粉与蛋白质混合试样T2反演谱的峰T21、T22、T23以及淀粉与油脂混合试样的峰T24在峰顶时间上和种子粉末试样相对应信号峰完全一致;在物质成分及配比完全相同的情况下,种子粉末试样T2反演谱的峰T21～T24的峰顶时间较鲜种分别相差12.98%、32.21%、13.02%、0%,T21、T22峰比例较鲜种分别偏少41.72%、29.33%,T23峰比例偏多92.26%,T24峰比例偏少91.71%,说明种子组织结构会对其内部水分的弛豫时间和相态分布比例造成一定影响。仅从物质成分角度考虑,种子内水分的弛豫时间主要在淀粉、蛋白质的影响下表现为T21、T22、T23,在淀粉和油脂的影响下表现为T24。由此认为峰T21、T22主要为吸附在淀粉和蛋白质上相态不同的结合水的信号,峰T23为主要被淀粉和蛋白质束缚后产生的半结合水的信号,峰T24主要为种子中自由水的信号（少量源自油脂）。此外,种子即将裂壳时将形成T2a（峰顶时间在10 ms左右）、T2b（峰顶时间＞1 000 ms）2个新信号峰,可作为预示种子萌发状态即将发生重要变化的\