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 - 杨洪伟; 张丽颖; 纪建伟; 王成; 王晓冬; 宋平; 宋鹏 (农业工程学报, 2018)
S351.5+1; 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10000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(P<0.05).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.