娜塔栎种子脱水耐性研究
文献综述
摘要：娜塔栎以种子繁殖为主，种子中的水分是保持种子生命活动的重要物质，然而，以往的研究表明壳斗科栎属种子多为顽拗性种子，对失水较为敏感，这给娜塔栎种子的贮藏、运输和种质资源保存带来较大不便。脱水敏感性是顽拗性种子最重要的特征，也是种子顽拗性中研究得最多的方面。目前，对顽拗性种子脱水敏感性的研究多集中于种子结构、糖、蛋白质、酶和激素等生理生化指标，对顽拗性种子脱水过程中水分的分布及相态变化研究较少。本论文以娜塔栎种子为材料，自然干燥脱水后，测定失水过程中种子生理生化指标的变化，同时应用低磁场核磁共振（NMR）及其成像技术（MRI），对脱水过程中种子中的水分相态变化和分布进行测定，旨在系统研究娜塔栎种子的脱水耐性，为顽拗性种子的贮藏和使用提供理论依据，同时也为其他顽拗性种子的研究提供新的知识和思路。
关键词：娜塔栎；脱水敏感性；低场核磁共振技术（MRI）；水分变化
1 选题背景
娜塔栎（Quercus nuttallii Palmer.）为壳斗科栎属落叶乔木，原产北美，从美国德州东部到佛罗里达西部，包括阿肯色、密苏里、俄克拉何马和田纳西的南部均有分布，其树干通直，树冠呈塔状或广卵形，故得名娜塔栎[1,2]。娜塔栎树体高大通直，枝叶繁茂，其叶形奇特，秋季叶亮红色或红棕色，具有较高的园林观赏价值[3]；娜塔栎生长较快，材质较硬，可用作高档家具、装饰、雕刻，属珍贵用材树种；此外，娜塔栎具有较强的生态适应性，极耐水湿，抗城市污染能力强，可用于土地改良和贫瘠立地造林，具有较高的生态效益[4,5]。娜塔栎作为一种集观赏、经济和生态价值于一身的优良树种，是中国近年来引种成功的树种之一，用材、绿化、园林应用前景广阔[6]。
娜塔栎以种子繁殖为主，种子中的水分是保持种子生命活动的重要物质，然而，以往的研究表明壳斗科栎属种子多为顽拗性种子（Recalcitrant seed），对失水较为敏感，这给娜塔栎种子的贮藏、运输和种质资源保存带来较大不便。脱水敏感性是顽拗性种子最重要的特征，也是种子顽拗性中研究得最多的方面。目前，顽拗性种子脱水敏感性的研究多集中于种子结构以及糖、蛋白质、酶和激素等生理生化指标方面，对顽拗性种子脱水过程中水分的分布及相态变化研究较少。核磁共振技术作为一种新兴、无损、非侵入的测量技术，能通过测得样品氢质子密度与分布来反映样品中的水分相态及相应含量的变化，从微观层面揭示样品中水分的变化规律。
本论文以娜塔栎种子为材料，自然干燥脱水后，测定失水过程中种子生理生化指标变化，同时应用低磁场核磁共振（NMR）及其成像技术（MRI），对脱水过程中种子中的水分相态变化和分布进行测定，旨在系统研究娜塔栎种子的脱水耐性，为种子的贮藏和使用提供理论依据，同时为研究其他的顽拗性种子提供新的知识和思路。
2 国内外研究进展
2.1 顽拗性种子概念及基本特点
1972年，Roberts根据种子贮藏行为的多样性，对种子的贮藏行为提出了一个二元结构的划分系统“种子生命力方程”，根据种子贮藏行为的不同将种子分为两大类：符合生命力方程的为正常性种子（Orthodox seed），不符合生命力方程的为顽拗性种子（Recalcitrant seed）[7,8]。正常性种子在成熟的过程中经历成熟脱水的过程，能够以较低的含水量继续进行生长发育[9]。而顽拗性种子在其发育成熟的过程中不发生成熟脱水，脱落时仍具有较高的含水量和一定的代谢活性，一旦失水（即使含水量仍很高），即导致生命力迅速丧失，不能萌发成为正常幼苗。这一概念的提出，为种子科学研究做出了巨大贡献，并使得顽拗性种子成为种子科学研究的热点[10,11]。
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