基于核磁共振技术的紫荆种子吸水萌发过程研究
摘要：种子萌发过程是种子生物学的主要研究内容之一，而吸水是种子萌发的前提条件。核磁共振技术具有准确、无侵入的特点，近年来有研究人员将核磁共振技术应用于种子吸水萌发过程的研究。本文根据前人研究资料，综述了种子的吸水特性以及种子生理休眠解除过程的生理变化研究进展。紫荆作为常见的园林造景树种，具有很高的观赏价值，但由于种子具有物理休眠和生理休眠双重休眠特性，为其播种育苗生产和种子检验带来了一定困难。应用核磁共振技术研究紫荆种子的吸水萌发过程中水分相态变化，结合种子内部营养物质的变化，将从新的角度揭示种子萌发的物质基础和生理状态，同时为紫荆的播种育苗生产提供理论依据。
关键词：紫荆；吸水萌发过程；核磁共振技术；休眠；吸水特性
紫荆(Cercis chinensis Bunge)是苏木科（Caesalpiniaceae）紫荆属（Cercis L.）的落叶小乔木或灌木，别名满条红。紫荆原产我国东南部，为一常见的栽培植物，多种植于庭院、屋旁[1]。作为一种美丽的木本花卉，紫荆具有老茎生花、花色艳丽、荚果经冬不落的特点，具有很高的观赏价值。另外，紫荆的叶、花、树皮均可入药，具有一定的药用价值[2-4]。药理学研究表明紫荆属植物的提取物具有抗炎镇痛、耐氧抗疲劳、降糖、降血脂的作用[5]。紫荆可以采用扦插、压条、分株等方式进行营养繁殖[6-8],但在生产上以播种繁殖为主[9]。紫荆种子具有硬实性，种皮透性差，吸水困难，有明显的物理休眠特征；同时紫荆种子的胚乳和内种皮存在发芽抑制物，具有生理休眠现象[9, 10]。因此紫荆种子在生产上一般采用热水浸种解其除硬实性，再低温层积沙藏近2个月的方式破除生理休眠[7, 11]。
水分是种子萌发时物质转化的启动因子和调节因子，对种子萌发过程中的生理过程具有重要的调节作用。而自由水和束缚水的相对含量可以作为植物组织代谢活动强弱的重要指标，因而具有重要的研究价值。核磁共振技术能够无损检测生物体中水分状况，利用该技术获得的T2弛豫时间能够表征水分的流动性。因而应用核磁共振技术能够揭示吸水过程中水分的相态变化规律，近年来已有很多学者将其应用于种子生物学的研究。种子萌发过程研究中，以种子吸水特性和层积过程中生理变化的研究居多，但对于种子吸水、层积过程中水分相态变化，目前还未有研究报道，对水分相态与营养物质代谢关系也没有开展研究。本文以紫荆种子为材料，应用核磁共振技术探究种子层积过程中水分相态的变化，同时测定其营养物质含量的变化，分析水分相态与营养物质转化的关系。通过本文的开展，将从新的角度揭示种子萌发的物质基础和生理状态，同时为紫荆的播种育苗生产提供理论依据。
1 种子吸水萌发
种子的吸水萌发分为三个阶段，第一个阶段主要是吸水的物理过程，细胞水合后，生理活动便启动，也被称为吸胀作用（inbibition）；第二个阶段的种子含水量维持相对恒定，随着大量基因的转录与酶的活化，代谢活性提高；第三个阶段，种子进一步吸水，主要储藏物质代谢活动进一步加强，胚根开始伸出[12]。
种子的萌发始于种子吸胀，因而吸胀是决定种子顺利萌发的前提条件。种皮透性强的种子能够迅速吸胀，如老鸦瓣（Tulipa edulis）种子能够在3 h内吸水迅速到70%，随后缓慢吸水至25 h达到饱和[13]。肉苁蓉(Cistanche deserticola)种子的种皮具有蜂窝结构，也具有快速吸水特性，这有利于该种子适应干早的沙漠环境[14]。而具有硬实性的种子，吸水障碍是阻碍种子萌发的关键原因。豆目的种子普遍具有硬实性，因而很多学者对打破豆目种子休眠方法和吸水特性进行了研究[15-19]。刺槐（Robinia pseudoacacia）种子是典型的硬实种子，可以采用热水浸种、酸蚀、机械处理等方式增强种皮透性，使之吸水萌发[18, 20] 。胡云楚等刺槐种子将其萌发过程分为水化、活化和生长三个生理阶段。生长阶段（26 h后）的刺槐种子，胚根即能突破种皮，开始迅速伸长[21]。热水浸泡后的合欢(Albizia julibrissin)种子在12 h内吸水迅速，至24 h吸水达到饱和[22]。
紫荆种子不仅具有物理休眠，还具有生理休眠，解除硬实性并且完成吸胀过程后的种子仍不能顺利萌发，需要一定时间的层积作用，才能完全解除休眠。
以上是毕业论文文献综述，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
