核磁共振测定合欢种子萌发过程中水分变化
文献综述
摘要:合欢为含羞草亚科合欢属落叶乔木,合欢种子具硬实性,吸水性差,直接影响种子萌发。吸水特性是种子萌发的关键和研究热点,不同种子的吸水机理不尽相同。以往研究多集中于解除合欢种子休眠的方法,对之后合欢种子萌发过程的水分变化研究较少。传统研究种子水分的染色法和吸水曲线法往往对种子造成不可逆伤害,且只能对水分进行量化研究。本实验应用低场核磁共振及成像技术探究合欢种子吸水位点和水分状态变化规律,旨在为揭示合欢种子的吸水机制研究、加深种子生物学的了解提供理论依据。
关键词:合欢;吸水机制;低场核磁共振技术;水分变化
- 研究的目的与意义
合欢(Albizia julibrissin Durazz)为含羞草亚科合欢属落叶乔木,原产美洲南部,现在我国多地区引种栽培。合欢夏季开花,开花如绒簇,可用作庭荫树和行道树;心材黄灰褐色,边材黄白色,是制作家具的良好材料;树皮、花均可入药,具安神、活血止痛、开胃利气等功效;生长迅速,能耐砂质土及干燥气候,是重要的荒山绿化造林的优良树种[1]。合欢作为一种集观赏、经济、药用和生态价值于一身的优良树种,随着繁育技术的不断提高,在园林中的应用也将更加广泛。
种子是种子植物特有的繁殖体,含羞草亚科树种种子具有硬实性,吸水能力差,直接影响了种子的萌发,这给合欢的育苗生产带来一定困难[2]。吸水是种子萌发的先决条件,而传统的研究种子内部水分分布的方法是采用染色法或吸水曲线法,前者会对种子造成不可逆转的伤害,后者只能从时间角度来考量水分的变化,无法从空间上研究种子内部水分的分布及动态移动过程。本实验以合欢种子吸水特性为出发点,应用低磁场核磁共振(NMR)及其成像技术(MRI),探究种子初始吸水位点和吸水后水分在种子内的迁移规律以及吸水过程中水分相态的变化,旨在为揭示合欢种子的吸水机制、加深种子生物学的了解提供理论依据,同时为其他豆科树种种子吸水研究提供依据。
二、国内外研究进展
1、种子吸水机制的研究进展
吸水特性是种子休眠与萌发研究的热点问题。不同种子,种皮结构不同,其吸水机制也不相同。在对种皮结构和吸水关系的研究中,普遍认为种皮的特殊组成结构是水分进入种子的主要障碍。在众多研究中,尤以豆科植物种子相关研究最多。合欢属豆科植物,种子较硬实,萌发较难。有学者研究发现合欢种皮由外到内依次为:表皮层、栅栏层、骨状石细胞层、厚壁细胞层、薄壁细胞层,种子表面有许多大小、深度、形状不同的裂缝,种脐的表皮细胞排列较为疏松,但被致密的蜡质所覆盖,种孔和种脊紧闭。合欢种子的硬实现象是由种皮的不透性引起的。影响种皮透性的因素可能位于种皮的角质层、厚壁的栅栏层以及骨状石细胞层[3]。
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