基于核磁共振技术的合欢种子吸水特性

编号 zgly0001743898

文献类型 期刊论文

文献题名 基于核磁共振技术的合欢种子吸水特性

作者 杜恬恬  代松  钱滕  朱铭玮  陈丽  张中会  李淑娴 

作者单位 南京林业大学南方现代林业协同创新中心  铜仁科学院  安徽林业职业技术学院  苏州泰纽测试服务有限公司 

母体文献 林业科学 

年卷期 2022,58(4)

页码 22-31

年份 2022 

分类号 S718.43 

关键词 合欢  吸水  核磁共振技术  水分相态 

文摘内容 【目的】采用核磁共振技术,从时间、空间角度探究热水处理后合欢种子的初始吸水位点及水分的动态移动过程,揭示其内部水分相态的变化,为合欢种子吸水特性研究提供一种全新的技术手段。【方法】对始温80℃热水处理后的合欢种子,用称重法确定种子吸水曲线,用核磁共振成像技术(MRI)观察初始吸水位点及水分在种子体内的移动规律,同时结合横向弛豫时间T2,探究吸水过程中水分相态及其含量、比例的动态变化。【结果】1)合欢种子吸水曲线呈“S”型变化,吸水前期(0~4 h)种子吸水率缓慢增加;4~12 h进入快速吸水阶段,吸水率增幅较大;吸水12 h后进入缓慢吸水期。核磁共振成像结果表明,水分最初从种孔进入种子,然后通过3条路线移动:沿着种皮两侧的维管束向合点端移动;通过种皮与子叶的缝隙向下(合点端)移动,同时进入子叶的外侧;水分通过胚根进入胚轴,由胚轴进入子叶并向合点端移动,但其移动速度明显慢于第二条。吸水初期(0~6 h),右侧种皮的吸胀面积明显大于左侧,之后随浸种时间延长,左侧吸水速度较快,吸胀面积与右侧无明显差异。2)核磁共振波谱图表明,合欢种子水分质量(X)与核磁共振弛豫图谱峰面积(S)呈显著线性关系:S=21132X+695.05,R2=0.9996。3)核磁共振驰豫图谱结果表明,合欢种子内主要存在3种状态的水,分别是结合水、胞内水和胞外自由水。4)在0 h时,结合水占45.13%,胞外自由水占53.51%,几乎没有胞内水。在吸水过程中,结合水含量明显减少,比例持续降低,在48 h时仅占2.08%;胞内水比例呈先迅速增加后逐渐减小的变化趋势,胞外自由水的比例一直呈上升趋势,在48 h时二者分别为29.12%、68.80%。整个吸水过程中3种状态水分含量的比例始终处于动态变化中,并且胞外自由水的含量远高于其他状态的水。吸水过程中结合水与胞外自由水的峰顶点呈现左移现象(即流动性在减弱)。【结论】种孔是合欢种子的最初吸水位点,水分进入后通过两侧种皮、种皮与子叶缝隙以及胚轴向合点端移动。吸水过程中,合欢种子中始终存在结合水、胞内水、胞外自由水这3种相态的水,且在整个吸胀过程中相互转化,为种子萌发提供前期准备。