辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(1): 010401
绿豆作为一种大宗粮食作物, 营养丰富, 可以直接食用, 也可培育为豆芽或制成淀粉及其制品等。 研究种子的萌发过程能够为粮食研究提供重要的科学依据和数据基础, 为了研究植物在代谢过程中代谢物的变化, 分别对绿豆种子在24, 36和48 h的萌发样品进行代谢物的提取, 通过1H-NMR测试, 分析绿豆在不同萌发时间内代谢物的变化。 1H-NMR除无损、 稳定等特点外, 尚存在一些不足, 例如该方法灵敏度较低, 在复杂体系中谱峰会存在严重重叠现象, 不易分辨代谢物特征峰, 因此需要化学计量学方法对其中的信息进行提取。 采用了多元曲线分辨-交替最小二乘法(MCR-ALS)分析NMR的代谢组学数据。 MCR为双线性模型, 能够将测定的复杂数据矩阵分解并提供各主成分NMR纯光谱和其对应的相对浓度, 在代谢组学中能够获得具有实际理化意义的结果, 便于检索光谱中对应谱库的代谢物及其浓度变化。 仅使用非负约束往往导致双线性模型无法获得唯一解, 在本文中, MCR迭代过程除了施加非负约束还使用了选择性约束, 对于判断不包含相应代谢物的主成分, 可将其1H-NMR谱图强度约束为零。 结果表明, 乙酸、 胆碱在绿豆萌发前期存在, 萌发后期含量呈现升高趋势; 蔗糖、 缬氨酸、 α-酮戊二酸色氨酸、 苯丙氨酸、 肌苷在萌发之前未见存在, 随绿豆萌发含量逐渐增加; O-甲基鲨肌酸、 磷酸胆碱、 α-葡萄糖在萌发前存在, 在萌发初期不断增加, 直至萌发后期, 因被消耗而含量逐渐降低, 表现出先增加后降低的趋势。 乳酸、 2-氨基-4-氧戊酸、 苹果酸、 柠檬酸、 胆碱、 棉籽糖家族寡糖、 α-半乳糖、 N1-甲基烟酸在绿豆萌发期间一直存在, 含量未见明显变化。 MCR能够方便地利用先验性质提供NMR中包含的代谢物信息, 此方法可推广到不同植物的代谢研究中。
多元曲线分辨-交替最小二乘 种子萌发 核磁共振氢谱 Multivariate curve resolution-alternating least squares Seed germination Nuclear magnetic resonance spectroscopy 光谱学与光谱分析
2020, 40(10): 3010
以“农大8号”和“长谷1号”2个谷子品种为试验材料, 分别以3 000 r/min、5 000 r/min、7 000 r/min进行离心30 min、60 min处理, 研究超重力处理对谷子种子发芽指标、萌发活力的影响以及萌发期丙二醛含量、过氧化物酶活性、超氧化物歧化酶活性的变化。结果表明, 中低速离心处理能促进种子萌发、根长及鲜质量, 各处理的芽长均下降; 两品种各处理组的丙二醛(MDA)含量都低于对照, 在处理7 000 r/min、30 min下达到最低; 除了在3 000 r/min、60 min处理下长谷1号的POD活性稍有下降外, 其余各处理两个品种的POD活性均高于对照, 长谷1号的POD活性在5 000 r/min、30 min下达到最大值, 农大8号的POD活性在处理时间60 min、转速(3 000 r/min、5 000 r/min)下达到最大; 两品种的SOD活性均高于对照组, 且在中高速(5 000 r/min、7 000 r/min)转速下SOD活性达到最大。超重力处理可提高谷子萌发期的抗逆性, 以5 000 r/min处理时间30 min、60 min 为宜。
超重力 谷子 种子萌发指标 生理生化指标 hypergravity millet seed germination index physiological and biochemical index
为了解读植物种子萌发过程中超弱光子辐射信息的生物学意义, 采用呼吸抑制剂NaN3处理萌发玉米种子, 跟踪测量和分析了玉米种子萌发过程中超弱光子辐射中自发光子辐射和外界光诱导的延迟光子辐射的变化规律, 同时研究了萌发玉米种子鲜质量的变化.结果发现, NaN3同步抑制了萌发玉米自发光子辐射和鲜质量的增长, 造成萌发玉米延迟光子辐射的初始光子数和延迟光子辐射积分强度大幅度降低, 相干时间减小.机理分析表明, NaN3对呼吸代谢电子传递链的抑制造成的自由基反应减弱是萌发玉米自发光子辐射减小的原因, 自发光子辐射强度可以作为玉米萌发状态的信号, 延迟光子辐射动力学参数的大小可以表征萌发玉米呼吸代谢的强弱, 相干时间是种子细胞组织序性的量度, 通过对萌发种子超弱光子辐射的采集和分析可以实现对萌发种子细胞代谢和功能状态变化的灵敏和无损检测.
超弱光子辐射 种子萌发 呼吸抑制剂 细胞代谢 无损检测 玉米 Ultra-weak photon emission Seed germination Respiratory inhibitor Cell metabolism non-destructive testing Corn
1 西北大学,生命科学学院,西安,710069
2 兰州大学,生命科学学院,兰州,730000
采用功率密度18mW/mm2CO2激光辐照萌动玉米种子,研究了其对玉米种子萌发及幼苗生长发育的影响.试验结果表明,不同时间CO2激光辐照萌动的玉米种子对种子发芽率及其出土后幼苗生长发育状况及幼苗的生理生化代谢均有不同程度促进作用,其中30s处理对幼苗影响不明显,60s和90s处理对玉米幼苗都有显著的促进作用.
玉米 种子萌发 生长发育 CO2激光
1 西北大学生命科学学院,中国陕西,西安,710069
2 新疆大学化学化工学院,中国新疆,乌鲁木齐,830001
3 兰州大学生命科学学院,中国甘肃,兰州,730070
以冬小麦为实验材料,研究了单纯He-Ne激光处理、单纯激动素处理和He-Ne激光与激动素复合处理对小麦种子发芽率、生长势及叶绿素、可溶性蛋品质和可溶性糖合成的影响.结果表明:(1)三种处理均能提高种子的活力,促进种子萌发,相比之下He-Ne激光处理效果最好.(2)三种处理对幼苗生长、可溶性蛋白质、可溶性糖以及叶绿素的合成具有显著的促进作用,从而加快了光合作用的进程.提高了幼苗干物质的含量,其中He-Ne激光与激动素复合处理效果最好,单纯He-Ne激光处理效果次之.
小麦 种子萌发 He-Ne激光 激动素 triticum aestivum L seeds germination He-Ne laser kinetin