【论文精选】银杏种子萌发过程低场核磁T2反演谱解译初探

来源：农业工程学报

《农业工程学报》2020年第36卷第15期刊载了南京林业大学等单位赵茂程、顾盛、汪希伟、汪贵斌与李忠的论文——“银杏种子萌发过程低场核磁T2反演谱解译初探”。该研究由国家自然科学基金面上项目（项目号：31570714）资助。

随着科学技术的发展，低场核磁共振（LowField Nuclear Magnetic Resonance, LF-NMR）横向弛豫时间（TransverseRelaxation Time, T2）反演谱检测技术越来越多的被应用于农业。T2反演谱能够反映被测样品中水分、油脂等物质的含量以及相态分布，但当前对T2反演谱的解译尚停留在水分相态分布层面。

为探索从物质成分角度对种子T2反演谱进行解译的新方法，该研究以银杏种子为对象，利用低场核磁共振技术检测并对比银杏鲜种、种子粉末及其主要成分试样的T2反演谱，分析各信号峰的形成机理，并以此为依据对其在种子萌发过程中的变化进行解译。

研究结果表明：淀粉与蛋白质混合试样T2反演谱的峰T21、T22、T23以及淀粉与油脂混合试样的峰T24在峰顶时间上和种子粉末试样相对应信号峰完全一致；在物质成分及配比完全相同的情况下，种子粉末试样T2反演谱各信号峰峰顶时间及峰比例与鲜种存在较大差异，说明种子组织结构会对其内部水分的弛豫时间和相态分布比例造成一定影响。仅从物质成分角度考虑，种子内水分的弛豫时间主要在淀粉、蛋白质的影响下表现为T21、T22、T23，在淀粉和油脂的影响下表现为T24。由此认为峰T21、T22主要为吸附在淀粉和蛋白质上相态不同的结合水的信号，峰T23为主要被淀粉和蛋白质束缚后产生的半结合水的信号，峰T24主要为种子中自由水的信号（少量源自油脂）。

此外，种子即将裂壳时将形成T2a（峰顶时间在10 ms左右）、T2b（峰顶时间＞1000 ms）2个新信号峰，可作为预示种子萌发状态即将发生重要变化的“预兆峰”。提出的从化学组分及核磁检测原理角度对银杏种子萌发过程T2反演谱进行解译的新途径，可为基于LF-NMR方法对种子萌发过程中化学组分变化进行活体分析提供参考。