利用红外光谱测定谷子种子活力的研究

高活力种子具有明显的生长优势和生产潜力,老化粮食种子影响食用品质,因此,研究种子活力对农业生产具有重要现实意义。本研究将傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、二维相关红外光谱(2 D-IR)与曲线拟合、主成分分析(PCA)相结合,研究人工老化谷子种子,以探寻种子贮藏物质动员情况及活力变化情况。结果表明,短期(2~4 d)的老化处理可以提高种子活力,但长时间(≥6 d)老化处理则会使种子活力下降。老化处理后的萌发种子原始红外光谱整体相似;吸收峰强度比A_(858)/A_(1022)、A_(1653)/A_(1022)、A_(1082)/A_(1022)和A_(1745)/A_(1022)的比值随老化时间的增加而发生变化。二阶导数光谱(SD-IR)在1800~800 cm^(-1)范围的吸收峰峰强和峰位存在差异。2 D-IR在1340~820 cm^(-1)和1800~1350 cm^(-1)范围,经老化后萌发的种子自动峰数目、最强和最弱自动峰的位置、强度均随老化时间的增加发生变化。曲线拟合结果显示,老化后的萌发种子多糖特征峰峰面积百分比随老化时间延长逐渐增加。PCA结果显示,不同老化程度的样品各自聚在一起。研究表明,红外光谱结合统计分析方法,可以作为研究人工老化后种子活力变化的快速有效方法。

低温胁迫对谷物种子萌发影响的红外光谱研究

种子萌发作为植物生命历程的开端,直接影响作物的最终产量。种子萌发常遭遇低温的影响,严重威胁粮食生产安全。利用傅里叶变换红外光谱结合曲线拟合研究低温对谷物种子(藜麦、青稞、水稻和小麦)萌发的影响。研究结果显示,4种谷物种子的发芽势、发芽率和发芽指数都随温度的降低而下降,青稞种子在4℃低温下的发芽率和发芽指数仍然较高,表明青稞种子的耐低温能力更强。红外光谱结果显示,低温胁迫下的谷物种子原始红外光谱整体特征相似,主要由多糖、脂肪和蛋白质的特征吸收峰组成。对低温胁迫下的谷物种子多糖(1200~950 cm^(-1))和酰胺Ⅰ带(1700~1600 cm^(-1))进行曲线拟合,结果显示:藜麦种子的多糖含量上升,蛋白质含量下降;青稞种子的多糖和蛋白质含量均呈先升后降的趋势;水稻种子的多糖含量下降,蛋白质含量上升;小麦种子的多糖含量呈先升后降的趋势,蛋白质含量呈先降后升的趋势。另外,在低温胁迫下,藜麦、青稞、水稻和小麦种子中都有不同比例的蛋白质二级结构从无序转向有序。因此,傅里叶变换红外光谱结合曲线拟合是一种研究低温胁迫对种子萌发影响的有效方法。