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小麦叶片衰老态势核磁共振分析

2020.5.25

背景简介

小麦灌浆期叶片的持绿功能期对籽粒产量具有重要意义，是小麦育种专家极为重视的表型特征,目前小麦叶片衰老态势主要通过叶色、绿叶相对面积以及叶绿素荧光等方法来评价前两种方法受观测者的主观感受影响，后者则受太阳辐射等因素影响，且叶室夹具容易对叶片造成损伤低场核磁共振以1H 为探针，可用于探测植物水分生理状态。比如植物叶片的核磁共振T2弛豫特性( NMＲ T2 Ｒelaxivity) 与含水率、水分分布、蒸腾活性以及水势等密切相关。与其他技术相比，核磁共振技术具有检测快速、检测方式多样、无损和非接触等优点。
利用核磁共振T2弛豫谱技术和磁共振成像技术，建立小麦植株的核磁共振活体检测系统，研究小麦叶片含水率、叶绿素含量与核磁共振T2弛豫谱的关系，并在此基础上评价核磁共振T2弛豫谱和磁共振成像技术反映叶片衰老态势的有效性。

小麦叶片的T2弛豫谱幅度和含水率随日序的变化如图2 所示。5 月下旬为陕229 灌浆乳熟期，该时期倒2 叶进入降解期，叶色开始变黄，而旗叶亦有衰老迹象，叶色亦开始变淡，但是T2 弛豫谱幅度和含水率并未出现明显变化。6 月上旬陕229 灌浆趋近结束，叶片进入衰亡期，T2弛豫谱幅度和含水率均出现显著减小。

小麦叶片的平均T2弛豫时间和叶绿素含量的日序变化如图3 所示。叶片在衰老前期( 6 月1 日之前) 平均T2弛豫时间逐渐增大，叶绿素含量逐渐减小，旗叶的叶绿素含量大于倒2 叶，而且旗叶的平均T2弛豫时间相对较小; 6 月4 日选取的陕229 植株均有倒2 叶完全衰亡，其平均T2弛豫时间和叶绿素含量均达到最小值，而旗叶仍保持一定的含水率，虽然其叶绿素含量亦基本达到最小值，但平均T2弛豫时间仍未到衰减阶段。