利用低场核磁共振进行活体玉米籽粒水分动态测试与成像

来源：农业工程学报杂志2020年第23期北京时间：

作者：陈明,李金龙,李伟,刘晨旭,陈琛,程德荷,陈绍江,

摘要：籽粒脱水速率慢是影响中国玉米机械化粒收的重要原因。精确测定玉米籽粒含水率是实现筛选脱水速率快玉米种质材料的重要方法。该研究设置玉米新鲜籽粒脱水（D）、干籽粒吸水（H）和再脱水处理（T），利用低场核磁共振（Low-Field Nuclear Magnetic Resonance, LF-NMR）单籽粒无损测试及核磁成像（Magnetic Resonance Imaging, MRI）技术，分别对郑单958及其亲本郑58和昌7-2籽粒含水率进行测定，采集T2弛豫反演谱和可视化图像，分时段监测3个处理的含水率变化及水分迁移过程。研究结果表明，新鲜籽粒在D的D01～D02阶段含水率下降20.93～21.94个百分点，而在T中同等含水率的籽粒T01～T02阶段含水率下降25.13～27.69个百分点，2个阶段失水速率差异显著。在2次脱水处理中，昌7-2籽粒在D01～D03和T01～T03阶段的脱水速率均大于郑58和郑单958，而在D03～D06和T03～T06阶段，昌7-2籽粒的脱水速率均显著低于郑58和郑单958，显示不同种质材料籽粒在D与T处理中表现相似趋势。成像结果显示，籽粒脱水过程先从胚乳开始，而在籽粒吸水过程中，种脐部位水分增加速度快，说明种脐是籽粒吸水过程的主要通道。该研究结果表明，LF-NMR可以反映不同处理方式及种质材料间的水分变化，有助于解析玉米籽粒水分动态变化规律，可为籽粒水分的相关研究及宜机收种质改良和新种质材料创制提供重要手段。

关键词：玉米, 低场核磁共振, 种子, 籽粒含水率, 可视化