利用DSC和EPR技術(shù)研究杜仲種子的貯藏條件.pdf

1、種子貯藏穩(wěn)定性對(duì)于種質(zhì)資源的長期保存具有重要意義，目前關(guān)于種子貯藏的最新理論為玻璃態(tài)理論，該理論認(rèn)為種子的玻璃化有利于種子的長期貯藏。當(dāng)種子處于玻璃態(tài)時(shí)，玻璃化物質(zhì)的高度粘滯性降低了種子細(xì)胞內(nèi)分子流動(dòng)性，阻止了細(xì)胞質(zhì)中分子的擴(kuò)散，從而減少老化過程中細(xì)胞結(jié)構(gòu)的損傷和化學(xué)組分的變化，延緩種子老化劣變反應(yīng)速率，延長貯藏壽命。評(píng)價(jià)玻璃態(tài)的一個(gè)重要指標(biāo)是玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，當(dāng)種子貯藏于玻璃化溫度或以下10℃～30℃范圍內(nèi)時(shí)，種子具有最佳的貯藏穩(wěn)定性。

2、因此，檢測(cè)種子的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度對(duì)于種子的長期有效貯藏具有重要指導(dǎo)意義。
　　 本研究將差示量熱掃描技術(shù)(DSC)與電子順磁共振波譜儀技術(shù)(EPR)應(yīng)用于杜仲種子玻璃化轉(zhuǎn)變溫度方面的研究。在DSC方法中，選用4.4％～31.6％含水量范圍的杜仲種胚分別進(jìn)行了DSC圖譜掃描。EPR方法選用3-羧基-2,2,5,5-四甲基吡咯烷-1-氧(3-carboxy-2,2,5,5-tetramethylpyrrolidine-1-oxyl，C

3、P)和2,2,6,6-四甲基哌啶(4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxy，TEMPO)作為探針標(biāo)記杜仲種胚，利用EPR技術(shù)測(cè)定不同含水量杜仲種胚的分子運(yùn)動(dòng)，通過對(duì)EPR圖譜參數(shù)的分析計(jì)算，最終確定不同含水量杜仲種胚的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
　　 DSC實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，含水量為22.3％、28.0％、31.6％的杜仲種胚在0℃左右出現(xiàn)了一個(gè)水的熔融峰。該熔融峰的面積代表了自由水含量的多

4、少，隨著種胚含水量的降低該熔融峰面積減小。4.4％～31.6％含水量范圍的杜仲種胚在-28℃左右還出現(xiàn)了一個(gè)熔融峰，推測(cè)此峰為杜仲種胚中某類物質(zhì)熔融所形成的熔融峰。然而在此曲線上我們未觀察到標(biāo)志玻璃化轉(zhuǎn)變的“臺(tái)階”出現(xiàn)。
　　 CP-EPR實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，利用EPR測(cè)定得到含水量為4.4％～11.6％的杜仲種胚在-110℃～20℃溫度范圍內(nèi)，同一含水量的杜仲種胚隨著溫度的升高，分子運(yùn)動(dòng)速率加快；在同一溫度條件下，高含水量的種胚比

5、低含水量種胚的分子運(yùn)動(dòng)速率快。通過CP-EPR波譜兩外緣峰最大距離(2Azz)的測(cè)定和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，得到含水量為4.4％、5.7％、8.6％、10.3％、11.6％杜仲種胚的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度分別約為44℃、25℃、4℃、-31℃、-43℃?？梢园褱y(cè)定的杜仲種胚的這幾個(gè)含水量的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與杜仲種子貯藏相結(jié)合，用于指導(dǎo)杜仲種子的貯藏。
　　 TEMPO-EPR實(shí)驗(yàn)測(cè)定分析得到含水量為2.1％、3.4％、4.8％、8.3％、11.2

6、％的杜仲種胚的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度分別為-21℃、-18℃、-24℃、-20℃、-27℃，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度隨含水量升高其變化的規(guī)律不明顯，這與CP-EPR實(shí)驗(yàn)測(cè)得的結(jié)果有著較明顯的差別。通過分析，認(rèn)為對(duì)于脂質(zhì)含量較高的杜仲種胚，隨著含水量的降低，作為標(biāo)記化合物的TEMPO隨著脫水進(jìn)入脂相，從而不能真實(shí)反映出不同含水量種胚的分子運(yùn)動(dòng)情況。與TEMPO標(biāo)記相比，CP標(biāo)記可能能夠更真實(shí)地反映不同含水量杜仲種胚細(xì)胞質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)的情況，根據(jù)其分子運(yùn)動(dòng)情況得