FTIR光谱结合曲线拟合研究萌发水稻种子

摘要

种子的萌发是种子生命历程中的主要组成部分之一,了解种子萌发过程中经历的生理生化变化,准确确定种子的活力,对农业生产很重要,因而,研究种子萌发有重要意义。采用傅里叶变换红外光谱结合曲线拟合研究不同萌发程度的水稻种子,以探寻种子贮藏物质动员情况,对不同萌发时间的水稻种子进行傅里叶变换红外光谱、二阶导数光谱、二维相关红外光谱和曲线拟合研究。结果显示,原始红外光谱整体相似,光谱反映出水稻种子的主要贮藏物质为淀粉、蛋白质和脂肪;吸收峰强度比A_(1659)/A_(1019),A_(1740)/A_(1019),A_(1157)/A_(1019),A_(1157)/A_(1081)随萌发时间的增加而降低。814~1000和1028~1340 cm^(-1)范围内的二维相关红外光谱结果显示自动峰个数和最强自动峰的位置、强度随种子萌发时间的增加而变化,表明种子在萌发过程中糖类和蛋白质发生变化。二阶导数光谱在1200~950 cm^(-1)范围内出现七个峰,其中988 cm^(-1)处的峰随萌发时间的增加向较高波数蓝移,而1053和1158 cm^(-1)处的峰向较低波数红移,表明水稻种子在萌发过程中多糖的结构和含量可能发生了变化;在1700~1600 cm^(-1)范围内出现九个峰,其中1641和1692 cm^(-1)处的峰呈现随萌发时间的增加红移到较低波数的趋势,表明水稻种子在萌发过程中蛋白质的结构和含量可能发生了变化;在1800~1700 cm^(-1)范围二阶导数光谱仅观察到1712和1744 cm^(-1)处的两个峰,其中1744 cm^(-1)由脂类物质C O伸缩振动引起,为脂肪的特征峰。为进一步研究水稻种子萌发过程中贮藏物质的具体变化,以二阶导数光谱确定的子峰位置和数目为依据,对原始红外光谱的1200~950与1800~1600 cm^(-1)区域进行曲线拟合分析。曲线拟合结果显示,随萌发时间的增加,多糖和蛋白质的相对含量总体上呈现下降趋势,脂肪的相对含量先降后升。研究表明,傅里叶变换红外光谱结合曲线拟合可作为研究种子萌发的有效手段。