低场核磁共振T1/T2弛豫时间与成像技能在耐寒性植物中的研讨

低温会影响到细胞正常的生理功能,乃至形成细胞的决裂逝世,影响植物的成长发育或导致植物逝世。这些均与植物的水分状况密切相关。为什么许多耐寒性植物能在低温下长时间正常生计?它们内部水分到底是何种状况?

温带多年生草本植物中,越冬才能首要取决于根部而非顶部的非结构性碳水化合物的浓度。相反,热应激也是夏日约束牧草成长的首要因素。

植物体内的水分有自在水和结合水两种。所谓”结合水”,仅仅看其化学组成,和自在水没有太大的差异,仅仅自在水的分子摆放次序相对杂乱,能够处处活动,而结合水的分子却在植物安排周围摆放得非常规整,和植物安排密切地”结合”在一起。

结合水的性质和自在水的差异很大,比方自在水在摄氏零度就开端结冰,但结合水却比普通水的结冰温度低得多。冰冷的冬季,植物体内削减的仅仅自在水,而结合水的量却坚持不变,这样结合水所占的份额反而提高了。因为结合水的结冰温度要比摄氏零度低得多,因而耐寒植物当然就能够在严冬中傲世冰霜了。

低场核磁共振能够无损测定水的状况改变,T1弛豫时间和T2弛豫时间反映了水分子的运动而被用作生物安排中水动态的目标。因为细胞相关水的活动性和特性与细胞状况密切相关,因而核磁共振成像代表了安排的生理图谱,可用于研讨细胞代谢的水动力学。

定论：

(1) T2弛豫时间图标明,水的状况反映了叶和根的耐寒性和耐热性;

(2)根叶的水分含量和水分受限程度与T2弛豫时间相关;

(3)经过测定T2弛豫时间能够阐明叶子在-20℃、根在-10℃具有过冷才能;

(4)叶片中水更低的活动性或许在对温度钳制的呼应中发挥重要作用。

(5)核磁共振成像能够反映出不同安排的冻住状况。