低場核磁共(gong)振T1/T2弛(chi)豫(yu)時間與(yu)成像(xiang)技(ji)術在(zai)耐寒性植物中(zhong)的(de)研(yan)究(jiu)

低溫會(hui)影響到(dao)細胞正(zheng)常的(de)生理(li)功(gong)能(neng),甚至造(zao)成(cheng)細胞的(de)破(po)裂死(si)亡,影(ying)響植物的(de)生長發育(yu)或導(dao)致植物死(si)亡。這(zhe)些均與(yu)植物的(de)水(shui)分(fen)狀態(tai)密切(qie)相(xiang)關(guan)。為(wei)什(shen)麽很(hen)多耐(nai)寒(han)性植物能(neng)在(zai)低溫下(xia)長期(qi)正(zheng)常生存?它們內(nei)部(bu)水(shui)分到(dao)底是(shi)何種狀態(tai)?

溫帶(dai)多年(nian)生草本(ben)植物中(zhong),越冬(dong)能(neng)力(li)主要取決於(yu)根(gen)部(bu)而非頂部的(de)非(fei)結構性碳(tan)水化合物(wu)的(de)濃度。相(xiang)反,熱(re)應激(ji)也是(shi)夏季(ji)限制(zhi)牧(mu)草生長的(de)主(zhu)要(yao)因素(su)。

植物體(ti)內(nei)的(de)水(shui)分(fen)有(you)自(zi)由(you)水和結合水(shui)兩(liang)種(zhong)。所(suo)謂(wei)"結合水(shui)",僅(jin)僅(jin)看(kan)其化學組成(cheng),和(he)自(zi)由(you)水沒有(you)太大(da)的(de)區(qu)別(bie),只是(shi)自(zi)由(you)水的(de)分(fen)子排列(lie)順序(xu)相(xiang)對淩(ling)亂,可以(yi)到(dao)處流(liu)動,而結合水(shui)的(de)分(fen)子卻在(zai)植物組(zu)織(zhi)周圍(wei)排列(lie)得十分整(zheng)齊,和植物組(zu)織(zhi)親(qin)密(mi)地"結合"在(zai)壹(yi)起。

結合水(shui)的(de)性質和自(zi)由(you)水的(de)區(qu)別(bie)很(hen)大,比(bi)如(ru)自(zi)由(you)水在(zai)攝(she)氏零度(du)就(jiu)開(kai)始(shi)結冰(bing),但結合水(shui)卻比(bi)普通(tong)水的(de)結冰(bing)溫度(du)低得多。寒(han)冷(leng)的(de)冬(dong)天(tian),植物體(ti)內(nei)減(jian)少的(de)只(zhi)是(shi)自(zi)由(you)水,而結合水(shui)的(de)量(liang)卻保(bao)持不變(bian),這樣(yang)結合水(shui)所(suo)占(zhan)的(de)比(bi)例(li)反而提高(gao)了(le)。由(you)於(yu)結合水(shui)的(de)結冰(bing)溫度(du)要比攝(she)氏零度(du)低得多,因此(ci)耐(nai)寒(han)植物當(dang)然(ran)就(jiu)可以(yi)在(zai)嚴冬中(zhong)傲(ao)視冰霜(shuang)了(le)。

低場核磁共(gong)振可以(yi)無(wu)損測(ce)定(ding)水的(de)狀(zhuang)態(tai)變(bian)化,T1弛(chi)豫(yu)時間和(he)T2弛(chi)豫(yu)時間反(fan)映了(le)水分子的(de)運(yun)動而被(bei)用作生物(wu)組織(zhi)中(zhong)水動(dong)態(tai)的(de)指(zhi)標。由(you)於(yu)細(xi)胞相(xiang)關(guan)水的(de)流(liu)動(dong)性和(he)特(te)性與(yu)細胞狀(zhuang)況(kuang)密(mi)切(qie)相(xiang)關(guan),因此(ci)核磁共(gong)振成像(xiang)代表了(le)組織的(de)生理(li)圖(tu)譜(pu),可用於(yu)研(yan)究(jiu)細(xi)胞代謝的(de)水(shui)動(dong)力學。

結論(lun)：

(1) T2弛(chi)豫(yu)時間圖(tu)表明,水的(de)狀(zhuang)態(tai)反映了(le)葉和根的(de)耐(nai)寒(han)性和(he)耐熱性;

(2)根(gen)葉的(de)水(shui)分(fen)含(han)量(liang)和水(shui)分(fen)受(shou)限程(cheng)度(du)與(yu)T2弛(chi)豫(yu)時間相(xiang)關(guan);

(3)通(tong)過測(ce)定(ding)T2弛(chi)豫(yu)時間可(ke)以(yi)說(shuo)明葉子在(zai)-20℃、根在(zai)-10℃具有(you)過(guo)冷(leng)能(neng)力(li);

(4)葉(ye)片(pian)中(zhong)水更(geng)低的(de)流(liu)動(dong)性可(ke)能在(zai)對溫度(du)脅(xie)迫的(de)響應中(zhong)發揮(hui)重要作(zuo)用。

(5)核磁共(gong)振成像(xiang)可以(yi)反(fan)映出(chu)不(bu)同組(zu)織的(de)凍結情(qing)況。