低場(chǎng)核磁共振技術(shù)在育種方面的應(yīng)用

低場(chǎng)核磁共振技術(shù)，也被稱(chēng)為小核磁，是一種體型較小、結(jié)構(gòu)緊湊的核磁共振系統(tǒng)。它主要從分子運(yùn)動(dòng)的角度對(duì)樣品進(jìn)行研究，具有性?xún)r(jià)比高、使用方便、日常維護(hù)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。小核磁能夠**應(yīng)用于高校科研、企業(yè)研發(fā)、工業(yè)質(zhì)檢質(zhì)控等多個(gè)領(lǐng)域，包括但不限于食品、農(nóng)業(yè)、材料、能源、纖維、巖土等。

小核磁的主要特點(diǎn)：

1.體型小巧：小核磁儀器小巧，無(wú)需特殊安裝場(chǎng)所，安裝方便。

2.永磁體設(shè)計(jì)：一般為永磁體，無(wú)需制冷劑，維護(hù)檢修方便、漏磁小，使用**，維護(hù)成本低。

3.組成部分：主要由磁體單元、射頻單元、譜儀單元和溫控單元幾個(gè)部分組成。磁體單元提供均勻、穩(wěn)定的主磁場(chǎng)；射頻單元用于射頻放大與樣品激勵(lì)；譜儀單位是控制系統(tǒng)的**；溫控單位則是對(duì)磁體進(jìn)行**控溫。

小核磁的應(yīng)用領(lǐng)域很**，在食品、農(nóng)業(yè)、紡織、材料、石化、制藥等等都有應(yīng)用。在食品中的應(yīng)用主要是用于含油種子、種子殘?jiān)暮吐屎秃蕼y(cè)試，巧克力及巧克力相關(guān)產(chǎn)品的固體脂肪含量測(cè)定，以及總脂肪含量的分析等等；在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用主要是含油種子的選育、農(nóng)產(chǎn)品干燥研究等等方面。本文主要分享的是小核磁在育種方面的應(yīng)用。小核磁在育種方面的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.非破壞性測(cè)試與快速反饋

小核磁技術(shù)的一大優(yōu)勢(shì)在于其非破壞性測(cè)試能力，這對(duì)于育種過(guò)程中的樣本保留尤為重要。通過(guò)對(duì)種子或幼苗進(jìn)行核磁共振測(cè)量，可以在不破壞樣本的情況下獲取其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和成分信息，從而避免了傳統(tǒng)方法中因樣本破壞而導(dǎo)致的無(wú)法重復(fù)利用問(wèn)題。此外，小核磁測(cè)試速度快，通常可以在短時(shí)間內(nèi)完成大量樣本的檢測(cè)，為育種人員提供了快速的反饋，有助于加速育種進(jìn)程。

2.種子含油率與品質(zhì)評(píng)估

在農(nóng)業(yè)育種中，種子的含油率是一個(gè)重要的品質(zhì)指標(biāo)。小核磁技術(shù)可以通過(guò)測(cè)量種子中油分的核磁共振信號(hào)來(lái)準(zhǔn)確評(píng)估其含油率，從而為育種人員提供可靠的數(shù)據(jù)支持。此外，小核磁還可以檢測(cè)種子中的其他成分，如水分、蛋白質(zhì)等，幫助育種人員**了解種子的品質(zhì)特性。

3.輔助選擇優(yōu)良品種

小核磁技術(shù)可以結(jié)合其他育種技術(shù)，如基因組學(xué)、分子標(biāo)記輔助選擇等，共同作用于育種過(guò)程。通過(guò)對(duì)候選品種的核磁共振譜圖進(jìn)行分析，可以識(shí)別出具有優(yōu)良性狀的品種，如高含油率、抗病蟲(chóng)害能力等。這些信息有助于育種人員篩選出更加**的品種進(jìn)行后續(xù)培育和推廣。

4.實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)植株發(fā)育狀況

在植物育種過(guò)程中，植株的發(fā)育狀況是一個(gè)重要的監(jiān)測(cè)指標(biāo)。小核磁技術(shù)可以實(shí)時(shí)、無(wú)損地監(jiān)測(cè)植株體內(nèi)水的狀態(tài)及變化，反映植物組織的生理圖譜。這對(duì)于研究植物的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律、優(yōu)化育種條件等具有重要意義。例如，在水稻植株發(fā)育和葉片衰老研究中，低場(chǎng)核磁技術(shù)可以快速、無(wú)損地測(cè)定水稻植株體內(nèi)水的動(dòng)態(tài)變化，為育種人員提供重要的參考信息。

阿根廷SPINLOCK小核磁用于育種應(yīng)用具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)：

①分析速度快：油脂和水分——4秒；蛋白質(zhì)——12秒；脂肪酸——20秒

常規(guī)檢測(cè)手段：水分——烘箱干燥法8h；油脂——索式提取法4h；蛋白質(zhì)——?jiǎng)P氏定氮法1h以上；脂肪酸——?dú)庀嗌V法2h

②樣品無(wú)損分析，無(wú)需前處理，樣品可保留

③測(cè)量精度高，良好的結(jié)果重現(xiàn)性，結(jié)果不受操作人員水平影響，測(cè)量精度優(yōu)于“傳統(tǒng)方法”

④定標(biāo)過(guò)程簡(jiǎn)單

⑤綠色分析，無(wú)任何耗材

⑥操作簡(jiǎn)單，無(wú)經(jīng)驗(yàn)操作人員簡(jiǎn)單培訓(xùn)后即可適用

⑦市面上**可測(cè)脂肪酸含量的NMR設(shè)備

⑧業(yè)內(nèi)**可直接測(cè)量高水分樣品的NMR設(shè)備