本研究以国槐（Sophora japonica L.）种子为研究材料,对发育各阶段种子外观、吸水曲线、发芽情况进行研究,观察种皮结构的发育和种子内水分空间及相态变化。同时还研究了成熟种子种皮吸水前后的变化,确定种子吸水位点、吸水路径和种子内水分的相态变化。该研究旨在为揭示国槐种子硬实性的形成和吸水机制,主要结果如下:1、发育过程中,果皮和种子的含水量不断下降,荚果由翠绿色变为黄褐色且逐渐成念珠状,种子也逐渐从翠绿色变为黑色并且变小。随着种皮中栅栏层不断发育,种皮的不透性逐渐形成,种子吸水变得缓慢,发芽速度也逐渐变慢,种子硬实性逐渐形成。2、结合核磁共振技术研究发现:发育过程中,果皮的水分含量先增加后下降,通过种脐、种脊区域与种子连接。发育初期,胚乳中的水分高于种胚。随着种子成熟脱水,胚乳和种胚中水分逐渐下降。最终种胚水分较低,而胚乳几乎不含水。在种子发育过程中,水分从自由状态逐渐向束缚状态转变,最终主要以结合水的形式存在。3、国槐种子种孔、种脐和种脊处的种皮结构不同。种孔、种脐区域种皮较厚,种孔处主要由角质层、栅栏层、石细胞层和厚壁细胞层组成;种脐区域主要是由反栅栏层、栅栏层、管胞群、厚壁细胞层和薄壁细胞层组成;种脊区域种皮最薄,由角质层、栅栏层和厚壁细胞层组成。其中栅栏层是阻碍国槐种子吸水的主要结构,当种脊区域打开一条裂缝,栅栏层细胞被破坏后,种子即可吸水。4、结合凡士林封堵、TTC染色和核磁共振成像实验的结果表明,种脊是国槐种子的初始吸水位点。5、种子吸水过程中水分的空间变化:水分由种脊进入种子后存在两条迁移路径,首先向子叶末端移动,之后通过维管束向种脐部位运输水分。种脐区域水化后,水分迁移至种孔区域,胚根水化后种子进入快速吸水阶段,水分通过胚根运输至子叶。当种子吸水至84h时,种孔打开,种子准备萌发。6、种子吸水过程中水分的相态变化:水分相态的变化与发育过程相反,成熟种子中水分主要以结合水存在。随着种子吸水的不断进行,种子各个部位被逐步活化,水分从结合向自由状态转变。