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利用Frauhofer植物计算机断层扫描系统对植物叶片微结构进行3D成像

发表时间:2019-07-19 15:36:26点击:140

来源:北京博普特科技有限公司

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叶片细胞结构是限制碳同化的重要限制元素,因而限制光合作用。但由于植物组织密度低、结构精细、易于脱水,对其定量是一个挑战。在显微镜2D切片检测之前的经典的显微镜组织固定以及包埋方法耗时耗力,其它杂物会影响获取价值。相关研究人员利用了一种微型计算机断层扫描((microCT)图像分析方法,可对植物叶片细胞空气间隙进行定量描述。研究结果表明,在一系列植物品种中(包括单子叶和双子叶植物),可成功实现叶片细胞间气体空间可视化以及差异定量,并与标准2D叶片切片分析方法做了比较。

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研究人员利用microCT图像估算三种双子叶植物(拟南芥、西红柿、豌豆)以及三种单子叶植物(大麦、燕麦、水稻)叶片孔隙以及叶肉暴露表面积  (Smes) 。图像处理流程包括: (1) 遮挡操作去除叶片周围气体空间背景;(2) 利用图像算法进行自动阈值切割;(3) 利用图像软件提取孔隙进行定量。在双子叶植物里,拟南芥具有最大孔隙以及最小 Smes,草品种中,大麦具有最大孔隙以及最高  Smes 。将3D计算机断层扫描获取的孔隙以及Smes与2D切片进行对比,结果表明2种方法在期刊估算上具有可比性, 但 2D 方法可能低估了Smes达50%。对孔隙的深度研究显示在分析品种间的气体空间的不对称分布的相同和异同点。

研究结果显示,利用高分辨率计算机断层扫描技术可对细胞间气体空间网络进行成像,提供叶片细胞间结构的定量描述信息。结果显示,不同品种的孔隙以及Smes差别较大,这些参数之间并不存在简单的关系, 从而揭示细胞尺寸、形状、堆积在决定细胞参数上的重要性,这些因素影响了叶片光合性能。

德国Frauhofer研究院提供系列专门用于植物研究的计算机断层扫描CT,可对植物茎干、叶片、种子、果实乃至根部进行3D断层扫描研究。

北京博普特科技有限公司是德国Frauhofer研究计算机断层扫描系统中国区代理,全面负责其系列产品在中国市场的推广、销售和售后服务。

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