激光观察植物根系生长在透明的土壤中

2018-01-01 14:28:05

杰夫赫赫特(Jeff Hecht)植物的根源是一种痛苦的研究,因为它很难看出它们的作用去除土壤会损坏它们并且不能重复以监测生长 X射线成像确实有效,但速度慢而且昂贵去年,英国邓迪的詹姆斯赫顿研究所的植物学家在开发透明土壤时部分解决了这个问题现在,他们与邓迪大学的成像专家合作,用激光捕捉根部的高倍放大3D图像透明的土壤结合透明塑料颗粒浸泡在透明液体中塑料和液体具有相同的折射率,因此在光学上它们表现得好像它们是单一材料这可以很好地了解土壤中生长的根,但是准确地对其生长进行成像需要添加可以影响植物新陈代谢的荧光染料,或者通过遗传工程改造植物来生产荧光蛋白所以郑义阳和大学的同事们决定用激光跟踪根源他们构建了一个简单的光学系统,将蓝绿激光束转换成薄片光线直接穿过透明的土壤,但在各个方向从根部反弹,就像雾中微小水滴散射的光一样 “通过垂直于光片平面成像,我们可以一次拍摄2D图像,”杨说上下移动样本并捕获一系列2D切片会构建根的3D图像,就像一系列扫描在CT扫描仪中构建3D图像一样该技术所需的适度激光,称为光片层析成像,不会损坏根部这让Yang的小组以长达18小时的顺序拍摄原位图像,之后他们监控的根尖超出了范围该技术足以观察根毛和其他重要细节,并可用于大多数作物物种它也相对便宜该系统将让研究人员监测根系生长,从而开发能够在各种条件下充分吸收水分和养分的作物菌株苏格兰阿伯丁乡村学院的农学家罗宾沃克说,这项技术可能很有用 “它可以让你看到根系在哪里生长,以及它与养分吸收和用水的关系,”他说 “但是你必须记住,在一个盆中生长的东西不一定会在田间生长”期刊参考:Optics Express,DOI:10.1364 / OE.21.016239关于这些主题的更多信息: