3D成像为更好地理解迷人的叶子复杂性打开了大门

小麦，向日葵和番茄叶片的3D解剖模型。

图片来源：悉尼大学/澳大利亚国立大学

植物科学领域正在被新的成像和建模技术深刻转变。这些工具使得科学家能够在一代人之前以一种前所未有的清晰度和分辨率进入叶子内部。

在最近的一份出版物中，澳大利亚和美国科学家团队展示了三维(3D)成像现在如何重现叶子的内在现实，包括动态碳和水交换过程。

来自澳大利亚国立大学(ANU)生物学研究院的John Evans教授和该研究的作者之一表示，尽管叶子和植物细胞是三维的，植物生物学家使用高度简化的1D或2D模型，避开困难，混乱和美丽的3D现实。

“叶子是一个非常复杂的景观，水和气体在很多方向上流动，取决于温度，光质和风等变量.3D图像让你了解真实情况，”埃文斯教授说，他是一名负责人澳大利亚研究委员会转化光合作用卓越中心(CoETP)的研究员。

这些技术使人们有可能回答非常有趣的问题，其中一些问题多年来一直困扰着科学家，“他说。

通过整合2D叶片测量来创建3D体积和表面，从生物样本创建图像。3D表示为建模和生物物理模拟提供了解剖学上正确的基础，以提供植物细胞和组织内部过程的动态视图。

“在本文中，我们展示了拥抱3D复杂性的巨大潜力，可以提高我们对生物组织多层次叶片的理解，包括利用这些知识来提高作物的光合作用，”大学的Margaret Barbour教授说。悉尼和CoETP副研究员。

“这有点像能够在叶子内行走，而不是看它在两个方面被压扁，”Barbour教授说。

科学家预测，使用协作方法，他们将能够在未来十年内回答关于细胞器，细胞和组织的3D特殊排列如何影响光合作用和蒸腾作用的突出问题。