倫敦帝國學院(Imperial College London)研究者們使用醫(yī)學成像技術探尋為什么讓柳樹歪著長可以極大地提高它們的生物燃料產量。通過使用微型CT掃描儀,研究團隊發(fā)現(xiàn)被壓彎的柳樹會產生一種富含糖分的膠狀纖維,幫助它們長直。
柳樹非常適合作為生物燃料進行培育,因為它們可以產生大量的可用糖分,生長迅速,環(huán)境適應性強,可以在風坡和貧壤上生長。實際上,生長于更惡劣環(huán)境或污染土壤中的樹木更適合作燃料,因為在這樣的環(huán)境下生成的糖分更易得。
模仿自然壓力以45度角度讓柳樹生長,可以產生比平時多五倍以上的糖分。為什么會這樣,原因一直未明。
倫敦帝國學院的研究者與自然歷史博物館、英國薩里大學和洛桑研究中心的專家一道,使用X光微電腦斷層照相術(CT掃描)通過高清晰3D圖像檢查柳樹的生長。
這使得他們可以在細胞級狀態(tài)下觀察柳樹的變化以及柳樹生長是如何受到影響的。他們發(fā)現(xiàn)彎曲的柳樹中某些細胞的壽命得以延長,以便生成富含糖分的膠狀纖維,幫助它們保持向上。研究團隊測量出了細胞需要保持多久的壽命以保持產生這類特殊纖維。
“很難理解為什么樹木在自然受壓或彎曲生長情況下會產生比平時多得多的糖分。通過在微觀狀態(tài)下將這類變化視覺化,可以觀察到該情況對整棵樹的宏觀影響,”倫敦帝國學院生命科學系博士Nicholas Brereton解釋說。
“柳樹是種了不起的樹木,因為它可以生長在嚴酷的地方。它可以提高邊際土地價值,可以幫助凈化受污染土地,”Brereton博士補充說。“我們的研究可以幫助生物燃料部門選擇和使用那些其它作物無法生長的土地和環(huán)境?!?/P>
該項研究由生物技術和生物科學研究委員會資助,研究報告刊登于《BMC植物生物學》(BMC Plant Biology)期刊。團隊下一步將使用更高分辨率的CT掃描儀更細致研究該膠狀纖維。研究目的是測量不同植物產生的纖維量是多少,用以幫助確定哪些柳樹品種可能是全球最好的第二代生物燃料來源。
Brereton博士認為CT掃描技術除了是非常有用的研究工具外,還可以在教學領域成為植物和動物觀察的教學方法。他正與倫敦帝國學院的同事將3D微觀圖像引入研究生教學中。
“學生可以辨識出這種圖像屬于醫(yī)用,不過自然歷史博物館(NHM)中X光微觀-CT儀分辨率的極大提高意味著我們可以將微觀世界放大千倍,獲得更多細節(jié),并且是以3D的形式,”Brereton博士說。