3D成像为迷人的叶片复杂性打开了一扇门

由悉尼大学和澳大利亚国立大学的科学家领导的全球研究人员团队已发出号召，呼吁生物学家使用最新的3D成像技术革新其叶片复杂性模型。

3D成像可以帮助我们了解叶片内部的复杂过程。从本文中，我们可以看到向日葵，小麦和番茄叶片的图像。

植物科学领域正在被新的成像和建模技术深刻地转变。这些工具使科学家能够以一代人以前无法想象的清晰度和分辨率窥视叶子。

在本月发表的一篇文章中，一个由澳大利亚和国际科学家组成的团队展示了三维(3D)成像现在如何能够再现叶片的内部真实感，包括动态的碳和水交换过程。

悉尼大学生命与环境科学学院的玛格丽特·巴伯(Margaret Barbour)教授说：“在本文中，我们展示了拥抱3D复杂性在增进我们对生物组织的多个层面的理解上所具有的巨大潜力，包括利用改善作物光合性能的知识。

Barbour教授说：“这有点像能够在叶片内行走，而不是看着它在二维方向上被压扁。”他也是ARC转化光合作用卓越研究中心(CoETP)的副研究员。

该论文的合著者是澳大利亚国立大学的Graham Farquhar教授，该论文发表在《植物科学趋势》上。Farquhar教授在发展我们对光合作用的理解方面所做的工作得到表彰，他于2017年获得了京都奖，并于2015年获得了首相科学奖。他也是Barbour教授的博士生导师。

澳大利亚国立大学生物学研究学院的约翰·埃文斯教授也是该研究的作者之一，他说，尽管叶子和植物细胞是三维的，但植物生物学家使用高度简化的1D或2D模型，从而避免了困难，令人困惑，还有美丽的3D现实

“叶子是令人难以置信的复杂景观，水和气体在许多方向上流动，这取决于温度，光线质量和风等变量。3D图像使您了解实际情况，” CoETP首席研究员埃文斯教授说

他说：“这些技术使得回答非常有趣的问题成为可能，其中一些问题已被科学家们忽略了很多年。”

通过整合2D叶片测量以创建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。

科学家预测，通过协作方法，他们将能够在未来十年内回答有关细胞器，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悬而未决的问题。

3D叶子成像小组在悉尼大学的会议。

这项工作是一项国际合作，由来自耶鲁大学，哈佛大学，加州大学戴维斯分校，加州大学洛杉矶分校，瓦格宁根大学，爱达荷大学，西悉尼大学和昆士兰大学的研究人员参与，并得到了悉尼大学和ARC转化光合作用中心的支持，该研究的主要节点是位于ANU。

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