客戶成果 | 利用布魯克X射線顯微設備斷層掃描技術對竹節維管束物種間變異分析的無損方法

四川農業大學林學院的謝久龍等教授在sciencedirect刊登了《利用X射線顯微計算機斷層掃描無損方法分析竹節維管束的物種間變異》，使用了布魯克的Skyscan 2214的顯微CT設備，成功重建了四種竹子的節的三維結構。

文章概覽 

竹節是一種特殊結構，對竹子的生長、物理力學性質和利用都有很大影響。竹節結構致密、硬度特別高，制片十分困難。為探究不同品種竹節維管束解剖特征的差異，本研究利用micro-CT技術對4個竹種（峨眉竹、毛竹、苦竹、硬竹）竹節的三維結構進行了重建，并基于CT圖像確定節點血管束的特征，并通過微型CT評估維管束特性的變化。

研究結果表明，苦竹和硬竹維管束形態從節部到節間變化明顯。竹材稈壁徑向中部纖維細胞面積（0.204mm2），其次是內壁（0.151 mm2），外壁（0.072mm2）；運輸組織面積（0.046mm2），其次是中部（0.028 mm2），外壁（0.002mm2）。竹節內彎曲維管束有粗、細兩種，4個竹種細彎曲維管束平均厚度為125 μm，薄度為109 μm，粗彎曲維管束平均厚度為265 μm，厚度為335 μm。硬竹、峨眉竹、苦竹、硬竹粗維管束數量比例分別為60.8%、42.5%、32.9%、10.7% 。

本研究建立了一種無損、高效的竹節三維解剖結構表征方法及竹節維管束變異分析方法。

案例展示 

01 本研究中使用的竹子樣品的照片和信息

02

(A)帶節間和節的竹稈照片；

(B)竹節樣品沿徑向分為三部分，沿縱向分為七部分；

(C)竹節間樣品沿徑向分為三部分；

(D)Bem中竹節橫截面的CT 圖像。

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(A)維管束中纖維細胞的面積（綠色的區域）；

(B)維管束中運輸組織的面積（藍色的區域）。

04

(A)竹節樣品沿徑向分為三部分，沿縱向分為五部分;

(B)竹節的透明三維結構。

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四種竹子的3D模型圖和CT圖像：

(A)節間的3D模型圖；

(B)節點的3D模型圖；

(C)節間的CT圖像；

(D)節點的CT圖像；

(E)竹子節和節間的密度。

06

(A)節及節間CT圖像；

(B)沿生長方向纖維細胞面積變化；

(C)沿生長方向維管束運輸組織面積變化；

(D)沿生長方向纖維含量比例變化。

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(A)四個竹種的節部縱向切片的三維視圖；

(B) Pam中粗彎曲維管束的樣品（左）和 Pam中細彎曲維管束的樣品（右）；

(C) 四個竹種的粗彎曲維管束（左）和細彎曲維管束（右）的厚度。

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沿縱向（生長方向）粗、細彎曲維管束的數量

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https://www.sciencedirect。。ｃｏｍ/science/article/pii/S0142941824000680