客戶成果 | 利用布魯克X射線顯微設(shè)備斷層掃描技術(shù)對(duì)竹節(jié)維管束物種間變異分析的無損方法

四川農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院的謝久龍等教授在sciencedirect刊登了《利用X射線顯微計(jì)算機(jī)斷層掃描無損方法分析竹節(jié)維管束的物種間變異》，使用了布魯克的Skyscan 2214的顯微CT設(shè)備，成功重建了四種竹子的節(jié)的三維結(jié)構(gòu)。

文章概覽 

竹節(jié)是一種特殊結(jié)構(gòu)，對(duì)竹子的生長(zhǎng)、物理力學(xué)性質(zhì)和利用都有很大影響。竹節(jié)結(jié)構(gòu)致密、硬度特別高，制片十分困難。為探究不同品種竹節(jié)維管束解剖特征的差異，本研究利用micro-CT技術(shù)對(duì)4個(gè)竹種（峨眉竹、毛竹、苦竹、硬竹）竹節(jié)的三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重建，并基于CT圖像確定節(jié)點(diǎn)血管束的特征，并通過微型CT評(píng)估維管束特性的變化。

研究結(jié)果表明，苦竹和硬竹維管束形態(tài)從節(jié)部到節(jié)間變化明顯。竹材稈壁徑向中部纖維細(xì)胞面積（0.204mm2），其次是內(nèi)壁（0.151 mm2），外壁（0.072mm2）；運(yùn)輸組織面積（0.046mm2），其次是中部（0.028 mm2），外壁（0.002mm2）。竹節(jié)內(nèi)彎曲維管束有粗、細(xì)兩種，4個(gè)竹種細(xì)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(shù)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(jié)三維解剖結(jié)構(gòu)表征方法及竹節(jié)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(jié)間和節(jié)的竹稈照片；

(B)竹節(jié)樣品沿徑向分為三部分，沿縱向分為七部分；

(C)竹節(jié)間樣品沿徑向分為三部分；

(D)Bem中竹節(jié)橫截面的CT 圖像。

03

(A)維管束中纖維細(xì)胞的面積（綠色的區(qū)域）；

(B)維管束中運(yùn)輸組織的面積（藍(lán)色的區(qū)域）。

04

(A)竹節(jié)樣品沿徑向分為三部分，沿縱向分為五部分;

(B)竹節(jié)的透明三維結(jié)構(gòu)。

05

四種竹子的3D模型圖和CT圖像：

(A)節(jié)間的3D模型圖；

(B)節(jié)點(diǎn)的3D模型圖；

(C)節(jié)間的CT圖像；

(D)節(jié)點(diǎn)的CT圖像；

(E)竹子節(jié)和節(jié)間的密度。

06

(A)節(jié)及節(jié)間CT圖像；

(B)沿生長(zhǎng)方向纖維細(xì)胞面積變化；

(C)沿生長(zhǎng)方向維管束運(yùn)輸組織面積變化；

(D)沿生長(zhǎng)方向纖維含量比例變化。

07

(A)四個(gè)竹種的節(jié)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(xì)彎曲維管束的樣品（右）；

(C) 四個(gè)竹種的粗彎曲維管束（左）和細(xì)彎曲維管束（右）的厚度。

08

沿縱向（生長(zhǎng)方向）粗、細(xì)彎曲維管束的數(shù)量

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