用户论文 | 金秋时节话秋梨-九游会登陆

古人称梨为 “百果之宗”，九月金秋，天干物燥，梨是深受大家喜爱的水果。然而，功效甚多的梨也会生病，木栓病是梨果实中危害最大的生理病害之一，每年都会给果农造成相当大的经济损失。为此，青岛农业大学的崔振华、王南南等人在前人研究的基础上，借助三英精密的x射线显微ct（nanovoxel-3000型），选用易患木栓病的“akizuki”品种的梨果实，进行扫描分析，观测其各部分的微观结构，进一步阐明了健康和木栓病果实之间的果实质地变化，对木栓病的发生机制做了进一步的研究。

三英精密nanovoxel-3000显微ct

梨果实亮相：

对健康梨果实和木栓病梨果实分别进行扫描分析，对比发现：健康梨果实表面光滑，木栓病梨果实表面有明显的塌陷凹坑，然而这些凹坑用肉眼观察并不明显。

 (a)健康梨果实  (b,c) 健康梨果实经x射线扫描后，分别用灰色和黄色渲染的结果  

(d) 木栓病梨果实  (e,f) 木栓病梨果实经x射线扫描后，分别用灰色和黄色渲染的结果

梨果实木栓斑点分布分析：

将健康梨果实和木栓病梨果实分别用番红溶液染色，发现纤维素（被番红染色的红点）在木栓病梨果实中的含量高于健康梨果实。再基于x射线ct扫描分析，观察两种梨果实的横切片和纵切片，木栓斑点（即更大和更强的毛孔）主要分布在靠近果皮的果肉和木栓病梨果实的花萼末端。进一步证实了x射线ct扫描对木栓病梨果实微观结构分析的可靠性。

 (a,b)分别为用番红溶液染色的健康梨果实的横切片和纵切片 (c,d)分别为用番红溶液染色的木栓病梨果实的横切片和纵切片 (e,f)分别为从x射线扫描数据中提取的健康梨果实的横切片和纵切片 (g,h)分别为从 x 射线ct扫描数据中提取的木栓病梨果实的横切片和纵切片

梨果实孔隙结构分析：

借助x射线显微ct技术，对比扫描后健康梨果实和木栓病梨果实的阈值数据，进行孔隙结构分析。结果表明：木栓病梨果实的孔隙率（9.37%）与健康梨果实的孔隙率（3.52%）差异显著。

(a,d)分别为健康梨果实和木栓病梨果实的孔隙结构 (b,e)分别为健康梨果实和木栓病梨果实的孔数和大小的直方图 (c,f)分别为健康梨果实和木栓病梨果实的孔隙度分析（自果实花萼末端到至茎末端）

梨果实孔隙连通性分析：

对健康梨果实和木栓病梨果实的hra（木栓病高危区域）和mra（木栓病中危区域）进行孔隙连通性分析。重建的三维 (3d) 网络模型显示：木栓病梨果实中，孔隙通道高度分支、连通程度高；健康果实中，分支较少、孔隙连通程度低。

(a)健康梨果实的hra（木栓病高危区域）和mra（木栓病中危区域）的孔隙分析  (b)图a的重建3d网络模型  (c)图b的近景  (d,g)分别为木栓病梨果实的mra和hra的孔隙分析  (e,h) 分别为图d和图g的重建3d网络模型  (f,i)分别是图e和图h的近景

梨果核结构和果核孔隙连通性分析：

x射线显微ct扫描重建后的果核结构分析表明：健康梨果核表面光滑，木栓病梨果核有破损、表面粗糙，核变形仅发生在木栓病梨果实中。与健康梨果核长而窄的孔道相比，木栓病梨果核的孔隙具有高度分支的网状结构。

(a,e)分别为健康梨果实和木栓病梨果实通过x射线扫描后切片图  (b,f)分别为重建好的健康梨果核和木栓病梨果核3d模型  (c,g)分别为图b和图f的 3d网络模型  (d,h)分别是图c和图g的近景  

梨果肉微观结构分析：

分别取健康梨果实和木栓病梨果实mra（木栓病中危区域）的果肉组织，x射线显微ct的高分辨率（0.5μm）扫描结果显示：木栓病梨果肉的孔径 (87 µm) 是健康梨果肉孔径 (22 µm) 的四倍，二者孔隙大小差异明显。

(a,b)分别为健康梨果实mra（木栓病中危区域）果肉的黄色和灰色重建3d图像  (c)健康果肉的x射线扫描片段  (d,e)分别为木栓病梨果实mra果肉的黄色和灰色重建3d图像  (f) 木栓病果肉的x射线扫描片段

结论：

高分辨率的显微ct扫描是分析木栓病梨果实显微结构的有力工具，与以往的研究不同，科研工作者对梨果实微观结构的研究，从一个新的角度，提高了对木栓病梨果实、果核、果肉的微观结构特征认识。较健康梨果实而言，木栓病梨果实具有更高的孔隙率和更高的分支孔隙连通性，进而阻断了某些营养成分的运输，这可能是梨果实患木栓病的原因之一。

原文链接：https://doi.org/10.3389/fpls.2021.715124

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