Применение компьютерного томографа Sanying nanoVoxel-3000 в области сельского хозяйства

Сельское хозяйство — это важная отрасль, направленная на удовлетворение самой базовой потребности человека. Население планеты растет, вызывая рост потребления сельскохозяйственной продукции. В связи с этим требуется внедрение новых методов исследований, позволяющих улучшить показатели сельскохозяйственной промышленности.

Компьютерная томография стала важным методом исследований в области роста и развития растений, болезней растений и насекомых-вредителей, а также бионики.

Груши — популярный сельскохозяйственный продукт, выращивающийся и потребляемый по всему миру. Однако многие груши подвержены различным болезням. Пробковая болезнь является одним из самых вредных физиологических заболеваний плодов груши, которое ежегодно наносит значительный экономический ущерб садоводам. Однако механизм возникновения пробковых пятен требует изучения.

По этой причине Цуй Чжэньхуа, Ван Наньнань и другие ученые из Сельскохозяйственного университета Циндао использовали рентгеновскую систему компьютерной томографии Sanying nanoVoxel-3000 для исследований груш сорта «Акидзуки», восприимчивых к пробковой болезни. Плоды сканировали и анализировали, чтобы наблюдать за изменением микроструктуры плодов, пораженных пробковой болезнью, что дало дополнительные данные для исследования механизма возникновения пробкового заболевания.

В отличие от предыдущих исследований, связанных с пробковой пятнистостью, исследование микроструктуры плодов груши учеными из Сельскохозяйственного университета Циндао улучшило понимание микроструктурных характеристик пробковой болезни с новой точки зрения. Плоды груши с пробковой пятнистостью имели гораздо более высокую пористость во всем плоде и сильное разветвленное соединение пор, что, возможно, прервало транспорт и распределение йонов кальция. Был сделан вывод, что разрушение сосудистой системы и повреждение клеточной мембраны, вероятно, произошло у плодов до развития пробковой пятнистости и было причиной развития пробковой болезни.

Рисунок 1 — Здоровые и больные плоды «Акидзуки» во время сбора урожая.
(A, B) Поперечные и продольные срезы здоровых плодов, окрашенные раствором сафранина.
(C, D) Поперечные и продольные срезы плодов с пробковыми пятнами, окрашенные раствором сафранина соответственно.
(E, F) Поперечные и продольные сегменты здоровых плодов, полученные из данных компьютерной томографии.
(G, H) Поперечные и продольные срезы плодов с пробковыми пятнами, полученные из данных компьютерной томографии.

Рисунок 2 — Анализ структуры и сетевого скелета сердцевины плода «Акидзуки».
(A, E) Рентгенологическое сканирование здоровых плодов и фруктов с пробковыми пятнами, соответственно, где сердцевина плода была выделена оттенками серого.
(B, F) Реконструированная 3D-модель сердцевины здорового плода и сердцевины плода с пробковыми пятнами соответственно.
(C,G) Реконструированная трехмерная сетевая модель.
(D,H) Приближенные изображения С,G.
Цветные полосы справа указывают толщину пор от узкой (синяя) до широкой (красная).

Подробнее о томографе nanoVoxel-3000 здесь.