土壤重金屬污染是海內(nèi)外面臨的重大環(huán)境問(wèn)題之一，小麥作為主糧作物，其根系吸收的鎘、鉛等重金屬可通過(guò)食物鏈威脅人體健康。然而，傳統(tǒng)檢測(cè)方法需要消解樣品后上機(jī)測(cè)定，既破壞樣本又丟失空間信息，無(wú)法回答“重金屬到底富集在根的哪個(gè)部位"這一關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。

“科辰星飛"植物活體成像系統(tǒng)搭配重金屬離子特異性熒光探針，實(shí)現(xiàn)了小麥根系鎘離子分布的高分辨率活體成像。從根尖成熟區(qū)到側(cè)根原基，從表皮到中柱，每一微米尺度上的鎘信號(hào)都能清晰呈現(xiàn)。研究人員無(wú)需破壞樣本，即可比較不同基因型小麥在鎘吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)與區(qū)隔化方面的差異，為低鎘積累品種的篩選提供了高效工具。

在一組對(duì)比實(shí)驗(yàn)中，科研人員用“科辰星飛"同時(shí)觀察了兩個(gè)小麥品種在50μM CdCl?處理72小時(shí)后的根部鎘分布。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，低積累品種根尖區(qū)的鎘信號(hào)僅為敏感品種的1/3，且更多信號(hào)集中在根毛區(qū)而非中柱，表明其可能存在更強(qiáng)的液泡區(qū)隔能力。這一發(fā)現(xiàn)為后續(xù)分子機(jī)制研究提供了直接的空間證據(jù)。

此外，“科辰星飛"軟件支持多組根系的熒光強(qiáng)度共定位分析，不同基因型之間的差異一鍵比較，數(shù)據(jù)可重復(fù)性高。從環(huán)境科學(xué)到育種研究，“科辰星飛"正成為重金屬脅迫領(lǐng)域可靠的活體成像平臺(tái)。