意大利Elettra同步辐射光源的研究团队利用同步辐射相衬X射线显微断层扫描(SR PC-microCT)技术，以亚微米分辨率对受尖孢镰刀菌(Fo)感染的番茄根系进行了非破坏性三维成像，揭示了该真菌逐步侵染皮层和维管组织并破坏根系结构的完整过程。
番茄根部受尖孢镰刀菌感染的SR PC-microCT纵向渲染图。中柱内的致密结构(绿色标记)对应于定殖于维管组织和细胞间隙组织的真菌生物量。比例尺：0.2毫米。
尖孢镰刀菌是番茄及多种作物维管束枯萎病的病原体，能侵入寄主组织并逐步破坏根系维管束系统，最终导致栓塞形成和植株枯萎。实验在Elettra的SYRMEP光束线上完成，SR PC-microCT重建结果显示，维管柱内真菌大量增殖，形成沿根轴方向排列的细长充气栓塞，中柱内的致密结构对应于定殖于细胞间隙和木质部导管的真菌生物量。该技术能够以三维方式重建通常延伸约1.8毫米的完整根段，同时保留组织原始结构。
互补的荧光显微镜和共聚焦成像分析进一步表明，Fo会形成特殊的穿透结构和侵染性菌丝，能够穿过高度狭窄的植物空间。值得注意的是，这种真菌能将其菌丝直径缩小二十倍以上，从而在纳米级的细胞间隙环境中定殖。定量分析揭示了真菌增殖与根系完整性逐渐丧失之间的直接相关性。
该研究展示了同步辐射相衬成像技术在植物病理学中的应用潜力，无需破坏性切片即可同时观察根系解剖结构、栓塞发展和病原体分布，克服了传统光学显微镜在厚植物组织中的局限性。
