因为加利福尼亚的葡萄树越来越多地遭受干旱的压力 - 超高真空条件下的X射线诊断

        来自美国的葡萄酒在全世界都很有名，令人垂涎。美国拥有超过4500平方公里的葡萄园，是继意大利、西班牙和法国之后的世界第四大葡萄酒种植国。仅加州就生产了美国约84%的葡萄酒。然而，由于气候变化引起的夏季异常高温，葡萄种植者们的担忧的情绪正在日益蔓延。这使葡萄树面临干旱压力。

        因此，葡萄种植者被迫在葡萄完全成熟之前就进行采摘，这可能导致葡萄酒的味道变得失衡和奇怪。人工灌溉在某些情况下提供了补救办法，但它成本高而且不太环保。

对于加州大学戴维斯分校葡萄栽培和酿酒系教授安德鲁·麦克尔来说，研究葡萄树根部的水分运输生理学对于加州葡萄栽培业的未来至关重要。这位植物生物学家的最终目标是为葡萄种植者制定可持续的水利用策略。要做到这一点，他希望为他们提供关于他们的植物能承受多少干旱的坚实数据，以及哪些物种是未来供水不稳定的情况下农业的理想选择。

高分辨率X射线断层扫描

     在他的研究中，麦克尔使用了 "先进光源"的8.3.2光束线，简称ALS（见信息框）。为了更好地了解葡萄树的水分运输系统，麦克尔使用了高分辨率X射线断层扫描。得益于出色的扫描，他和他的研究伙伴第一次能够准确地看到干旱的压力如何影响植物水分运输网络中的木质部导管。这很重要，因为木质部网络将水和养分从根部运输到植物的其他部分。干旱对网络的压力越大，系统中的张力就越大，因此植物的各个导管和管道就越容易破裂，从而导致细菌入侵。

        麦克尔在他研究ALS的过程中发现，一些葡萄树实际上可以通过在木质部管壁上形成液滴来修复这种破裂。科学家们曾猜测过这一过程，但麦克尔和他的同事是第一批实际观察到这一过程的人。他们发现，液滴的形成并不是随机发生的，而是紧跟剩余活细胞的方向。麦克尔继续对一些葡萄品种进行研究，并意识到更耐旱的葡萄品种更有可能抵抗破损或具有更好的修复能力。

        "我们的目标是找出在不同葡萄品种能抵御多大程度的干旱，然后我们可以将研究结果应用于调配田间的用水，"麦克尔说。"在ALS，我们能够实际观察到断裂和修复过程。"

        麦克尔在ALS光束线上的研究的另一个重要发现是，葡萄树的桥梁细胞——在植物的导管结构内提供更好的连接——也决定了哪些物种对病原体最有抵抗力。由于校内戴维斯实验室里的高分辨率电子显微镜扫描与ALS扫描相结合，麦克尔的团队观察到了桥梁细胞的存在和方向。

        进一步的研究也将揭示出桥梁细胞之间是否有完整的屏障。麦克尔说，更容易感染的葡萄树实际上有更多开放的桥梁细胞。病原体能够穿透脉络，进一步进入植物结构。"研究人员说："另一方面，具有抗性的物种通过形成具有屏障的桥梁细胞来隔离病原体，阻止细菌扩散。麦克尔总结说，"就植物生物学发展而言，这些图像无疑是有启示意义的"。