Rễ cây để trần. Ảnh: Viện James Hutton và Đại học Abertay Dundee

Đất trong suốt kết hợp với các hạt nhựa trong suốt ngâm trong một chất lỏng trong suốt. Nhựa và chất lỏng có cùng chỉ số khúc xạ do đó về mặt quang học chúng hoạt động như thể là một vật liệu duy nhất. Điều này cho cái nhìn rõ về rễ sinh trưởng trong đất nhưng để chụp ảnh sự sinh trưởng chuẩn xác đòi hỏi phải bổ sung chất nhuộm huỳnh quang mà có thể ảnh hưởng đến sự trao đổi chất của cây hoặc dùng cây trồng biến đổi gen để sản sinh các protein huỳnh quang.

Do đó, Zhengyi Yang và các đồng sự tại trường đã quyết định dùng một máy laser để theo dõi rễ cây. Họ đã xây dựng một hệ thống quang đơn giản phân tán chùm sáng từ tia laser màu xanh lục lam vào một tấm mỏng. Ánh sáng đi thẳng qua đất trong suốt nhưng nảy khỏi rễ theo mọi hướng giống như ánh sáng bị phân tán bởi những hạt nước nhỏ xíu trong sương mù. “Bằng cách chụp ảnh vuông góc với mặt phảng tấm sáng, chúng tôi có thể thu được một hình ảnh 2D mỗi lần chụp,” Yang cho biết. Di chuyển mẫu vật lên và xuống và chụp một loạt tấm ảnh 2D sẽ tạo thành một hình ảnh 3D của rễ cây như một loạt các bản scan tạo thành hình ảnh 3D trong máy quét CT.

Tia laser khiêm tốn cần thiết cho kỹ thuật này, được gọi là chụp cắt lớn tấm sáng, không làm hư hại rễ cây. Điều đó giúp nhóm của Yang chụp được các hình ảnh phù hợp theo thứ tự đến 18 giờ sau khi đầu rễ họ theo dõi sinh trưởng ra khỏi phạm vi. Kỹ thuật này đủ tốt để quan sát lông rễ và các chi tiết quan trọng khác và có thể dùng được trên hầu hết các loại cây trồng. Nó cũng tương đối rẻ tiền. Hệ thống sẽ cho phép các nhà nghiên cứu theo dõi sự sinh trưởng của cây và nhờ đó phát triển được các chủng cây trồng có thể hấp thụ tốt nước và dưỡng chất dưới nhiều điều kiện khác nhau.

Xem video: Laser root-spotting

L.H - Dostdongnai, Theo New Scientist/Plant.