在植物科学领域，要揭示生长、发育与逆境适应机制，离不开对细胞、组织、器官生理生化过程的原位、动态观测。然而，传统主流研究手段存在明显局限：化学提取法会彻底破坏样本结构与生物活性，无法追踪活体材料的动态变化。荧光标记法虽然直观，但外源探针易干扰植物内源代谢，或存在叶绿素等自发荧光的严重背景干扰。
如何在不损伤样本的前提下，“看清”植物组织内脂质、木质素、果胶等关键分子的时空分布？
受激拉曼散射（SRS）作为相干拉曼成像的代表性技术，正打破这一困境。该技术无需荧光染料与化学探针，依托分子固有化学键的振动特征峰实现成像，可对植物样本开展无损、无标记、高分辨率的化学成分可视化分析，还原植物组织真实的生理状态与代谢特征。
细胞壁与木质素可视化
植物次生细胞壁中的木质素，决定植株茎秆机械强度、水分运输效率，同时构筑抵御病原菌的物理屏障。木质素沉积模式紊乱，是引发植株倒伏、维管束发育异常的重要诱因。植物茎部因结构简单、发育阶段清晰，是研究木质素沉积的经典实验模型。
借助SRS成像，可对植物茎尖、根尖木质素沉积特征进行无损观测，还能精准区分 G 型、H 型木质素单体。该技术为解析胁迫环境下，植物通过调整木质素单体比例实现结构适应的分子机制，提供了有力支撑。
苜蓿生长过程中，受到根瘤菌侵染过程中植物组分发生动态变化，同时根瘤菌的动态分布情况对于侵染过程的研究也至关重要。
根瘤菌侵染后，植物根系的纤维素可能被破坏，这会成为根瘤菌的能量来源，形成碳源再分布的现象；同时侵染过程中特异性糖类、脂质等新陈代谢的原位动态监测也未侵染过程的机制解析提供了重要信息。
SRS高光谱成像技术，基于对各种物质的特异性光谱信息，可无标记、无损分析评估侵染过程，为被侵染植物根系的研究提供重要信息。
种子种皮的化学组成与空间分布可视化
除了木质素，SRS技术还可用于种子种皮中多种聚合物的原位区分。种皮是连接种子胚胎与外界环境的关键界面，其化学组分与空间分布，直接调控种子休眠、萌发及抗逆能力。
利用SRS无标记成像技术，可对完整拟南芥种皮内果胶、单宁、木栓质三类主要生物聚合物实现化学特异性分辨。依据各物质专属拉曼特征峰，三种组分的空间分布、层次差异均可清晰呈现，成像结果与种皮解剖结构高度匹配。该方法可完成多组分、深层次的精准成像，为探究种皮屏障功能、改良种子处理工艺、选育高活力品种提供全新技术手段。
无损动态观测植物细胞壁
果胶是植物细胞壁基质的核心组分，直接影响细胞壁力学性能与细胞扩张能力，果胶沉积异常会造成细胞伸长受阻。拟南芥下胚轴对光信号响应灵敏，是研究细胞伸长与细胞壁动态调控的理想模型。
依托SRS无损成像能力，可对活体样本进行长时间连续观测，追踪同一视野下细胞壁组分随环境信号的实时变化。实验可直观捕捉光照诱导下下胚轴细胞壁果胶的动态积累规律，为阐明植物感知外界信号、动态调控细胞壁结构以适应环境的作用机制提供依据。
原位区分并可视化农药分布
农药在植物叶片表面的沉积形态、空间分布，直接决定其药效、防护周期与环境行为。
利用SRS化学特异性成像，可在无标记条件下，对玉米叶片表面嘧菌酯、百菌清两类杀菌剂实现原位检测。两种农药均含有C≡N基团，其特征拉曼峰（~2225–2235cm⁻¹）处于生物组织无内源信号的光谱静默区，可实现零背景高灵敏成像。结合特征峰位的细微差异，不仅能清晰观测农药结晶形态，还可完成两种物质的化学区分与共定位分析。该技术为研究农药叶面分布、渗透机制及环境行为，提供了无损、原位、高特异性的全新成像方案。
振电科技UltraView多模态成像技术优势
SRS成像可实现植物糖类、脂质等主要组分的无标记检测，但植物体系组分复杂，细胞壁共存纤维素、木质素、木栓质、果胶、单宁及各类次生代谢物，其空间分布与动态变化，共同调控植物生长发育与逆境适应能力。
为此，振电科技推出UltraView多模态非线性光学显微成像系统，融合SRS+SHG+TPEF三大模态，可实现“1+1+1>3”的综合分析效能：
**SRS（分子指纹识别）：**依托特征拉曼峰实现无标记成像，精准区分果胶、纤维素、单宁、木质素等生物聚合物的组织分布与共定位，已成功应用于种皮结构解析、农药原位检测等场景。
**SHG（微观结构解析）：**特异性识别非中心对称结晶纤维素微纤丝，可定量分析细胞壁纤维素的取向与丰度，是评估植株机械强度、细胞壁重塑特性及抗倒伏能力的重要工具。
**TPEF（生理代谢活力表征）：**采集叶绿素、NAD§H、类黄酮等内源荧光信号，直观反映细胞氧化还原状态与胁迫响应水平，为种子萌发、叶片光合等研究提供关键生理参照。
从细胞壁多组分原位分辨，到农药在叶片、种皮内的渗透动态观测，UltraView多模态成像凭借无损检测、高化学特异性、亚微米超高分辨率等核心优势，赋能植物表型组学研究。推动植物研究从传统静态、破坏性观测，转向无损、长时程、多维度的机制解析。
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