中文摘要：

PET/CT成像技术能够同时获取分子在研究对象中的时间分辨，空间分辨和解剖分辨的信息，特别适合小分子在活体生物的整体、器官或目标组织中分布，代谢的动态研究。本项目依托PET/CT技术，构建了对生长中完整植株营养分子吸收和转运的活体、动态、实时、解剖和空间分辨的创新研究模式。该模式有望推广到植物生理、生态、信息传导等更广泛的研究领域当中。项目研究第一部分内容是基础研究工作，包括放射性核素的生成、核素分子标记、标记分子的分离纯化、成像过程控制和成像条件的优化、所获得图像的处理和必须装备构建等。第二部分内容是以蔬菜作物为对象，开展植物对硝酸氮和氨氮的吸收、转运研究。首次以三维成像方式，对生长中的植株表征了其对小分子的吸收和转运过程，发现了一些从未报道的现象。如实验发现，球茎甘蓝在20min内将硝酸氮转运至光合作用组织；硝酸氮的转运速度约为0.7cm/min；植株通过木质部，选择距目标组织最短的路径运输氮营养。研究结果表明，PET/CT成像可从一个全新的视野，为植物生理过程研究，尤其是一些存在争议的重大基础问题提供重要依据。