弗吉尼亚葵(Sida hermaphrodita)茎部厚壁组织纤维的定位与结构特征及其可持续应用潜力

本研究针对可持续植物纤维资源开发需求，首次系统分析了能源植物弗吉尼亚葵茎部厚壁组织纤维的分布规律与超微结构特征。通过原子力显微镜(AFM)等技术揭示纤维表面形态的制备依赖性差异，为这种多用途植物的新型纤维应用提供理论基础，对推动生物基材料可持续发展具有重要意义。

　　

在追求可持续发展的全球背景下，植物纤维作为可再生的天然材料正受到前所未有的关注。传统纤维作物如棉花、亚麻的种植面临土地资源竞争问题，而合成纤维的环境污染问题日益凸显。这促使科学家不断寻找新型植物纤维资源，特别是那些兼具生态效益和经济价值的物种。弗吉尼亚葵(Sida hermaphrodita)作为一种多用途能源植物，此前已被证实可用于生物质能源生产、土壤修复等领域，但其作为纤维原料的潜力尚未被充分挖掘。

来自卢布林生命科学大学的研究团队在《Micron》发表的研究首次系统解析了弗吉尼亚葵茎部厚壁组织(sclerenchyma fibres)的分布规律和结构特征。研究采用光学显微镜观察茎横切面纤维环分布，结合原子力显微镜(AFM)首次揭示纤维表面超微结构的制备方法依赖性差异。样本来自该校实验田2022-2023年生长的不同高度植株茎段，通过石蜡切片、扫描电镜(SEM)和AFM等多尺度成像技术开展分析。

【Morphology of the apical part of Sida hermaphrodita stem】
研究发现弗吉尼亚葵茎部具有典型双子叶植物解剖结构，其厚壁组织纤维形成两个由不同粗细纤维束组成的同心环。这种特殊排列方式可能赋予茎秆优异的机械支撑性能，为后续纤维提取工艺开发提供解剖学依据。

【Discussion】
研究揭示纤维表面形貌显著受制备方法影响，这对工业化纤维处理工艺具有指导价值。特别值得注意的是，该物种厚壁组织中存在死亡细胞末端碎片的独特特征，这种天然形成的微观结构可能影响纤维的界面结合性能。与已知纤维作物相比，弗吉尼亚葵纤维的密度和排列方式显示出作为天然纤维增强复合材料(NLFs)的应用潜力。

【Conclusions】
该研究不仅填补了弗吉尼亚葵纤维基础研究的空白，更为开发这种多用途植物的新型应用开辟了道路。双环状分布的厚壁组织纤维结构、独特的细胞末端碎片特征以及可调控的表面形貌特性，使其有望成为传统纤维的可持续替代品。这项发现对推动生物基材料发展、实现循环经济具有双重意义——既拓展了边际土地的高值化利用途径，又为减少合成材料的环境足迹提供了新的解决方案。研究团队建议未来应重点探索该纤维的机械性能参数及其在复合材料中的增强机制。