紫草科果实果皮中生物矿物的鉴定与分布及其生态适应意义

研究人员通过扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDX)、拉曼光谱和X射线衍射(XRD)等技术，对紫草科6个物种颖果果皮中的生物矿物进行系统研究，发现无定形二氧化硅和方解石型碳酸钙具有差异化的细胞定位特征，揭示了生物矿化在植物环境适应中的重要作用，为古环境重建、系统发育研究和生物地球化学循环评估提供了新依据。

　　

植物生物矿化(biomineralization)在生理功能上展现出惊人的多样性，其核心作用在于帮助植物应对环境胁迫。除生理意义外，结构型生物矿物对古环境重建(paleoenvironmental reconstructions)、系统发育研究、碳等元素生物地球化学循环评估，乃至新兴生物材料技术开发均具重要价值。本研究聚焦紫草科(Boraginaceae)6个不同族物种的颖果(eremocarps)果皮(pericarp)，采用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱(EDX)、拉曼光谱(Raman spectroscopy)和X射线衍射(XRD)等多模态分析技术，首次系统解析了其生物矿物组成与空间分布特征。研究发现：无定形二氧化硅(amorphous silica)主要沉积于细胞壁，而碳酸钙(calcium carbonate)则以方解石(calcite)晶型特异性地沉淀在细胞间隙和孔隙中。这种差异化的亚细胞定位模式暗示二者可能具有不同的生理功能及遗传调控机制。值得注意的是，不同物种间生物矿化强度与分布格局的显著差异，很可能与其特定的生态适应策略密切相关。