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Raman imaging of plant cell walls in sections of cucumis sativus

  • Raman microspectra combine information on chemical composition of plant tissues with spatial information. The contributions from the building blocks of the cell walls in the Raman spectra of plant tissues can vary in the microscopic sub-structures of the tissue. Here, we discuss the analysis of 55 Raman maps of root, stem, and leaf tissues of Cucumis sativus, using different spectral contributions from cellulose and lignin in both univariate and multivariate imaging methods. Imaging based on hierarchical cluster analysis (HCA) and principal component analysis (PCA) indicates different substructures in the xylem cell walls of the different tissues. Using specific signals from the cell wall spectra, analysis of the whole set of different tissue sections based on the Raman images reveals differences in xylem tissue morphology. Due to the specifics of excitation of the Raman spectra in the visible wavelength range (532 nm), which is, e.g., in resonance with carotenoid species, effects ofRaman microspectra combine information on chemical composition of plant tissues with spatial information. The contributions from the building blocks of the cell walls in the Raman spectra of plant tissues can vary in the microscopic sub-structures of the tissue. Here, we discuss the analysis of 55 Raman maps of root, stem, and leaf tissues of Cucumis sativus, using different spectral contributions from cellulose and lignin in both univariate and multivariate imaging methods. Imaging based on hierarchical cluster analysis (HCA) and principal component analysis (PCA) indicates different substructures in the xylem cell walls of the different tissues. Using specific signals from the cell wall spectra, analysis of the whole set of different tissue sections based on the Raman images reveals differences in xylem tissue morphology. Due to the specifics of excitation of the Raman spectra in the visible wavelength range (532 nm), which is, e.g., in resonance with carotenoid species, effects of photobleaching and the possibility of exploiting depletion difference spectra for molecular characterization in Raman imaging of plants are discussed. The reported results provide both, specific information on the molecular composition of cucumber tissue Raman spectra, and general directions for future imaging studies in plant tissues.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:I. Zeise, Z. Heiner, S. Holz, Maike Joester, C. Buttner, Janina KneippORCiD
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):PLANTS-BASEL
Jahr der Erstveröffentlichung:2018
Organisationseinheit der BAM:1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien
1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien / 1.0 Abteilungsleitung und andere
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:MDPI, ST ALBAN-ANLAGE 66, CH-4052 BASEL, SWITZERLAND
Jahrgang/Band:7
Ausgabe/Heft:1
Erste Seite:7, 1
Letzte Seite:16
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Freie Schlagwörter:Imaging; Pants; Raman
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Chemie und Prozesstechnik
DOI:10.3390/plants7010007
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-474610
ISSN:2223-7747
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:01.03.2019
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:01.03.2019
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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