植物显微结构研究是植物学各学科研究的基础,对植物的认识、分类、利用以及品种改良等,都离不开对其显微结构的深入了解。但现有植物显微结构的研究手段,包括光学显微镜和电镜等,通常都需要一个复杂的样品制备过程,且难以实现原位、活体的动态研究。核磁共振能够实现样品的无损成像,但其时间和空间分辨率尚不能满足需要,而X射线相衬显微成像技术(XPCM)则有可能成为一个理想的研究工具。XPCM克服了传统的X射线吸收成像对低Z元素成像衬度差的缺点,利用X射线的空间相干特性,可实现低Z介质内部结构的高衬度成像。X射线的强穿透能力,使得该方法对于一定厚度的非透明物质可实现原位、活体、无损成像。目前第三代同步辐射光源的高通量密度,使得植物体内生命活动等动态过程的实时显微成像也成为可能。　　 本论文主要开展了人参特征显微结构和植物空穴化机理的实验研究,并取得了以下创新性成果:　　 1.首次利用XPCM对典型中药材-人参的多种特征显微结构进行了较为系统的研究,主要包括草酸钙簇晶、导管、木栓细胞、淀粉粒等人参的特征显微结构。研究结果表明,XPCM可获得名贵、难解剖中药材的高清晰特征显微结构。实验中还发现了一种未曾报道过的结构,这很可能是人参的一种新的特征结构。由于分辨率高、不需要对样品进行预处理,该方法具有其特殊的优越性,有望成为中药材显微鉴定领域中一种简便快速的新型鉴定方法。　　 2.利用XPCM成功实现了植物木质部导管空穴化机理的高分辨、原位、动态观察。对干旱胁迫下导管发生空穴化的动态机制进行了实验研究,首次实现了空穴化过程的原位、动态观察,并发现了气泡长大这一空穴化的关键过程,从而为空穴化产生机理研究提供了直接的实验证据,为植物生理学相关领域的热点和难点问题的进一步研究打下了坚实的基础。　　 3.空穴化后植物的栓塞修复过程的初步实验研究。成功观察到了导管中水的输运过程,发现不同失水程度下植物复水方式的不同,为植物栓塞修复过程研究提供了一种有效的手段。