La microscopie à fluorescence X (XFM) est une technique qui permet de visualiser éléments chimiques et leur distribution dans la structure d'un spécimen de plante vivante. La technique est puissante, mais aussi difficile, car elle nécessite des protocoles très stricts pour la collecte, la préparation et l'imagerie des échantillons. Le non-respect de ces exigences peut entraîner des artefacts tels que des changements ultrastructuraux et la redistribution des éléments. Un autre facteur qui doit être pris en compte est la limite de dose de rayonnement à laquelle un spécimen vivant peut être exposé avant que cela ne provoque également des artefacts expérimentaux subtils et potentiellement difficiles à reconnaître. Jusqu'à présent, une telle limite n'a pas été établie sur la base de preuves empiriques.

Dans un article récent publié dans Annals of Botany, Michael WM Jones et ses collègues ont entrepris de mettre en place des directives claires sur la dose de rayonnement acceptable pour le matériel végétal vivant pendant l'analyse XFM. Les chercheurs ont utilisé des échantillons de feuilles et de racines fraîches de tournesol, ainsi que les mêmes tissus cryogéniquement congelés pour comparer les niveaux de dommages. Les tournesols ont été choisis parce que leur hydratation élevée devrait les rendre plus sensibles aux dommages causés par les radiations, ce qui donne une estimation prudente pour les autres espèces végétales. Les auteurs ont évalué à la fois les effets immédiats des différentes doses de rayonnement et leurs effets continus neuf jours après l'imagerie.

Les expériences suggèrent que, bien que les spécimens cryogéniquement congelés soient assez robustes contre cela, les dommages causés par les rayonnements dans les spécimens hydratés se produisent à une dose nettement inférieure à ce qui avait été supposé, à des doses couramment utilisées en imagerie. Des changements subtils dans la distribution des éléments étaient détectables bien en dessous du niveau de rayonnement qui laissait des effets évidents, soulignant la nécessité de directives de dosage. Les dommages étaient spécifiques à l'élément, les éléments diffusibles tels que le potassium et le calcium soluté étant plus sujets au mouvement, tandis que les ions tels que le silicium ou le calcium cristallin n'étaient pas affectés. "Par conséquent", écrivent les auteurs, "si l'objectif principal d'une étude est de révéler la distribution de K ou celle d'autres ions diffusibles tels que Na, Rb, Cs, Cl ou Br dans les vacuoles, les doses de rayonnement doivent être maintenues faibles. Inversement, si l'objectif est de révéler la localisation de Si ou de Ca cristallin dans les trichomes ou dans les cristaux d'oxalate de Ca, des doses de rayonnement plus élevées peuvent être envisagées.

Les auteurs soulignent que de nombreuses études XFM publiées ne rapportent que l'énergie du faisceau incident et le temps de séjour, mais pas le flux de rayons X au niveau de l'échantillon, ce qui est essentiel. "Sans enregistrement du flux incident, il est impossible d'évaluer la dose subie par l'échantillon et donc la probabilité de dommages affectant les résultats."