مقالة منهجية

تقنيات Phenotyping ميكرون-مقياس الذرة حزم وعائية استناداً إلى التصوير المقطعي بالأشعة السينية ميكروكومبوتيد

DOI:

10.3791/58501

⸱

أكتوبر 9, 2018

 ,  ,  ,  ,  , 
1Beijing Key Lab of Digital Plant, Beijing Research Center for Information Technology in Agriculture, Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences

* These authors contributed equally

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

نحن نقدم طريقة جديدة لتحسين تباين امتصاص الأشعة السينية الذرة الأنسجة مناسبة لفحص التصوير المقطعي ميكروكومبوتيد العادية. استناداً إلى صور الأشعة المقطعية، نقدم مجموعة من مهام سير العمل في تجهيز الصور لمختلف المواد الذرة لاستخراج فعالة تعمل مجهرية من حزم وعائية من الذرة.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

من الضروري أن دقة قياس الهياكل التشريحية الذرة المواد استناداً إلى تقنيات تحليل الصورة الفائق. هنا، نحن نقدم إعداد نموذج 'بروتوكول' لمواد الذرة (أي، الجذعية، ورقة، وجذر) مناسبة للعاديين ميكروكومبوتيد التصوير المقطعي (الصغرى-CT) المسح الضوئي. استناداً إلى صور عالية الاستبانة الأشعة المقطعية الجذعية الذرة وأوراق وجذور، يصف لنا بروتوكولين لتحليل حزم وعائية المظهرية: (1) استناداً إلى صورة الأشعة المقطعية الجذعية الذرة ونبات، قمنا بتطوير خط أنابيب تحليل صورة معينة استخراج تلقائياً 31 والسمات المظهرية 33 من حزم وعائية؛ (2) استناداً إلى سلسلة صورة الأشعة المقطعية لجذر الذرة، علينا إعداد نظام تجهيز صورة للتجزئة (ثلاثي الأبعاد) ثلاثية الأبعاد للسفن ميتاكسيليم، واستخراج ثنائي الأبعاد (2-d) والسمات المظهرية ثلاثي الأبعاد، مثل الحجم والمساحة للسفن ميتاكسيليم، إلخ بالمقارنة مع القياس اليدوية التقليدية من حزم وعائية المواد الذرة، البروتوكولات المقترحة إلى حد كبير تحسين كفاءة ودقة ميكرون-المقياس الكمي المظهرية.

المقدمة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يعمل النظام بالأوعية الدموية الذرة من خلال مصنع كامل، من الجذر والساق للأوراق، التي تشكل مسارات النقل الرئيسية لإيصال المياه والمغذيات المعدنية والمواد العضوية1. وظيفة هامة أخرى من الأوعية الدموية لتوفير الدعم الميكانيكي لنبات الذرة. على سبيل المثال، ارتباطاً وثيقا التشكل وعدد وتوزيع حزم وعائية في الجذور والسيقان المقاومة السكن لنباتات الذرة2،3. في الوقت الحاضر، دراسات عن التشريحي من حزم وعائية أساسا استخدام التقنيات المجهرية وأولتراميكروسكوبيك لعرض الهياكل التشريحية لجزء معين من جذع، أوراق، أو الجذر، وثم قياس وحساب هذه الهياكل من مصلحة التحقيق اليدوي. ولا شك أن القياس اليدوي لمختلف هيا....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1-نموذج إعداد بروتوكول

  1. لأخذ العينات، جمع الساق، ليف، والجذر من نباتات الذرة الطازجة وتقسيمها إلى ثلاثة أنواع من مجموعات العينة (كل مجموعة مع تكرار أربعة). ثم قطع منها إلى شرائح صغيرة باستخدام شفرة جراحة على النحو التالي: (1) خفض جزء الأوسط تنبع internode 1-1.5 سم في الطول؛ (2) قطع جزء من العرض الأقصى لنبات 0.5-3 سم في الطول على طول الاتجاه الرأسي مع المنطلق الرئيسي؛ (3) قطع جزء من جذر التاج 0.5 سم في الطول.
  2. لتثبيت القوات المسلحة اﻷنغولية، نقع في الجزء المتعلق بعينه في التوصل إلى حل القوات المسلحة اﻷنغولية (90:5:5 v/v/v، 70% إيثانول: 100% فورمالدهايد: 100% حمض الخليك) على الأقل 3 د.
  3. تنفيذ الإجراء الجفاف في التدرجات متسلسلة الإيثانول الستة ....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

بروتوكول إعداد نموذج مناسب للمسح الجزئي-الأشعة المقطعية العادية لا يمنع تشوه الأنسجة النباتية، بل يعزز أيضا على النقيض من امتصاص الأشعة السينية. يتم تفحص المواد النباتية pretreated باستخدام نظام الأشعة المقطعية الصغرى إلى صور شريحة عالية الجودة، وأعلى دقة يمكن أن تصل إلى 2 ميكرومتر/بكسل. ويبين الشكل 4 مايكرو-CT الصور الممسوحة ضوئياً الجذعية، ورقة، وجذر، وعلى النقيض من الصورة تحسنا كبيرا بالمقارنة مع النتائج التي تم مسحها ضوئياً من المواد النباتية الطازجة. في .......

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

مع التطبيق الناجح لتكنولوجيا الأشعة المقطعية في مجالات الطب الحيوي وعلوم المواد، هذه التكنولوجيا قد تم تدريجيا في مجالات علم النبات والزراعة، وتشجيع البحوث في علوم الحياة النباتية كأداة تقنية واعدة . في أواخر التسعينات، استخدمت تكنولوجيا الأشعة المقطعية أولاً لدراسة هياكل المورفولوجية وتطوير نظم جذور النباتات. في العقد الماضي، أصبحت أداة قوية وغير تدميري لعلماء الأحياء النباتية السنكروتروني حركة، وقد استخدمت بنجاح للتعرف على هياكل الأنسجة من العنب الأوعية الدموية8وهيكل الأنسجة من أوراق نبات

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

أيد هذا البحث الوطني طبيعة العلم مؤسسة في الصين (No.31671577)، العلم والتكنولوجيا الابتكار الخاص البناء يمول البرنامج من بكين أكاديمية الزراعة والغابات Sciences(KJCX20180423)، البحوث برنامج التنمية للصين (2016YFD0300605-01)، ومؤسسة العلوم الطبيعية بكين (5174033)، بكين بعد الدكتوراه بحوث مؤسسة (2016 ZZ-66)، وأكاديمية بكين للزراعة والحراجة العلوم منحة (KJCX20170404)، ( JNKYT201604).

....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
Skyscan 1172 نظام التصوير المقطعي المحوسب بالأشعة السينيةBruker Corporation ، بلجيكاNAلنظام
تجفيف النقطة الحرجة CO2< / sub> (Leica CPD300) شركةLeica Corporation ، ألمانياNAلتجفيف
العينة الإيثانولأيNAلتثبيت FAA
الفورمالديهايدأيNAلتثبيت FAA
خليك حمضأيNAلتثبيت FAA
شفرة جراحيةأيNAلقطع عينة sgements
طابعة ثلاثية الأبعادMakerbot replicator 2 ، MakerBot Industries ، الولايات المتحدة الأمريكيةNAلطباعة سلال عينة من جذر الذرة ، الجذعية ، وأنبوب
الطرد المركزيللأوراق Corning ، الولايات المتحدة الأمريكيةNAضع مواد الجذر أو الجذع أو الأوراق
اليود الصلبأيNAلعينة صباغة
برنامج SkyScan NreconSkyScan NRecon ، الإصدار: 1.6.9.4 ، شركة بروكر ، بلجيكاNAلإعادة بناء الصور
برنامج SselParserVesselParser ، الإصدار: 3.0 ، المركز الوطني للبحوث الهندسية لتكنولوجيا المعلومات في الزراعة (NERCITA) ، بكين ، الصينNAبروتوكول تحليل الصور لصورة التصوير المقطعي المحوسب المفردة لجذع الذرة أو ورقة
ScanIPScanIP، الإصدار: 7.0; Simpleware ، إكستر ، المملكة المتحدةNA3D برامج معالجة
الصور قفازات اللاتكسأيملاقط NA
أيNA

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Lucas, W. J., et al. The plant vascular system: evolution, development and functions. Journal of Integrative Plant Biology. 55, 294-388 (2013).
  2. Gou, L., et al. Effect of population density on stalk lodging resistant mechanism and agronomic cha....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

مقالات ذات صلة