Methodenartikel

LeafJ: Ein ImageJ Plugin für Semi-automatisierte Blattform Measurement

DOI:

10.3791/50028

⸱

21. Januar 2013

 ,  ,  , 
1Department of Plant Biology, University of California Davis

* These authors contributed equally

In diesem Artikel

Zusammenfassung

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Demonstration der wichtigsten Methoden für hohen Durchsatz Blatt Messungen. Diese Methoden können verwendet werden, um Blatt Phänotypisierung zu beschleunigen, wenn das Studium vieler Pflanzen-Mutanten oder anderweitig Siebanlagen für Blatt Phänotyp werden.

Zusammenfassung

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Hoher Durchsatz Phänotypisierung (phenomics) ist ein leistungsfähiges Werkzeug für die Verknüpfung von Genen, ihre Funktionen (siehe Beitrag 1 und jüngsten Beispiele 2-4). Blätter sind die primären photosynthetischen Organ, und ihre Größe und Form variieren entwicklungspolitisch und ökologisch innerhalb einer Anlage. Aus diesen Gründen Studien über Blattmorphologie erfordern Messung mehrerer Parameter aus zahlreichen Blättern, die am besten durch halbautomatische phenomics Werkzeuge 5,6 durchgeführt wird. Canopy Schatten ist ein wichtiger Umweltfaktor Cue das Pflanzenwachstum Architektur und das Leben der Geschichte betrifft, die Suite der Antworten wird zusammenfassend als Vermeidung von Schatten zählen Syndrom (SAS) 7. Unter SAS Reaktionen sind Schatten induzierten Blatt Blattstiel Dehnung und Veränderungen im Blade-Bereich besonders nützlich als Indizes 8. Bis heute kann Blattform Programme (zB SHAPE 9, LAMINA 10, LeafAnalyzer 11, LEAFPROCESSOR 12) zu messen Blatt Konturen und kategorisieren Blattformen, Kann jedoch nicht auszugeben Blattstiel Länge. Mangel an großen Messsysteme Blattstielen gehemmt hat phenomics Ansätze zur SAS Forschung. In diesem Papier beschreiben wir eine neu entwickelte ImageJ Plugin namens LeafJ, die schnell messen können Blattstiel Länge und Blattspreite Parameter der Modellpflanze Arabidopsis thaliana. Für das gelegentliche Blatt, das erforderliche manuelle Korrektur der Blattstiel / Blattspreite Grenze wir eine Touchscreen-Tablet verwendet. Ferner sind Blattzelle Form und Blatt Zellzahlen wichtige Determinanten der Blattgröße 13. Getrennt von LeafJ präsentieren wir auch ein Protokoll für die Verwendung eines Touchscreen-Tablet für Messzelle Form, Fläche und Größe. Unser Blatt trait Messsystem ist nicht auf Schatten-Vermeidungs-Forschung beschränkt und wird leaf Phänotypisierung von vielen Mutanten und Siebanlagen für Blatt Phänotypisierung beschleunigen.

Protokoll

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Ein. Pflanzenmaterialien

Beachten Sie, dass diese Pflanze das Wachstum Protokoll zum Nachweis Vermeidung von Schatten zählen Antwort gerichtet ist. Sie können Pflanzen unter Ihrem Lieblings Zustand wachsen.

  1. Sprinkle Arabidopsis thaliana Samen auf Wasser eingeweicht Filterpapiere in 9 cm Petrischalen und möglich (Stratifizierung) sie bei 4 ° C für vier Tage in der Dunkelheit.
  2. Übertragen Sie diese Petrischalen auf simulierte Sonnenbedingungen: FR-Verhältnis auf 1,86: 80-100 uE photosynthetisch aktive Strahlung (PAR) und weit-rote Ergänzung zu den R bringen. Verwenden Langtagsbedingungen (16 Stunden Licht / 8 St....

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Ergebnisse

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Ein. Blatt Images Zeige Schätzungen der Blattstiel und Blattspreite Boundary, und ihre Messfenster

Eines der nützlichsten Funktionen von LeafJ ist automatische Erkennung von Blattspreite / Blattstiel Grenze (Abbildung 1). Die LeafJ Algorithmus arbeitet wie folgt: die integrierte ImageJ ParticleAnalyzer Funktionalität wird verwendet, um herauszufinden und bestimmen die Orientierung der Blätter Innenseite der Benutzerauswahl. Für jedes Blatt die Breite des Blattes ist entlang des.......

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Diskussion

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Unser "LeafJ" plugin ermöglicht die Messung von Blattstiel Länge halbautomatisch, Erhöhung des Durchsatzes fast 6 Mal über manuelle Messung. Blattstiel Länge ist ein wichtiger Index für SAS und ist auch ein Wahrzeichen von anderen Phänomenen wie Überflutung Widerstand und hyponastic Wachstum 17. Deshalb dieses Plugin kann nützlich sein, um eine breite Palette von pflanzlichen Forscher.

Unser Plugin ist in einem gut etablierten java-basierte freie Software ImageJ umgesetz.......

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Offenlegungen

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Keine Interessenskonflikte erklärt.

Danksagungen

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LeafJ wurde von JNM geschrieben, während er ein Sabbatical war Dr. Katherine Pollard Labor am Gladstone Institute.

Diese Arbeit wurde durch ein Stipendium der National Science Foundation (Grant-Nummer IOS-0923752) unterstützt.

....

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Name des Reagenzes Firma Katalog-Nummer
weit Rotlicht LED Orbitec Maßarbeit
Transparenz IKON HSCA / 5
Scanner Epson Epson Perfection V700 PHOTO
Image J NIH http://rsbweb.nih.gov/ij/
LeafJ Brauch http://www.openwetware.org/wiki/Maloof_Lab
Air Display Avatron Software Inc. blank "> http://avatron.com/
iPad2 Apple Inc. http://www.apple.com/

Referenzen

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  1. Furbank, R. T., Tester, M. Phenomics--technologies to relieve the phenotyping bottleneck. Trends Plant Sci. 16, 635-644 (2011).
  2. Berger, B., Parent, B., Tester, M. High-throughput shoot imaging to study drought responses. J. Exp. Bot. 61, 3519-3528 (2010).
  3. Bo....

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Schlagwörter

LeafJ PluginHochdurchsatz Ph notypisierungMessung der Blattstiel L ngeBlattspreitenparameterAnalyse mittels Touchscreen TabletCompound MikroskopieFlachbettscanner BildgebungMessung der Zellform

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