Name: ほふく茎と地下茎の芝草をデジタル画像解析システムを用いた測定 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-02-19T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 2 s
Description: 学ぶ デジタル画像解析システムを用いたほふく茎と地下茎の形態測定法。WinRHIZOを使用し、バーミューダグラスなどの芝草の生物量と成長動態を正確に解析する手法を習得できます。

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1. バイオマスの収集
<ol><li>地上部現存量と種に応じて適切な深さと土層構造を含む試料を収集 (芝種 15 cm 奥行きは一般的に十分な) ほふく茎と地下茎のコレクションを確認します。 注: 全体的なプロットのサイズ考慮されなければならない破壊のサンプル撮影されるので、研究を開始する前に。一般に、実験は長く実施、必要なプロットのサイズは大きく。</li>
	<li>サンプル コレクションの前に土の状態を確認してください: 土が乾燥しすぎて、重い土壌を中心に場合のサンプルを収集するために困難になる可能性があります。この場合、サンプルの層を柔らかくためにコレクションの前にプロットを灌漑します。</li>
	<li>土壌試料採取装置 (≥ 8 cm 径) を使用してサンプルを収集またはフレームを収集するために表面積を定義 (≥ 10 × 10 cm)、鋤でサンプルを収集。研究室テープで各サンプルのラベルを付けます。</li>
	<li>植物の人口の代表であるので、プロットあたりいくつかのランダムなサンプルを収集します。</li>
	<li>実験全体の同じサンプラを使用し、ほふく茎と根茎の密度を計算する各サンプルを表す領域を記録します。 注: プロトコルがここでは、一時停止にできるし、サンプルをビニール袋に格納され、温度で保存することができます-18 ° C 未満</li>
</ol>2. バイオマスの洗浄のサンプルします。
<ol><li>サンプルが、0.5 〜 1.5 の大きなふるいストロンや根茎のサイズに応じて mm の開口部。開口部は十分なすべてのほふく茎と根茎を保持する小さなする必要がありますが、削除する土粒子を許可するように十分な大きさ。砂質土の別の開口部と他の上に 1 つを置いた 2 つのふるいは精度と効率の向上のためにできます。</li>
	<li>植物を傷つけることがなく土壌粒子を除去する十分な電力と水の流れとサンプルをクリーンアップします。</li>
	<li>洗浄のサンプルを取得し、紙タオル、世話をトレイに適切にラベルを付けるとトレイの配置します。 注: プロトコルがここでは、一時停止にできるし、サンプルをビニール袋に格納され、温度で保存することができます-18 ° C 未満</li>
	<li>さらにハサミで根と葉を削除することによってサンプルをクリーンアップします。この過程で、ほふく茎と根茎、別の必要な場合、個体あたり匐枝や茎、植物の番号などの追加情報を記録します。 注: ほふく茎と地下茎から根と葉のすべての組織を削除すると精度が向上します。細根が削除することは困難しかし、デジタル画像解析によって選択された値よりも小さい直径が付いている器官を除外するソフトウェア アプリケーションを使用して分析から除外することが可能だ (参照手順 5.1)、画像の定義に基づいてかなり正確に観察であります。画面上に再現。</li>
	<li>場所ほふく茎と地下茎ではラベル バッグです。 注: プロトコルがここでは、一時停止にできるし、サンプルをビニール袋に格納され、温度で保存することができます-18 ° C 未満</li>
</ol>3. スキャンと画像サンプルの解析
<ol><li>走査装置 WinRHIZO 標準の透明なプラスチック製のトレイにサンプルを配置します。ほふく茎と地下茎の重複を最小限に抑える所鉗子を使用して手動で配置します。大規模なサンプルは、サブサンプルに分割する必要があります。</li>
	<li>ほふく茎と地下茎が細根と通常起こる読み取りエラーを引き起こす可能性のある臓器の過剰な近接を避けるため十分な剛性を持っているので、(根に推奨)、トレイに水を追加しないでください。</li>
	<li>スキャナー面にトレイを置きます。</li>
	<li>スキャナーをオンにし、プログラムの実行を開始します。</li>
	<li>保存した画像の可能なそれ以上の制御のためのコマンドの画像集録パラメーター、イメージメニューの画像解像度をチェックします。</li>
	<li>コマンドはルートと背景の区別、スキャンした臓器に属するピクセルの良い分類分析しきい値を確認します。</li>
	<li>画像集録パラメーターをコマンドイメージメニューの全体のトレイ表面がスキャンされことを確認してください。</li>
	<li>径クラスの臓器分布スキャンした画像上のグラフィック領域に径ごとに表示を確認します。0.1 mm 間隔と 20 の等しい幅のクラスを選択するには、グラフの水平軸をクリックします。この関数は、ほふく茎または根茎が完全にクリーンアップされない場合は根や小器官に属するデータを除外できます。文献は、芝種のほとんどの根が直径 0.2 mm よりも低いであることを報告します。 注: 幅とクラスの数は、ほふく茎と分析したサンプルとこの意味の周り変動の根茎の平均粒径を考慮しながら変更できます。コントロールは、除外する最小の直径を決定するためのいくつかのサンプルで実施しなければなりません。</li>
	<li>最初のサンプル スキャンを実行し、編集が良い分析のためにできることを確認します。</li>
	<li>画像を保存するソフトウェアの指示に従い、解析を処理します。画像と解析サンプル ラベルでラベルを付けます。</li>
	<li>すべてのサンプルのスキャンを続行します。 注: プロトコルがここでは、一時停止にできるし、サンプルをビニール袋に格納され、温度で保存することができます-18 ° C 未満</li>
</ol>4. 乾燥重量の測定
<ol><li>精密な電子天秤を使用すると、tared アルミ トレイにスキャンされたサンプルを配置します。</li>
	<li>すべてのスキャンされたサンプル手順 4.1.</li>
	<li>オーブンにサンプル 105 ° C に設定して 24 時間乾燥させるすべてを挿入します。</li>
	<li>サンプルを削除し、組織重量が安定するまで待ちます。</li>
	<li>そのたれ付けのすべてのサンプルの重量を量る。</li>
	<li>各サンプルの正味重量を得るために記録された重量から風袋を減算します。</li>
</ol>5. 補正データと長さと質量密度の計算
<ol><li>長さと平均粒径の補正<ol>
<li>.Csv ファイルに WinRHIZO と分析で得られた .txt ファイルに変換します。</li>
		<li>器官 (根、葉、またはトレイに傷の一部) 0.2 mm 未満のデータを除外するのに直径のクラスにグループ化した結果を使用します。</li>
		<li>(.Txt ファイルの行) の合計を読んで各 WinRHIZO 0.2 mm より大きい直径のクラスのすべての長さが記録されます。この補正で計算される長さは、さらにデータ処理に使用される効果的な長さです。</li>
		<li>各 WinRHIZO 読書のため投影領域を直径の記録合計 0.2 mm 以上のクラスします。長さと投影面積の比率を与える直径が付いている器官の排除を補正した平均粒径 0.2 mm 以下。</li>
	</ol>
</li>
	<li>サンプルは、サブサンプルに分割されており、すべてのサブサンプルの長さの合計として最終的な長さを計算し、すべてのサブサンプルの長さの合計とすべてのサブサンプル投影領域の合計の割合として最終の平均粒径を計算します。</li>
	<li>必要なサンプル サイズに基づく単位表面積あたりの長さおよび重量の密度を計算します。</li>
	<li>統計解析で取得したデータを使用します。</li>
</ol>

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</ol>

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ここで説明したプロトコルの開発し、芝草研究評価。しかし、匍匐枝または根茎種の形態的特徴、環境条件および精密洗浄のサンプルによると必要な調整の範囲にわたって使用できます。
このプロトコルによる推定平均粒径は、キャリパーで測定した節間直径に比較できません。デジタル画像解析では、平均直径、合計投影面と合計間の比率の計算にノードそして節間を含まれています長さ。Pornaroらによって議論されるよう24、バミューダ グラス匐枝の節でキャリパーで測定される WinRHIZO 過大評価システム平均粒径値の得られる平均粒径。ストロンの直径匐枝の節間の直径を記述する一般的なもので、植物の説明18,25に使用される一般的なパラメーターです。このため、Pornaroら24は、平均粒径推定 WinRHIZO システムを手動で測定した節間直径を記述する 2 つの異なる形態の側面を指摘しました。
このプロトコルを実行する必要な時間には、ルーチン分析のための制限要因が残っています。最も時間がかかるフェーズは、サンプル (ステップ 2.4) のクリーニングです。大量のバイオマスと芝サンプルを 1 つのクリーニング、私たちの経験に基づいて (すなわち20 × 20 cm) 2 〜 4 時間のために働く約 3 人が必要です。プロトコルに従って、洗浄プロセス、両方デジタル解析システムと必要なノギスと定規を使用してます。サンプルは、ほふく茎・根茎の限られた数で構成されて、2 つの方法でデータを収集するために必要な時間は似ています。しかし、サンプル サイズが増加すると、ソフトウェア ベースのメソッドがない増加、2 回目以降唯一の制限要因はスキャナーの表面積。どころか、ほふく茎または根茎サンプルを構成する数と定規とキャリパーで臓器を測定するために必要な時間が増加します。
節間の長さの測定に基づいている常に成熟した芝草のほふく茎と根茎の特性の研究と直径と質量乾燥重量7,11,26,27。サンプルとサンプル サイズの増加に伴い精度は低下の処理に必要な大規模な時間、手動測定ほふく茎または根茎11,20,25の少数に限られているはずです。そのため、彼らは単一植物の実験に適したのみ可能です。従来の方法上の画像解析システムの利点は大きなストロンや根茎の長さを測定することができますそれがサンプルし、長密度と比重 (重量長さの比) を計算します。
このプロトコル (ストロンまたは根茎重量は現在形態の説明に使用される唯一のパラメーターです) バイオマス試料長密度のほふく茎と根茎の長さの測定と計算できます。ストロンや根茎の長さの現在の技術で推定することはできません多くの研究で重要なパラメーターがあります。匐枝の重量と長さの密度相関されていない常に、ほふく茎と根茎システムを適切に評価するために複数のパラメーターを測定することが望ましいことを示す別の芝生の種6に関する最近の研究を示しています。このメソッドは、特に品種に適したまたは文化管理の実践比較。
プロトコル内でいくつかの手順は、長さの成功の推定とほふく茎と地下茎の平均直径に重要です。植物形態別の環境条件、数のサンプル (サンプル サイズ) と地盤の下の高い変動のため必要があります寸法サンプル (サンプル寸法) 慎重に評価する必要があるあり、可能な代表的データのばらつきを減らすために人口。また、クリーニング ルーツし、分析は過大評価を避けるために特別な注意を必要とする細心の作業前に、ほふく茎から葉します。最後に、画像を処理する前に慎重に直径クラスおよび最小直径のすべてを除外するソフトウェアのオプションを使用してストロンまたは分析から根茎はない幅を選択する勧めします。各試験種と文化的慣行を含む環境条件によって異なります直径最小径の選択が必要です。

植物形態学の研究は、生態学、農学、生物学、生理学を含む植物科学のすべての分野で主として扱われます。植物の根システムは、ストレス耐性、地盤安定、植物の生長と生産性でその重要性を広く検討されています。ほふく茎と地下茎がまた広く植物伝播戦略、回復能力、および炭水化物ストレージでの彼らの役割のため。ほふく茎と根茎が成長、水平方向にどちらか地上 (ストロン) 変更された茎や地面の下 (根茎)。ほふく茎と根茎は定期的に等間隔ノード, 節間と新しい根と芽1に上昇を与えることができる分裂のノードも含まれます。根、茎、および様々 な植物2,3,4,5,6,7、根茎の調査のさまざまなトピックに関する研究の多数がずっとあります。 8。芝草の根茎、茎、根系は芝質9春冬休眠10、および耐摩耗と回復能力11後グリーン アップの重要性のために研究されています。さらに、これらの臓器も他の作物、米12大豆4とトウモロコシ13、外側の茎が重要な役割を再生土壌浸食制御5で牧草地などの芝草研究します。
根長密度 (土壌量当りの根長) と平均粒径は一般に測定を使用してスキャン ソフトウェア3,4,5,9,14,15、 16,17,18。逆に、長さとほふく茎または根茎の直径定規では通常測定されるキャリパー3,19,20必要な時間と労働21,22,23,24します。 したがって、彼らはほふく茎または根茎11,20,25の限られた数で、間隔をあけられた植物のみの形態的特性に制限が多い。成熟したキャノピーのほふく茎と根茎の特性の研究は、バイオマスの大量のサンプリング、通常のみほふく茎と根茎の乾燥重量密度 (表面の単位あたりの乾燥重量) が決定した7,11,26,27. 匐枝の乾燥質量、実際には、することができます匐枝の長さと直径のよりもより簡単に測定オーブンでサンプルを乾燥します。しかし、匐枝の長さは重要な種や品種の特徴をよく乾燥質量とは無関係です。匍匐性の多年生イタリアンライ グラス (ペレニアルライ グラス) の最近の研究は、高いストロン長密度とサンプルが必ずしも高い匐枝重量密度6を持っていなかったことを示した。
画像解析システムは、ルート高速28,29より正確、かつ、従来の手動方法31,32,よりヒューマン エラー30,21が発生しにくいの分析を行う33します。 また、これらのシステムが高い現行を提供、光、光のセットアップ、および解像度、各調整は多くの場合を含む使いやすいツール スキャン画像34。Pornaroら24実証洗った根の測定に適した画像解析システム WinRHIZO システム可能性がありますを克服して現在の方法よりもより完全にほふく茎と根茎の特徴を分析する代替方法を提供人間のミスによる測定エラー。形態学的説明とほふく茎と根茎の成長に関する定性的情報は、統計精度を上げてを許可するバイオマスの大量でも迅速に、サンプルの数が多いを分析する画像解析システムを使用できます。したがって、ルート解析ソフトウェア パッケージは、成長やほふく茎の形態と異なる植物種24の根茎の代わりに、信頼性の高い、高速メソッドを提供します。
バミューダ グラス (ギョウギシバ属) の 4 品種のほふく茎と根茎の開発を研究する北東イタリアで行われた実験を紹介します。ほふく茎と地下茎播種 ("LaPaloma"と"Yukon") の開発に関する知識を高めるため、研究の目的は、バミューダ グラスの生長 (「愛国者」と「ティフウェイ」) の品種。実験は 2013 年 5 月に設立され、芝採取は 2015 年の夏に 2013 年秋から年間 3 つのサンプリング日付 [グリーン アップ) (前に、の 3 月、7 月 (完全生育期)、(前に冬の休眠) 10 月]。説明とこのメソッドの説明については、この時点でサンプルの大規模なバイオマス迅速分析の必要性を正当化、第二成長期 (2014 年 7 月) の夏で収集されたサンプルを使用しました。WinRHIZO、特に根の洗浄測定向けデジタル画像解析ソフトウェア ツールは、匐枝長密度と平均粒径を決定する使用されました。

<table><tbody><tr><td>実験室用テープ</td><td>任意の</td><td>NA</td><td>タグは、サンプルのラベル付けに使用できます</td></tr><tr><td>ビニール袋</td><td>任意の</td><td>NA</td> 任意の<td>ビニール袋を使用して、サンプルがクリーンされるまで保存することができます</td></tr><tr><td>紙袋</td><td>任意の</td><td>NA</td><td>任意の紙袋を使用して、カビの形成を防ぐために洗浄されたサンプルを保持することができます</td></tr><tr><td>ペーパータオル</td><td>任意の</td><td>NA</td><td>サンプルを水で洗浄した後、ハサミで洗浄する前に、水を吸収するためにペーパータオルの上に置くと便利です</td></tr><tr>は<td>さみ</td><td>任意の</td><td>NA</td> 先端<td>の細かいハサミ</td></tr><tr><td>アルミボックス</td><td>Any</td><td>NA</td><td>サンプルトレイを収納するのに十分な大きさのアルミボックス</td></tr><tr><td></td><td>Any</td><td>NA</td><td>洗浄プロセス中に</td></tr><tr><td>サンプルを保持するためにプラスチックトレイを使用すると便利です0.5-1.5 mmの開口部を持つふるい</td><td>任意の</td><td>NA</td><td>任意のふる</td></tr>い<tr><td>土壌コアサンプラー</td><td>任意の</td><td>NA</td><td>我々は、少なくとも8 cmの正方形フレームの直径を持つ土壌収集のためのコアサンプラーを使用します</td></tr><tr><td></td><td>任意の</td><td>NA</td><td>大きなサンプルを収集するために、我々は正方形フレーム(10 x 10 cm、または15 x 15 cm、または20 x 20 cm)</td></tr><tr><td>スペード</td><td></td>を使用します任意の<td>NA</td><td>我々はスペードを使用して、正方形のフレーム</td></tr><tr><td>で区切られたサンプルを引き出します精密電子天秤</td><td>任意の</td><td>NA</td><td>任意の精密電子天秤</td></tr><tr><td>実験室オーブン</td><td></td><td>任意のNA</td><td>任意の実験室オーブン</td></tr><tr><td>冷凍庫</td> 任意の<td></td><td>NA</td><td>任意の冷凍庫</td></tr><tr><td>WinRHIZOソフトウェア</td><td>Regent Instruments Inc., ケベック</td><td>州 NA</td><td>「基本」バージョンを除外</td></tr><tr><td>WinRHIZOスキャナー</td><td>Regent Instruments Inc., Quebec</td><td>NA</td><td>WinRHIZOシステムは、ソフトウェア</td></tr><tr><td>WinRHIZOスキャナアクセサリー</td><td>リージェントインスツルメンツ社、ケベック</td><td>NA</td><td>WinRHIZOシステムのために較正されたスキャナが含まれています WinRHIZOシステムは、スキャナと一緒に使用されるプラスチックトレイやポジショナーとして、アクセサリーが含まれています</td></tr></tbody></table>

ほふく茎と地下茎の芝草をデジタル画像解析システムを用いた測定

Measuring Stolons and Rhizomes of Turfgrasses Using a Digital Image Analysis System

ほふく茎や地下茎の長さと直径は、通常シンプルな定規やノギスを使用して測定されます。この手順は、ゆっくりと骨の折れる、ほふく茎や地下茎の限られた数に使われるので。このため、これらの特性は、植物の形態的特性の彼らの使用に制限が。デジタル画像解析ソフトウェア技術の使用増加数とサンプルのサイズも増加する傾向がある人間のミスによる測定エラーを克服する可能性があります。プロトコルは作物のあらゆる種類の使用することができますが飼料や牧草、植物が小さいために特に適して、多数。芝のサンプルは地上部現存量と最大の根茎の発達、興味の種によっての深さに浅層から成っています。研究では、サンプルは土から洗っているし、デジタル画像解析ソフトで解析の前に匐枝/根茎を手作業で洗浄します。加熱オーブン乾燥体重を測定する実験室でさらにサンプルを乾燥します。したがって、各サンプルでは、結果のデータは、合計の長さ、総乾燥重量および平均粒径値です。スキャンした画像は、解析の前に残りの根や葉洗浄プロセスで削除されないなど、目に見えるの余分な部分を除外することによって修正できます。確かに、これらのフラグメントは通常彼らすることができます簡単に解析から除外オブジェクトは考慮されません以下最小直径を固定することによって、ほふく茎や根茎よりもはるかに小さい径であります。サンプル サイズに基づいて、単位面積あたり匐枝や地下茎密度ことができますし、計算されます。この方法の利点は、長さとほふく茎や地下茎の大規模なサンプル数の平均直径の迅速かつ効率的な測定です。

フィールド実験は、2 つのシード型 ("LaPaloma"と"Yukon") と 2 つの滅菌植物雑種 (「愛国者」と「ティフウェイ」) などを含む 4 つのバミューダ グラス品種のほふく茎と根茎の開発を比較する 2013 年秋季に設立されました。実験的なデザインだった 12 プロット (2 × 2 m) の合計のための 3 つの反復と無作為化完全ブロック。
14 ほふく茎と各芝品種や野生のバミューダ グラスから 14 の根茎は、70 ほふく茎と地下茎の 70 の合計のためのプロットに近い野生のバミューダ グラス植物からだけでなく、プロットをランダムに収集されました。すべてのほふく茎と地下茎は、さらに測定前にプロトコル (手順 2) で説明したようにクリーニングされました。節間直径と長さをそれぞれ、ノギスと定規、測定した、ノードの数は、匐枝や地下茎ごとに数えられました。定規やノギスでほふく茎と根茎のサンプルを測定し必要な時間も記録されました。ほふく茎と根茎の直径は、すべて節間直径測定の手段として算出しました。合計ほふく茎と根茎の合計長さはあったすべての節間の長さの合計として計算されます。さらに、合計スキャンの長さと各ほふく茎と根茎のスキャンされた直径は 3 と 5 の手順で説明されているようにデジタル画像解析システムを使用して測定しました。デジタル解析システムでほふく茎と根茎の特性を測定するために必要な時間を記録しました。各ほふく茎と根茎されたノードから別の節にハサミでカットし、節間は、前述の手順 3 と 5 でスキャンした節間直径を推定する使用されました。ほふく茎と地下茎のピアソンの相関係数を求めた (n = 70 匐枝、n = 70 根茎) 実測し長さをスキャン、測定、内径、ノードの数、測定値の差の絶対値をスキャンとスキャンした直径と測定径とスキャンした節間直径。ルーラーと計測された長さは、デジタル画像解析システムを用いて長さを調整する使用されました。
回帰分析とスキャン根茎長さと測定長さ (図 1 b) のと同様、スキャン匐枝の長さと測定長さ (図 1 a)、1.03 の傾きと切片-4.22 の間には高い相関が示された、1.03 と 4.22 の切片の斜面。手で洗浄、14 ほふく茎と 14 の根茎を取った 11 分、21 分、24 s の平均時間と 12 s、それぞれ。測定長さと定規とキャリパーが付いている直径の平均時間は 14 分と 6 匐枝と 13 分 35 の根茎の s。WinRHIZO を使用したサンプルのスキャン、ソフトウェアの分析は、ほふく茎と 12 分と 4 の 11 分の平均を取った根茎の s。
測定し、スキャンした径も有意なほふく茎と地下茎の相関します。測定とスキャンした径間の関係は 1:1 を示す (図 2 aおよび2 b) データの良いフィット感に近かった。ただし、切片には、デジタル画像解析システムが特に低い値のための計測された直径を過大評価し、根茎の直径の値が過小評価されることが示されます。直径の計算に使用される合計投影面に影響を与えるソフトウェアによってスキャンされるストロン ノード原因この過大評価であるかもしれない (合計投影面と合計間の比率の長さ)、代わりに測定時に除外されますとキャリパーで作られました。ノードの数との相関関係だけでストロン (図 3 a); 両方の方法 (測定し、スキャン) によって得られる直径値の差は有意とまた、ノード数の変動説明この差の変動の小さい部分だけ (R2 = 14%)。有意な関連が認められたスキャン節間直径と直径を測定 (1.01 のほふく茎と根茎のための 0.98 の斜面をほぼゼロのインターセプトそれぞれ) (図 4 aおよび4 b) その節間直径を示します正確に推定できるデジタル画像解析システムを限り、ノードは削除されます。したがって、多数の茎または根茎によって構成されるサンプルの合計匐枝の長さと平均直径が簡単かつ正確に定量化するデジタル画像解析システムを用いたします。
継続的な実験の一環として、1 つの芝サンプル (20 × 15 cm の深さ x 20) 夏 2015 秋 2013 季節から各区で収集され、プロトコルで説明されているように処理されました。単位面積 (長さ密度) あたりほふく茎と根茎の長さと 2014 年 7 月に採取した試料の単位表面積 (質量密度) あたりの重量は、図 5に掲載されています。ストロン長密度の違い冒さ品種 (「愛国者」と「ティフウェイ」) 観察し、, シードもの (「ラ ・ パロマ」と"Yukon").「愛国者」には、根茎長、最高密度、続いて「ティフウェイ」とシード品種が表示されます。すべての品種の「愛国者」「ティフウェイ」、「ラ ・ パロマ」と"Yukon"に続いて最高値示すとはストロン重量密度は違いました。冒さ品種には、シードの品種より高い根茎重量密度も表示されます。単位面積 (長さ密度) あたりほふく茎と根茎長および研究期間中の愛国者は、図 6で報告されている品種の単位面積 (質量密度) あたりの重量の開発。ストロン長密度は、2014 年 3 月から 2014 年 7 月への増加を表示され、それは変わらない 2014 年 7 月から 2015 年 7 月まで。2013 年 10 月および 2014 年 3 月で収集されたサンプルの数根茎のみが見つかりました。根茎長密度増加 2104年 7 月、2014 年 10 月に再び減少がその最高値に達する。ストロン重量密度は幾分 3 月から上昇し、2014 年 7 月;しかし、急速な増加は 2015 年 3 月のそれに続く減少と 2014 年 10 月に 7 月から観察されました。根茎重量密度は、2014 年 7 月の最高値の根茎長密度に同じような傾向を持っていた。
ソフトウェアには分析で、スキャンした画像のすべてのオブジェクトが含まれています。WinRHIZO ソフトウェアからのデジタル画像分析レイアウトの例が異なる色のラインが径クラスごとの合計の長さを計算するさまざまな直径のオブジェクト (ストロン) をオーバーレイ (図 7)、送信されます。我々 は、分析がルーツのアカウント断片を考慮または葉を観察できます。3.9 の手順で説明するよう、幅と分析される直径のクラスの数を制限することが可能です。ヒストグラムは、選択されている直径クラス (図 7) に長さの分布を示しています。このヒストグラムは、除外する最小径クラスを評価するために使用できます。画面画像のハイライト部分の上の部分ではこのグラフの目視程度正規分布を長さには意味通常のフィットよりも高い値を示す最初の 2 つのクラスを除いて、径クラス配布。サンプル洗浄されている慎重に、これらのより小さいクラスを含む場合でもデータ分析結果、長密度を過大評価と過小評価平均粒径に影響を与える可能性があります。我々 の結果は小さいクラスの長さを示す (直径 &lt; 0.2 mm) 総根茎長の値がソフトウェア分析 (表 1) で得られた 13 32% を占めています。また、平均粒径は 2-17% (表 1) から過小評価されました。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58042/58042fig1.jpg"> 図 1: 値に対して定規で測定した長さの値の回帰分析の推定バミューダ グラス匐枝24 () のデジタル画像解析システム、) の根茎 (b) です。破線は、1:1 の比率を表します。パネルには、Pornaroらから変更されています。24.<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58042/58042fig1large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58042/58042fig2.jpg"> 図 2: 値に対してキャリパーで測定した直径の値の回帰分析の推定のバミューダ グラスほふく茎根茎は24 (a) と (b) デジタル画像解析システム。破線は、1:1 の比率を表します。パネルには、Pornaroらから変更されています。24.<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58042/58042fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58042/58042fig3.jpg"> 図 3: バミューダ グラス匐枝24 (a) と (b) の直径の差の絶対値に対して根茎のノード数の回帰分析デジタル画像解析システムの推定し、キャリパーで測定します。破線は、1:1 の比率を表します。パネルには、Pornaroらから変更されています。24.<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58042/58042fig3large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58042/58042fig4.jpg"> 図 4: 値に対してキャリパーで測定した直径の値の回帰分析の推定バミューダ グラス匐枝24 (a) と (b) の節間のみ根茎のデジタル画像解析システム。破線は、1:1 の比率を表します。パネルには、Pornaroらから変更されています。24.<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58042/58042fig4large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58042/58042fig5.jpg"> 図 5: ほふく茎と芝バミューダ グラス品種 (愛国者、ティフウェイ、ラ ・ パロマ、ユーコン準州) を比較する実験から根茎の長さと重量密度の結果の例です。ストロン長さ密度 ()、根茎長密度 (b)、匐枝重量密度 (c)、および根茎重量密度 (d)。垂直バーは、六つのレプリケートの標準誤差を表しています。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58042/58042fig5large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58042/58042fig6.jpg"> 図 6: ほふく茎と根茎パトリオット バミューダ グラス品種のほふく茎と根茎の開発を示すフィールド試験からの長さと重量密度の結果の例です。ストロン長さ密度 ()、根茎長密度 (b)、匐枝重量密度 (c)、および根茎重量密度 (d)。垂直バーは、六つのレプリケートの標準誤差を表しています。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58042/58042fig6large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58042/58042fig7.jpg"> 図 7: デジタル画像解析 WinRHIZO ソフトウェアからのレイアウトの例です。フォア グラウンドでスキャンした画像や画面の画像の上部に棒グラフは、選択した直径の長さの分布を示します。色付きの線は画像解析を示し、各色直径クラスが横棒グラフで報告されるの色に対応しています。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58042/58042fig7large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td rowspan="2">品種</td>
			<td rowspan="2">ブロック</td>
			<td colspan="3">根茎長 (cm/dm2)</td>
			<td colspan="3">平均粒径 (mm)</td>
		</tr>
<tr>
<td>&lt; 0.2 mm</td>
			<td>合計</td>
			<td>比、</td>
			<td>&lt; 0.2 mm</td>
			<td>合計</td>
			<td>比b</td>
		</tr>
<tr>
<td>愛国者</td>
			<td>1</td>
			<td>231</td>
			<td>278</td>
			<td>16.9</td>
			<td>1.637846</td>
			<td>1.5994</td>
			<td>97.7</td>
		</tr>
<tr>
<td>愛国者</td>
			<td>2</td>
			<td>304</td>
			<td>349</td>
			<td>12.8</td>
			<td>1.620667</td>
			<td>1.588371</td>
			<td>98.0</td>
		</tr>
<tr>
<td>愛国者</td>
			<td>3</td>
			<td>304</td>
			<td>366</td>
			<td>16.8</td>
			<td>1.649918</td>
			<td>1.621367</td>
			<td>98.3</td>
		</tr>
<tr>
<td>ティフウェイ</td>
			<td>1</td>
			<td>184</td>
			<td>231</td>
			<td>20.6</td>
			<td>2.149745</td>
			<td>1.9951</td>
			<td>92.8</td>
		</tr>
<tr>
<td>ティフウェイ</td>
			<td>2</td>
			<td>155</td>
			<td>193</td>
			<td>19.9</td>
			<td>1.866253</td>
			<td>1.76605</td>
			<td>94.6</td>
		</tr>
<tr>
<td>ティフウェイ</td>
			<td>3</td>
			<td>119</td>
			<td>150</td>
			<td>20.9</td>
			<td>1.877386</td>
			<td>1.75865</td>
			<td>93.7</td>
		</tr>
<tr>
<td>ラ ・ パロマ</td>
			<td>1</td>
			<td>17</td>
			<td>23</td>
			<td>24.4</td>
			<td>2.139019</td>
			<td>1.8904</td>
			<td>88.4</td>
		</tr>
<tr>
<td>ラ ・ パロマ</td>
			<td>2</td>
			<td>26</td>
			<td>38</td>
			<td>31.6</td>
			<td>2.101385</td>
			<td>1.7455</td>
			<td>83.1</td>
		</tr>
<tr>
<td>ラ ・ パロマ</td>
			<td>3</td>
			<td>34</td>
			<td>47</td>
			<td>27.5</td>
			<td>2.033729</td>
			<td>1.7354</td>
			<td>85.3</td>
		</tr>
<tr>
<td>ユーコン準州</td>
			<td>1</td>
			<td>32</td>
			<td>44</td>
			<td>28.0</td>
			<td>1.700155</td>
			<td>1.4945</td>
			<td>87.9</td>
		</tr>
<tr>
<td>ユーコン準州</td>
			<td>2</td>
			<td>17</td>
			<td>25</td>
			<td>33.2</td>
			<td>1.68339</td>
			<td>1.4284</td>
			<td>84.9</td>
		</tr>
<tr>
<td>ユーコン準州</td>
			<td>3</td>
			<td>67</td>
			<td>87</td>
			<td>23.6</td>
			<td>1.844721</td>
			<td>1.6774</td>
			<td>90.9</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="4">
クラス 0.2 mm/全長の長さ</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="5">
b合計クラス 0.2 mm 径/直径</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
</tbody></table>表 1: 根茎長密度と根茎平均径より小さい径クラスと。長密度と 0.2 mm とその比 (クラス ≤ 0.2 mm/全長の長さ); より小さい直径のクラスを含むなし平均粒径 0.2 mm とその比より小さい直径のクラスを含むなし (クラスを含む直径 &lt; &lt; 0.2 mm クラスの 0.2/直径直径を含めずに)。

ソフトウェア ベースのイメージ分析システムは、匍匐枝や地下茎の種の形態を研究する代替メソッドを提供します。このプロトコルは、長さとほふく茎と根茎の直径の測定を可能にし、バイオマスの大量のサンプルとさまざまな種に適用できます。

Length and diameter of stolons or rhizomes are usually measured using simple rulers and calipers. This procedure is slow and laborious, so it is often ...

この方法は、芝草、牧草地、牧草地などの異なる作物のストロンと根茎の成長と形態の重要な質問に答えることができます。この技術の主な利点は、ストロンと根茎の長さは、現在使用されている唯一のパラメータであるバイオマスの大量のサンプルで測定することができるということです。土壌コアサンプラーを使用してサンプルを収集します。上記の地上バイオマスと、ストロンと根茎の両方の収集を確実にするために種に応じて、適切な深さの土壌層を含める。または、フレームで収集し、スペードでサンプルを収集する表面積を定義します。各サンプルにラボ用テープでラベルを付けます。バイオマスサンプルを洗浄するには、ストロンまたは根茎のサイズに応じて、0.5~1.5ミリメートルの開口部を持つ大きなふるいにサンプルを入れます。開口部は、すべてのストロンと根茎を保持するのに十分な小ささでなければなりませんが、土壌粒子を除去するのに十分な大きさでなければなりません。植物に損傷を与えることなく、土壌粒子を除去するのに十分な力で水の流れでサンプルをきれいにします。きれいなサンプルを取り出し、ペーパータオルでトレイに入れ、トレイに適切なラベルを付けます。根や葉をはさみで取り除いてサンプルを更に清掃してください。このプロセスの間に、ストロンと根茎を必要に応じて分離し、植物当たりの植物、ティラーソン、ストロンの数などの追加情報を記録します。ストロンと根茎を紙のラベル付きバッグに入れなさい。サンプルを、WinRHIZO 標準のスキャン装置の透明なプラスチック トレイに置きます。実験室の鉗子を使用して手動でストロンと根茎を配置し、重なりを最小限に抑えます。大きなサンプルは、サブサンプルに分割する必要があります。トレイをスキャナの表面に置き、スキャナの電源を入れてプログラムの実行を開始します。保存されたイメージの詳細なコントロールについては、[イメージ] メニューで[イメージ取得パラメータ]コマンドを選択して、イメージ dpi を確認します。スキャンした臓器に属するピクセルの適切な分類については、ルート背景の区別コマンドを選択して、しきい値と分析を確認します。[イメージ取得パラメータ]コマンドを選択して、[イメージ]メニューでトレイ表面全体がスキャンされることを確認します。今度は、スキャンした画像の上のグラフィック領域に直径ごとの臓器分布の直径クラスを確認します。グラフの水平アクセスをクリックして、0.1ミリメートル間隔の20等幅クラスを選択します。この機能は、ストロンまたは根茎が完全に洗浄されなかったときに、根または小さな器官に属するデータを除外することを可能にする。文献は、芝種のほとんどの根は直径が0.2ミリメートル未満であると報告しています。最初のサンプル スキャンを実行し、編集で良好な分析が可能であることを確認します。ソフトウェアの指示に従ってイメージを保存します。最後に、ソフトウェアオプションに従って解析を処理し、画像と分析にサンプルラベルを付けます。すべてのサンプルのスキャンを続行します。乾燥重量の測定を行うために、正確な電子バランスのタールアルミトレイにスキャンしたサンプルを置き、それらのタレを記録します。スキャンしたすべてのサンプルに対してこの手順を繰り返します。すべてのサンプルを摂氏105度に設定し、24時間乾燥させます。翌日、サンプルを取り出し、組織の重量が安定するまで待ちます。その後、すべてのサンプルをそのタンで計量します。記録された重量からタンを引いて、各サンプルの正味重量を求める。4つの芝型バミューダグラス品種のストロンと根茎の長さの密度を比較したフィールドトライアルの結果の例が示されている。2014年7月に採取されたサンプルでは、栄養品種パトリオットとティフウェイの間のストロン長密度と、種子の品種ラパロマとユーコンの間には有意な異なるがあります。根茎の場合、パトリオットは最も長い密度を表示し、続いてティフウェイと播種品種を表示します。研究期間を通じて品種パトリオットのストロン長密度の開発は、2014年3月から2014年7月までの増加を示し、2014年7月から2015年7月まで変化しなかった。2013年10月と2014年3月に採取されたサンプルで根茎はほとんど見つからなかった。根茎の長さの密度は2014年7月に増加し、最高値に達する。しかし、2014年10月に再び減少します。この手順を試みるとき、代表的なサンプルを選択し、分析前に細心の注意を払ってストロンと根茎をきれいにし、ソフトウェアオプションを使用して直径クラスの幅を選択して、ストロンと根茎のみを分析に含める必要があります。

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