X 선 Microcomputed 단층 촬영에 따라 옥수수 혈관 번들의 미크론 단위 형질 기법

Ying Zhang; Liming Ma; Xiaodi Pan; Jinglu Wang; Xinyu Guo; Jianjun Du

doi:10.3791/58501

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방법 논문

X 선 Microcomputed 단층 촬영에 따라 옥수수 혈관 번들의 미크론 단위 형질 기법

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DOI:

10.3791/58501

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2018년 10월 9일

Ying Zhang^*¹ , Liming Ma^*¹ , Xiaodi Pan^*¹ , Jinglu Wang¹ , Xinyu Guo¹ , Jianjun Du¹

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

이 논문에서

요약

우리는 옥수수 조직 일반 microcomputed 단층 촬영 스캐닝 적합의 x 선 흡수 명암을 개선 하기 위해 새로운 방법을 제공 합니다. CT 이미지를 바탕으로, 우리 옥수수의 혈관 번들의 미세한 고기를 효과적으로 추출 하는 다른 옥수수 자료에 대 한 이미지 처리 워크플로 집합을 소개 합니다.

초록

그것은 높은 처리량 이미지 분석 기법에 따라 옥수수 자료의 해 부 구조를 정확 하 게 계량 해야 합니다. 여기, 우리는 자료에 대 한 옥수수 (즉, 줄기, 잎, 그리고 루트) 일반 microcomputed 컴퓨터 단층 촬영 (마이크로 CT) 스캔에 적합 '샘플 준비 프로토콜'을 제공 합니다. 옥수수 줄기, 잎, 그리고 뿌리의 고해상도 CT 이미지를 바탕으로, 우리는 혈관 다발의 phenotypic 분석에 대 한 두 개의 프로토콜 설명: (1) 옥수수 줄기와 잎의 CT 이미지를 바탕으로, 우리를 자동으로 추출 31 특정 이미지 분석 파이프라인 개발 그리고 혈관 번들; 33 phenotypic 특성 (2) 옥수수 루트의 CT 이미지 시리즈를 바탕으로, 우리 metaxylem 선박의 3 차원 (3 차원) 세분화에 대 한 이미지 처리 체계를 설정 2 차원 (2 차원)을 추출 하 고 볼륨, 같은 3 차원 phenotypic 특성 metaxylem 혈관의 표면적 등 옥수수 소재의 혈관 번들의 전통적인 수동 측정에 비해, 제안 된 프로토콜은 크게 효율성과 미크론 규모 phenotypic 정량화의 정확도 향상 시킵니다.

서론

옥수수 혈관 시스템 루트와 물, 무기물 양분 그리고 유기 물질¹을 제공 하기 위한 핵심 교통 경로 형성 하는 잎을 줄기에서 전체 공장을 통해 실행 됩니다. 혈관 시스템의 또 다른 중요 한 기능 옥수수 식물에 대 한 기계적인 지원을 제공 하는 것입니다. 예를 들어 형태, 숫자, 및 뿌리와 줄기에 혈관 번들의 밀접 하 게 관련 있다 옥수수 식물²^,³의 숙박 저항. 현재, 혈관 번들의 해 부 구조에 대 한 연구는 줄기, 잎, 또는 특정 부분에의 해 부 구조를 표시 하려면 현미경 및 ultramicroscopic 기술을 주로 활용 다음 측정 고의 이러한 구조 계산 수동 조사 하 여 관심입니다. 의심의 여지가, 대규모 microimages에서 다양 한 미세 구조의 수동 측정 매우 지루한 하 고 비효율적인 일 이며 심각 때문에 주관과 불일치⁴^{, microphenotypic 특성의 정밀도 제한} ⁵.

옥수수는 아무 보조 성장 하 고 셀 내용을 근본적으로 이루어져 있다 1 차 분열 조직에 물. 어떤 전처리 ....