LeafJ: Yarı otomatik Yaprak Shape Ölçüm için bir ImageJ Plugin
Summary
Yüksek verimlilik yaprak ölçümler için anahtar yöntemleri gösterilmesi. Bu yöntemler, yaprak fenotip ile pek çok bitki mutant ya da başka tarama bitki incelenirken yaprak fenotipleme hızlandırmak için kullanılabilir.
Abstract
Yüksek verim fenotipleme (phenomics) (yorum 1 ve yeni örnekler 2-4 bakın) işlevlerine genleri bağlantı için güçlü bir araçtır. Yapraklar birincil fotosentetik organı vardır, ve boyutu ve şekli, bir bitki içinde gelişimsel olarak ve çevresel olarak değişir. Bu nedenlerden dolayı yaprak morfolojisi üzerine çalışmaları iyi yarı otomatik phenomics araçlar 5,6 yapılır sayısız yaprakları, birden fazla parametre ölçüm gerektirir. Canopy gölge bitki mimarisi ve yaşam öyküsü etkileyen önemli bir çevresel işaret olduğunu; yanıtların paketi topluca gölgede kaçınma sendromu (SAS) 7 denir. SAS yanıtları arasında, gölge uyarılmış yaprak sapı uzama ve bıçak alan değişiklikleri indeksleri 8 olarak özellikle yararlı olmaktadır. Bugüne kadar, yaprak şekli programlar (örn. SHAPE 9, LAMINA 10, LeafAnalyzer 11, LEAFPROCESSOR 12) yaprak anahatları ölçmek ve yaprak şekilleri kategorilere ayırabilirsinizAma yaprak sapı uzunluğu çıkışını alamazsınız. Yaprak sapı büyük ölçekli ölçüm sistemlerinin eksikliği SAS araştırma phenomics yaklaşımlar inhibe etmiştir. Bu yazıda, hızla model bitki Arabidopsis thaliana sapı uzunluğu ve yaprak ayası parametreleri ölçebilen LeafJ adlandırılan, yeni geliştirilmiş ImageJ eklentisi, tarif. Sapı / yaprak ayası sınır gerekli manuel düzeltme biz bir dokunmatik ekranlı tablet kullanılan sıra yaprak için. Ayrıca, yaprak hücre şekli ve yaprak hücre sayıları yaprak boyutu 13 önemli belirleyicileri. LeafJ ayırın biz de hücre şekli, alanı ve boyutunu ölçmek için bir dokunmatik ekranlı tablet kullanmak için bir protokol mevcut. Bizim yaprak sürekli ölçüm sistemi gölge-kaçınma araştırma ile sınırlı değildir ve yaprak fenotipleme tarafından birçok mutantlar ve tarama bitkilerin yaprak fenotipleme hızlandıracaktır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bizim "LeafJ" eklentisi manuel ölçüm fazla verim yaklaşık 6 kat artarak, yarı-otomatik sapı uzunluğu ölçüm sağlar. Yaprak sapı uzunluğu SAS önemli bir göstergesi ve aynı zamanda batıklık direnci ve hyponastic büyüme 17 gibi diğer olayların, bir dönüm noktası olduğunu. Bu nedenle, bu eklenti bitki araştırmacılar geniş bir yararlı olabilir.
Bizim eklentisi köklü bir java tabanlı ücretsiz yazılım, ImageJ uygulanmaktadır. Bu kolay çapr…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
O Gladstone Institutes Dr Katherine Pollard laboratuvarında tatilde iken LeafJ JNM tarafından yazılmıştır.
Bu çalışma, Ulusal Bilim Vakfı (Hibe numarası IOS-0923752) tarafından sağlanan hibe ile desteklenmiştir.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | |
| far-red light LED | Orbitec | custom made | |
| transparency | IKON | HSCA/5 | |
| scanner | Epson | Epson Perfection V700 PHOTO | |
| Image J | NIH | http://rsbweb.nih.gov/ij/ | |
| LeafJ | custom | http://www.openwetware.org/wiki/Maloof_Lab | |
| Air Display | Avatron Software Inc. | http://avatron.com/ | |
| iPad2 | Apple Inc. | http://www.apple.com/ |
References
- Furbank, R. T., Tester, M. Phenomics–technologies to relieve the phenotyping bottleneck. Trends Plant Sci. 16, 635-644 (2011).
- Berger, B., Parent, B., Tester, M. High-throughput shoot imaging to study drought responses. J. Exp. Bot. 61, 3519-3528 (2010).
- Borevitz, J. O. Natural genetic variation for growth and development revealed by high-throughput phenotyping in Arabidopsis thaliana. G3 (Bethesda). 2, 29-34 (2012).
- Albrecht, D. R., Bargmann, C. I. High-content behavioral analysis of Caenorhabditis elegans in precise spatiotemporal chemical environments. Nat. Methods. 8, 599-605 (2011).
- Chitwood, D. H., et al. Native environment modulates leaf size and response to simulated foliar shade across wild tomato species. PLoS ONE. 7, e29570 (2012).
- Chitwood, D. H., et al. The developmental trajectory of leaflet morphology in wild tomato species. Plant Physiol. 158, 1230-1240 (2012).
- Casal, J. J. Shade Avoidance. The Arabidopsis Book. , e0157 (2012).
- Smith, H., Kendrick, R. E., Kronenberg, G. H. M. . Photomorphogenesis in Plants. , 377-416 (1994).
- Iwata, H., Ukai, Y. SHAPE: a computer program package for quantitative evaluation of biological shapes based on elliptic Fourier descriptors. J. Hered. 93, 384-385 (2002).
- Bylesjo, M., et al. LAMINA: a tool for rapid quantification of leaf size and shape parameters. BMC Plant Biol. 8, 82 (2008).
- Weight, C., Parnham, D., Waites, R. LeafAnalyser: a computational method for rapid and large-scale analyses of leaf shape variation. Plant J. 53, 578-586 (2008).
- Backhaus, A., et al. LEAFPROCESSOR: a new leaf phenotyping tool using contour bending energy and shape cluster analysis. New Phytol. 187, 251-261 (2010).
- Tsukaya, H. Mechanisms of Leaf-shape determination. Annual Review of Plant Biology. 57, 477-496 (2006).
- Abramoff, M. D., Magalhaes, P. J., Ram, S. J. Image Processing with ImageJ. Biophotonics International. 11, 36-42 (2004).
- Horiguchi, G., Fujikura, U., Ferjani, A., Ishikawa, N., Tsukaya, H. Large-scale histological analysis of leaf mutants using two simple leaf observation methods: identification of novel genetic pathways governing the size and shape of leaves. Plant. J. 48, 638-644 (2006).
- Horiguchi, G., Ferjani, A., Fujikura, U., Tsukaya, H. Coordination of cell proliferation and cell expansion in the control of leaf size in Arabidopsis thaliana. J. Plant. Res. 119, 37-42 (2006).
- Pierik, R., de Wit, M., Voesenek, L. A. C. J. Growth-mediated stress escape: convergence of signal transduction pathways activated upon exposure to two different environmental stresses. New. Phytol. 189, 122-134 (2011).
