Name: protocol for producing three-dimensional infrared video of freezing in plants
Uploaded: 2018-09-12T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Protocol for Producing Three-Dimensional Infrared Video of Freezing in Plants at JoVE.com

وأيد هذا العمل التمويل داخل وزارة الزراعة.

1-إعداد
<ol><li>جمع معدات ومواد وبرامج لتسجيل ومعالجة فيديو مصنع تجميد.<ol>
<li>بدء تشغيل ثلاجة القابلة لبرمجة عن طريق تعيين مفتاح الطاقة على، وضبط درجة الحرارة إلى 0 درجة مئوية. برنامج الثلاجة للوصول إلى-8 درجة مئوية في 1 ° C/h.</li>
	</ol>
</li>
	<li>مكان واحد عمره 6 أسابيع الفراولة النباتات مع الزه?...

<ol>
	<li>Geng, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+display+technologies.">Three-dimensional display technologies.</a> Advances in Optics and Photonics. 5, 456-535 (2013).</li><li>Ceccardi, T. L., Heath, R. L., Ting, I. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low-temperature+exotherm+measurement+using+infrared+thermography.">Low-temperature exotherm measurement using infrared thermography.</a> HortScience. 30, 140-142 (1995).</li><li>Wimmer, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> History of thermal imaging, Security Sales and Integration. , (2011).</li><li>Wisniewski, M., Lindow, S. E., Ashworth, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Observations+of+ice+nucleation+and+propagation+in+plants+using+infrared+video+thermography.">Observations of ice nucleation and propagation in plants using infrared video thermography.</a> Plant Physiology. 113, 327-334 (1997).</li><li>Kuprian, E., Tuong, T., Pfaller, K., Livingston, D. P., Neuner, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Persistent+supercooling+of+reproductive+shoots+is+enabled+by+structural+ice+barriers+being+active+despite+an+intact+xylem+connection.">Persistent supercooling of reproductive shoots is enabled by structural ice barriers being active despite an intact xylem connection.</a> Public Library of Science ONE. 11, e0163160 (2016).</li><li>Livingston, D. P., Tuong, T. D., Murphy, J. P., Gusta, L., Wisniewski, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-definition+infrared+thermography+of+ice+nucleation+and+propagation+in+wheat+under+natural+frost+conditions+and+controlled+freezing.">High-definition infrared thermography of ice nucleation and propagation in wheat under natural frost conditions and controlled freezing.</a> Planta. 247, 791-806 (2017).</li><li>Boyles, R. P., Raman, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+climate+patterns+and+trends+in+North+Carolina+(1949-1998).">Analysis of climate patterns and trends in North Carolina (1949-1998).</a> Environment International. 29 (2-3), 263-275 (2003).</li><li>Poling, E. B., Poling, E. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Managing+Cold+Events.">Managing Cold Events.</a> A Growers' Guide to Production, Economics and Marketing. , 75-97 (2015).</li><li>Hacker, J., Neuner, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ice+porpagaion+in+plants+visualized+at+the+tissue+level+by+infrared+differential+thermal+analysis+(IDTA).">Ice porpagaion in plants visualized at the tissue level by infrared differential thermal analysis (IDTA).</a> Tree Physiology. 27, 1661-1670 (2007).</li><li>He, J. Q., Harrison, R. J., Li, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+3D+imaging+system+for+strawberry+phenotyping.">A novel 3D imaging system for strawberry phenotyping.</a> Plant Methods. 13, 93-101 (2017).</li></ol>

اثنين من كاميرات الأشعة تحت الحمراء ضرورية لهذا البروتوكول، ويجب أن يهدف هذا الموضوع من زوايا مختلفة قليلاً1. وهذا يتطلب العدسات من 5-8 سم عن بعضها البعض، ولكن على حد سواء يجب أن ترمي في نفس المكان في هذا الموضوع يتم تصويره. أعتقد من عدسات الكاميرا 2 كنوع من بديل لعيون المشاهد. ال...

على الرغم من الذين يعيشون في عالم من ثلاثة أبعاد مادية، الباحثين غالباً ما تقتصر على الإبلاغ عن الملاحظات البصرية في 2D. على الرغم من أن صور ثنائية الأبعاد كافية عموما لنقل معلومات هامة، هذا النقص في المعلومات حول عمق يحد من قدرتنا على إدراك وفهم الطابع المعقد للكائنات في العالم الحقيقي. 1
هذا النقص في المعلومات حول العمق يوفر حافزا لإنتاج أشرطة فيديو 3D أساسا في صناعة الأفلام التجارية منذ أوائل القرن العشرين1. ومع ذلك، توليد معلومات ثلاثية الأبعاد واضحة في الصور والفيديو لا يزال يعوقها التعقيدات في إنتاج تلك الصور. أبسط أسلوب لتوليد 3D الفيلم يستند إلى المبادئ المستخدمة في التصوير مجسمة. ويستخدم التصوير مجسمة صورتين لنفس الكائن من زوايا مختلفة قليلاً أن ينقل صورة ثلاثية الأبعاد في الدماغ. لجعل هذا ممكناً، يجب أن ننظر كل عين فقط في صورتها كل منهما (أيوالعين اليسرى في الصورة اليسرى والعين اليمنى في الصورة الصحيحة). منذ العيون لن تفعل بطبيعة الحال ذلك، صمم القبعات مجسمة لجعل هذا ممكناً1. عدة مجسم عرض التقنيات، وكذلك متشابك الاستقطاب، وقت-متعدد، وتقنيات العرض جبل الرأس، واستخدمت أثناء تطوير الأفلام ثلاثية الأبعاد، إلا أن أسلوب التداخل اللون أو النقش باستخدام اللون الأحمر والأخضر (أو سماوي) النظارات واحدة من التقنيات الأبسط والأقل كلفة. لإجراء استعراض شامل لتصوير ثلاثي الأبعاد ومختلف التقنيات المعنية، انظر الاستعراض قنغ1.
رصد التجميد في النباتات باستخدام الأشعة تحت الحمراء الحراري وهو يستند إلى المبدأ أن عندما يتجمد الماء، فإنه يجب التخلي عن الطاقة الداخلية2. من هذه الطاقة في شكل حرارة، ولا يمكن اكتشافها في منطقة الأشعة تحت الحمراء من الطيف الكهرومغناطيسي. في الاستخدام منذ عام 19293كاميرات قادرة على تسجيل طاقة الأشعة تحت الحمراء. التقرير المنشور الأول باستخدام تقنية الأشعة تحت الحمراء للسينما تجميد في النباتات من سيكاردي et al. 2، لكن دقة الكاميرا المستخدمة يجعل من الصعب تحديد دقة النسيج حيث يتم البدء بتجميد. Wisniewski et al. 4 تحديد المواقع أكثر دقة من نويات الثلج في العديد من الأنواع النباتية باستخدام كاميرا قرار أعلى. كالتكنولوجيا المستخدمة في الأشعة تحت الحمراء الحراري وتتحسن، أدت الصور دقة أعلى إلى اكتشافات مثل الحواجز إلى تجميد5 والتعريب الخلوية الدقيقة من الجليد تشكيل6.
إحدى الصعوبات في تصوير المواضيع في الأشعة تحت الحمراء بسبب الفروق الصغيرة في درجات الحرارة. هذا سوف يسبب معظم الكائنات في مجال الرؤية أن يكون لون مماثلة، مما يجعل من الصعب تحديد دقة أي كائن (كائنات) هو/هي تجميد. يمكن أن يكون هذا مهم عند تحديد أمر التجميد في أنسجة محددة، مثل أوراق أو جذور في القمح6. إذا كان يمكن تصوير الفيديو الأشعة تحت الحمراء من مصانع التجميد في 3D، ويمكن تحسين دقة تحديد أي جزء من النبات هو تجميد عند نقطة معينة في الوقت.
الفراولة من محاصيل في بعض المناطق في الولايات المتحدة انخفاض درجات الحرارة التي تثير قلقا كبيرا للمزارعين. تحت بعض الظروف المتزايدة، الشائع للزهور الفراولة تظهر تجميد 2-3 أسابيع قبل المتوسط في الربيع الماضي. يمكن أن يحدث حدث تجميد أواخر يونيو في بعض المناطق من جبال الأبلاش7 والنتائج عادة في وفاة الزهرة. ذا، حماية الصقيع الحرجة لتجميد زراع الفراولة في المناطق التي تتعرض لهذه الأحداث. زراع الفراولة في ولاية كارولينا الشمالية، على سبيل المثال، يجب أن فروست-تحمي، في المتوسط، بين 4-6 أحداث الصقيع قبل لوم لوم وتجمد الثابت 1-2 خلال أوائل الفترة8. للمساعدة في تطوير الأنماط الجينية الفراولة التي أكثر تجميد متسامح، من المهم فهم الجوانب المختلفة للتجميد، مثل مواقع نويات الثلج والانتشار في أجزاء أخرى من النبات. الحراري والأشعة تحت الحمراء يوفر وسيلة فعالة لمعالجة هذه القضايا.
هنا، نحن نستخدم الفراولة لتوضيح تقنية لتسجيل أحداث التجميد في 3D باستخدام الأسلوب النقش. الفراولة مناسبة تماما لهذا المثال لأن أوراق الشجر والزهور وتوزع على نطاق واسع في الفضاء ثلاثي الأبعاد، ويمكن أن يكون من الصعب التفريق عند عرضها في 2D أفلام الأشعة تحت الحمراء.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="811">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:299px;">T620 Infrared Camera and software</td>
			<td style="width:71px;">FLIR</td>
			<td style="width:119px;">55903-5122</td>
			<td style="width:323px;">2 cameras are needed. Software works only on a Windows-based computer</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:299px;">After Effects</td>
			<td style="width:71px;">Adobe</td>
			<td style="width:119px;">15.0.1.73</td>
			<td style="width:323px;">Post-Production Video Editing Software</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:299px;">Bandicam</td>
			<td style="width:71px;">Bandisoft</td>
			<td style="width:119px;">4.1.2.1385</td>
			<td>Screen Capture Software</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:299px;">Laboratory Scissor Jack&#160;&#160;</td>
			<td style="width:71px;">Eisco</td>
			<td style="width:119px;">CH0642A</td>
			<td>Steel Platform 13X15 cm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:299px;">Fastening Strap</td>
			<td style="width:71px;">Velcro</td>
			<td style="width:119px;">90441</td>
			<td>To hold camera on jack.&#160; Should be at least 60cm long by 2cm wide</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:299px;">Media Converter</td>
			<td style="width:71px;">iSkysoft</td>
			<td style="width:119px;">10.0.6</td>
			<td>Software to convert mp4 files to .mov&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

protocol for producing three-dimensional infrared video of freezing in plants

تجميد في النباتات يمكن رصدها باستخدام الأشعة تحت الحمراء (IR) الحراري، لأنه عندما يتجمد الماء، وأنه يعطي قبالة الحرارة. ومع ذلك، مشاكل مع تباين الألوان تجعل 2-أبعاد صور الأشعة تحت الحمراء (2D) صعبة نوعا ما لتفسير. عرض صورة الأشعة تحت الحمراء أو شريط فيديو لمصانع التجميد في 3 الأبعاد (3D) سيسمح تحديد مواقع نويات الثلج أكثر دقة وكذلك التقدم لتجميد. في هذه الورقة، ونظهر وسيلة بسيطة نسبيا إنتاج فيديو 3D الأشعة تحت حمراء من نبات الفراولة التجميد. الفراولة هو تجميد محصولاً اقتصاديا هاما، يخضع للربيع غير متوقعة الأحداث في مناطق كثيرة من العالم. وسوف توفر فهم دقيق للتجميد في الفراولة مربي الماشية والمزارعين بطرق أكثر اقتصادا لمنع أي ضرر للنباتات من خلال تجميد الأوضاع.
الأسلوب الذي ينطوي الموضع لاثنين من كاميرات الأشعة تحت الحمراء في زوايا مختلفة قليلاً الفيلم الفراولة تجميد. سيتم مزامنة دفق الفيديو اثنين دقة استخدام برامج التقاط شاشة الذي يسجل كل من الكاميرات في نفس الوقت. التسجيلات ستكون ثم استيرادها إلى برامج التصوير ومعالجتها باستخدام أسلوب النقش. استخدام نظارات أحمر-أزرق، فيديو ثلاثي الأبعاد سيجعل من الأسهل لتحديد الموقع الدقيق من نويات الثلج على أسطح أوراق.

من المستغرب، الفيديو الأشعة تحت الحمراء من المصنع الفراولة تجميد (1 فيديو تكميلية) أشارت إلى أن ليس جميع أوراق/الزهور جمدت في الوقت نفسه. الأوراق والزهور وجمدت على حدة في درجات حرارة مختلفة، ولكن يترك جمد في وقت سابق من الزهور وعند درجة حرارة أعلى. وبالإضافة إلى ذ...

Watch this Scientific Journal Video about Protocol for Producing Three-Dimensional Infrared Video of Freezing in Plants at JoVE.com

Protocol for Producing Three-Dimensional Infrared Video of Freezing in Plants

نقدم هنا، بروتوكولا لصورة نبات فراولة التجمد في ثلاثة أبعاد. اثنين من كاميرات الأشعة تحت الحمراء المتمركزة في زوايا مختلفة قليلاً تستخدم لإنتاج فيديو النقش أحمر-أزرق لمراقبة تجميد المصنع في ثلاثة أبعاد.

بروتوكول لإنتاج فيديو ثلاثي الأبعاد الأشعة تحت الحمراء للتجمد في النباتات

Freezing in plants can be monitored using infrared (IR) thermography, because when water freezes, it gives off heat. However, problems with color contrast ...

Research

JoVE Journal

Environment

Experimental Protocol for Manipulating Plant-induced Soil Heterogeneity

بروتوكول التجريبية لالناجم عن النبات والتلاعب التجانس التربة

Coexistence theory has often treated environmental heterogeneity as being independent of the community composition; however biotic feedbacks such as ...

Expression of Recombinant Cellulase Cel5A from Trichoderma reesei in Tobacco Plants

Expression of Recombinant Cellulase Cel5A from Trichoderma reesei in Tobacco Plants

التعبير عن المؤتلف سلولاز Cel5A من<em&gt; الترايكوديرما reesei</em&gt; في نباتات التبغ

Cellulose degrading enzymes, cellulases, are targets of both research and industrial interests. The preponderance of these enzymes in difficult-to-culture ...

Measuring Fluxes of Mineral Nutrients and Toxicants in Plants with Radioactive Tracers

قياس تدفقاتها من المغذيات المعدنية والمواد السامة في النباتات مع المشعة الراسمات

Unidirectional influx and efflux of nutrients and toxicants, and their resultant net fluxes, are central to the nutrition and toxicology of plants. ...

The Use of High-resolution Infrared Thermography (HRIT) for the Study of Ice Nucleation and Ice Propagation in Plants

The Use of High-resolution Infrared Thermography HRIT for the Study of Ice Nucleation and Ice Propagation in Plants

استخدام عالية الدقة الأشعة تحت الحمراء الحراري (HRIT) لدراسة الجليد في النواة والجليد نشر في النباتات

Freezing events that occur when plants are actively growing can be a lethal event, particularly if the plant has no freezing tolerance. Such frost events ...

Extracting Metrics for Three-dimensional Root Systems: Volume and Surface Analysis from In-soil X-ray Computed Tomography Data

استخراج المقاييس لأنظمة جذر ثلاثي الأبعاد: حجم والسطحية تحليل من في التربة الأشعة السينية بالكمبيوتر بيانات التصوير المقطعي

Plant roots play a critical role in plant-soil-microbe interactions that occur in the rhizosphere, as well as processes with important implications to ...

Protocol for Microplastics Sampling on the Sea Surface and Sample Analysis

بروتوكول للجزيئات البلاستيك الصغيرة أخذ العينات على سطح البحر وتحليل عينة

Microplastic pollution in the marine environment is a scientific topic that has received increasing attention over the last decade. The majority of ...

Video Tracking Protocol to Screen Deterrent Chemistries for Honey Bees

فيديو بروتوكول تتبع الشاشة رادع الكيميائيين لعسل النحل

The European honey bee, Apis mellifera L., is an economically and agriculturally important pollinator that generates billions of dollars annually. Honey ...

Dispersion of Nanomaterials in Aqueous Media: Towards Protocol Optimization

تشتت من المواد النانوية في الوسط المائي: نحو التحسين البروتوكول

The sonication process is commonly used for de-agglomerating and dispersing nanomaterials in aqueous based media, necessary to improve homogeneity and ...

Experimental Protocol for Detecting Mitochondrial Function in Hepatocytes Exposed to Organochlorine Pesticides

البروتوكول التجريبي للكشف عن وظيفة الميتوكوندريا في خلايا الكبد المعرضة لمبيدات الآفات أورجاكلوري

This paper presents detailed methods on detecting hepatic mitochondrial function for a better understanding the cause of metabolic disorders caused by ...

Combining Eye-tracking Data with an Analysis of Video Content from Free-viewing a Video of a Walk in an Urban Park Environment

الجمع بين بيانات تتبع العين مع تحليل محتوي الفيديو من مجانا-مشاهده فيديو للمشي في بيئة الحديقة الحضرية

As individuals increasingly live in cities, methods to study their everyday movements and the data that can be collected becomes important and valuable. ...