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

この作品は、米国農務省の自社資金によって支えられました。

1. 準備
<ol><li>機器、材料、および記録および植物の凍結のビデオを処理するソフトウェアを収集します。<ol>
<li>で、電源スイッチを設定することによってプログラム可能な冷凍庫を起動し、0 ° C に温度を設定プログラムは、冷凍庫には 1 ° C/時間-8 ° C に達する。</li>
	</ol>
</li>
	<li>1 つ 6 週古いイチゴの植物 2-5 花と冷凍庫に 1 リットル容器で栽培されていたを配置します。</li>
...

<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>

2 つの赤外線カメラがこのプロトコルに必要な彼らは1わずかに異なった角度から被写体を目的とする必要があります。5-8 cm からするレンズが必要になりますが、両方は撮影される被写体の同じ場所を目的とする必要があります。2 カメラのレンズの視聴者の目のための代理の一種と考えます。左のカメラは、左目と右目に右のカメラに似ています。後処理ソフトウェアは赤?...

物理的な 3次元の世界に住んでいるにもかかわらず、研究者は 2次元の視覚的な観測をレポートに制限多い。2 D 画像が重要な情報を伝えるために一般に十分なの深さに関する情報のこの欠乏は感知し、現実世界のオブジェクトの複雑さを理解する当社の能力を制限します。1
深さに関する情報のこの欠乏は、1の初期の 1900 年代以来商業映画産業を中心に 3 D 映像を生成するインセンティブを提供しています。ただし、静止画像およびビデオでクリアな 3 D 情報を生成すると、それらのイメージの作成にかかわる複雑さが原因で妨げられています。3 D 映画を生成する最も簡単な方法は、立体写真で使用の原則に基づきます。立体写真は、脳内で 3 D イメージを伝えるわずかに異なる角度から同じオブジェクトの 2 つの画像を利用しています。これを可能にするために、それぞれの目は (すなわち、左目で左側の画像、右目で右側の画像)、それぞれのイメージでのみ調べる必要があります。目がない当然のことながらこれを行うので、立体の帽子はこの可能な1をように設計されています。いくつか立体 3 D 映画は、赤と緑 (またはシアン) を使用してカラー インター レースまたはアナグリフ メソッドがの開発中に使用されているテクニック、同様偏波インター レース、時間多重とヘッド マウント ・ ディスプレイ技術を表示します。ガラスは、最も簡単なと最も高価な手法の一つです。3 D イメージングと関連する様々 な技術の包括的な見直し、庚1レビューを参照してください。
原則に基づいて監視赤外線サーモグラフィを用いた植物の凍結水がフリーズしたときそれは内部エネルギー2を放棄する必要があります。このエネルギーは電磁スペクトルの赤外領域の検出には、熱の形で。赤外線エネルギーを記録することができるカメラは、1929年3以来使用されています。IR フィルムの植物の凍結技術を使用して最初のパブリッシュされたレポートは、Cecardiらから2、使用するカメラの解像度が、組織の凍結を開始する場所を正確に判断することは困難になります。ウィスニエフ スキーら4には、高解像度のカメラを使用していくつかの植物の氷核生成のより正確なサイトが決定されます。赤外線サーモグラフィの改善に使用される技術が、高い解像度の画像は5と6氷形成の正確な局在を凍結への障壁など発見をもたらした。
IR の被験者を撮影の 1 つの難しさは、温度のわずかな違いが原因です。ほとんどのオブジェクト フィールドのビューを正確にどのオブジェクトは、凍結を決定するが難しく、同じような色になります。これは、葉または小麦6の根など、ある特定の臓器凍結の順序を決定するときに重要です。植物の凍結の IR ビデオを 3 D で描出できた、植物のどの部分は時間の特定の時点で凍結を決定する精度が向上があります。
イチゴは、氷点下の気温が生産者のためかなりの懸念であるアメリカ合衆国の特定の領域での作物です。いくつかの成長の条件の下で、表示平均昨年春の前に 2 〜 3 週間を凍結するイチゴの花が一般的です。凍結イベントは、6 月の後半の花の死でアパラチア山脈7通常結果の一部の地域で発生します。したがって、霜保護です重要なは、これらの対象地域でのイチゴ栽培冷凍イベント。たとえば、ノース カロライナ州のイチゴ栽培する必要があります霜保護平均で 4-6 霜イベント前にブルームと前半 1-2 ハード フリーズ開花期間8の間。凍結耐性は、イチゴの品種を開発するのに役立つ、凍結、氷核形成と植物の他の部分へ伝播のサイトなどのさまざまな側面を理解することが重要です。赤外線サーモグラフィは、これらの問題に対処するための効果的な手段を提供します。
ここでは、イチゴを使用して 3 d アナグリフ法を用いた凍結イベントを記録するための手法を示します。イチゴは、葉と花 3 D 空間が広く分布し、2 D 赤外線映像で表示する場合を区別するために困難にすることができますのでこの例に適しています。

<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

植物の凍結監視できます赤外線 (IR) 水がフリーズしたとき熱を発するため。ただし、色のコントラストの問題難しく 2 次元 (2 D) 赤外線画像やや解釈します。IR イメージまたは 3 次元 (3 D) で凍結植物のビデオを表示すると、氷核生成のためのサイトのより正確な同定だけでなく、凍結の進行でしょう。本稿では、凍結いちごプラントの 3 D 赤外線ビデオを生成する比較的単純な手段を示しています。イチゴは、世界の多くの地域でイベントのフリーズ予期しない春を受ける経済的に重要な作物です。ブリーダーと凍結状態時に植物に損傷を防ぐためにより経済的な方法と栽培イチゴの凍結の正確な理解を提供します。
このテクニックは、冷凍イチゴを映画にわずかに異なる角度で 2 つの赤外線カメラの位置決めを伴います。同時に両方のカメラを記録する画面キャプチャ ソフトウェアを使用して、2 つのビデオ ストリームを正確に同期されます。録音が、イメージング ソフトウェアにインポートできなくなり、アナグリフ技術を使用して処理されます。赤青のメガネを使用すると、3 D 映像がやすく葉の表面に氷核生成の正確なサイトを判別します。

驚いたことに、すべて葉/花が同時に凍結したこと (補足ビデオ 1) 凍結いちごプラントの IR ビデオが示されます。葉と花の両方を個別に異なる温度で凍結したが、葉凍結以前花よりも、高い温度で。さらに、凍結は、葉ではなく、必ずしも各葉の同じ位置で始めた。一方、これらの結果は、イチゴのない以前に記載されている、同様の結果は他の植物種<su...

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

ここでは、イチゴ植物の 3 つの次元で凍結をイメージするためのプロトコルを提案する.わずかに異なる角度で配置されている 2 台の赤外線カメラを使用して、3 つの次元の植物の凍結を観察する赤青アナグリフ動画を生成します。

植物の凍結の三次元赤外線ビデオを制作するためのプロトコル

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

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

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