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

Эта работа была поддержана USDA внутреннего финансирования.

1. Подготовка
<ol><li>Соберите, оборудование, материалы и программное обеспечение для записи и обработки видео завода замораживания.<ol>
<li>Начало программируемый морозильник, установив выключатель питания наи установите температуру до 0 ° C. Программа морозильник, чтобы добраться...

<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>

Две камеры IR необходимы для этого протокола, и они должны быть направлены на предмет со слегка различными углами1. Это потребует линзы от 5-8 см друг от друга, но оба должны быть направлены на то же место на тему, чтобы быть снятым. 2 объективы считать своего рода суррогат для гл...

Несмотря на живущих в мире три физических размеров, исследователи часто ограничиваются отчетности визуальных наблюдений в 2D. Хотя 2D изображения, как правило, достаточно передать важную информацию, это отсутствие информации о глубине ограничивает нашу способность воспринимать и понимать сложность реальных объектов. 1
Этот недостаток в информации о глубине стимулом для создания 3D видео, главным образом в индустрии коммерческого кино с начала 1900-х1. Однако сложностей в производстве этих изображений препятствует генерации ясно 3D информации в неподвижных изображений и видео. Простейший подход к генерации 3D фильм основан на принципах, используемых в стереоскопические фотографии. Стереоскопические фотографии использует два изображения того же объекта со слегка различными углами, который передает изображение 3D в головном мозге. Чтобы сделать это возможным, каждого глаза должны смотреть только на своих соответствующих изображения (т.е., левый глаз на изображение слева и правого глаза на правом изображении). Поскольку глаза не будет естественно сделать это, стереоскопический головной убор был призван сделать это возможно1. Несколько стереоскопического просмотра методы, а также как переплетенный поляризации, время мультиплексированных и голова гора отображения методов, были использованы в ходе разработки 3D-фильмов, но метод переплетении цветов или анаглиф красный и зеленый (или голубой) очки — один из простых и наименее дорогостоящих методов. Для проведения всеобъемлющего обзора 3D визуализации и различных методах, используемых посмотрите обзор Geng1.
Мониторинг, замораживание в растений с использованием ИК термография основывается на принципе что когда вода замерзает, она должна отказаться от внутренней энергии2. Эта энергия в форме тепла, который обнаружен в ИК области электромагнитного спектра. Возможность записи энергии ИК камеры были в эксплуатации с 19293. Первый опубликованный отчет, с помощью ИК-технологии для фильма, замораживание в растениях — от Cecardi и др. 2, но разрешение камеры используется делает его трудно точно определить, где инициируется замораживание ткани. Вишневский и др. 4 определить более точные участков нуклеации льда в нескольких видов растений, используя камеру выше резолюции. Как технология, используемая в ИК термография улучшилась изображения более высокого разрешения привели к открытий таких барьеров для замораживания5 и точные клеточной локализации льда формирования6.
Одна из трудностей в съемок предметов в ИК вызвана небольшие различия в температуре. Это приведет к большинства объектов в поле зрения быть аналогичного цвета, что делает его трудно определить точно какие объекты является/ются замораживания. Это может быть важно при определении порядка замораживания в определенных тканях, таких как листья или корни в пшеницы6. Если ИК-видео растений замораживания может отражаться в 3D, точность определения, какая часть завода замораживания в определенный момент времени может быть улучшено.
Клубника является урожай в некоторых районах Соединенных Штатов, в котором заморозки представляют значительный интерес для производителей. При некоторых условиях выращивания он является общим для клубники цветы появляются 2-3 недели до среднего прошлой весной заморозить. Замораживание событие может произойти как в конце июня в некоторых районах Аппалачских гор7 и, как правило, результаты в смерти цветка. Защита от замерзания важно, таким образом, для производителей клубники в районах, подверженных эти заморозить события. Клубника производителей в Северной Каролине, например, защищайте Фрост, в среднем, между 4-6 Фрост события до цветения и 1-2 жесткий замерзает в начале цветения периода8. Чтобы помочь развивать клубники генотипов, которые являются более замораживания терпимая(ый), важно понять различные аспекты замораживания, таких как сайты льда зарождения и распространения в другие части растения. ИК термография является эффективным средством для решения этих вопросов.
Здесь мы используем клубника проиллюстрировать метод для записи событий замораживания в 3D, с помощью метода анаглиф. Клубника хорошо подходит для этого примера, потому что листья и цветы широко распространены в трехмерном пространстве и может быть трудно дифференцировать при просмотре в 2D инфракрасной видео.

<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

Замораживание в растениях может контролироваться с помощью инфракрасной термографии (IR), потому что когда вода замерзает, она выделяет тепло. Однако проблемы с цветовой контраст делают 2-Размеры инфракрасных изображений (2D) довольно трудно интерпретировать. Просмотр ИК-изображение или видео растений, замораживание в трех измерениях (3D) позволит более точной идентификации участков нуклеации льда, а также прогрессирование замораживания. В этой статье мы демонстрируем относительно простых средств производить 3D инфракрасной видео завода клубники замораживания. Клубника является экономически важных культур, которая подвергается неожиданные весенние заморозить события во многих районах мира. Точное понимание замораживания в Клубника обеспечит селекционеров и фермеров с более экономичных способов предотвратить любые повреждения растений во время замораживания условий.
Этот метод предполагает, позиционирование два ИК камеры на немного разными углами, чтобы фильм клубника замораживания. Два видео потоки будут точно синхронизированы с помощью захвата экрана программное обеспечение, которое записывает обе камеры одновременно. Записи затем будут импортированы в программу обработки изображений и обработаны с помощью метода анаглиф. С помощью красно синие очки, 3D видео будет сделать его легче определить точное сайт нуклеации льда на поверхности листьев.

Удивительно ИК-видео клубники завода морозильные (дополнительное видео 1) указал, что не все листья и цветы застыл в то же время. Листья и цветы заморозили индивидуально при разных температурах, но листья заморозил ранее чем цветы и при более высокой температу?...

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

Здесь мы представляем протокол к изображению клубники растений, замораживание в 3 измерениях. Два инфракрасных камер, дислоцированные в слегка различных углов используются для производства красно голубой анаглиф видео наблюдать за замораживание завода в 3 измерениях.

Протокол для создания трехмерных инфракрасной видео замораживания в растениях

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

Экспериментальный протокол для работы с завод-индуцированной неоднородности почвы

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

Экспрессия рекомбинантных Целлюлаза Cel5A от<em&gt; Trichoderma reesei</em&gt; В растениях табака

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

Измерение потоков минеральных питательных веществ и токсикантов в растениях с помощью радиоактивной метки

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

Использование высокого разрешения ИК термографии (HRIT) для изучения ледовой зарождения и распространения ледникового у растений

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

Распаковка Метрики для трехмерных систем корней: Том и анализа поверхности из In-почвы рентгеновской компьютерной томографии данных

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

Протокол Microplastics Отбор проб на поверхности моря и анализа проб

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

Протокол отслеживания видеосигнала для фильтров сдерживающих устройств для медоносных пчел

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

Дисперсия наноматериалов в средах: на пути к оптимизации протокола

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

Экспериментальный протокол для обнаружения митохондриальной функции в гепатоцитах, подвергшихся воздействию органохлорных пестицидов

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

Объединение глаз отслеживания данных с анализом видео-контент от свободного просмотра видео прогулка в городском парке окружающей среды

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