Name: measuring stolons and rhizomes of turfgrasses using a digital image analysis system
Uploaded: 2019-02-19T15:00:00
Duration: 6 min 2 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Measuring Stolons and Rhizomes of Turfgrasses Using a Digital Image Analysis System at JoVE.com

1. сбор образцов биомассы
<ol><li>Сбор образцов, включая надземной биомассы и почвенного слоя с соответствующей глубиной в зависимости от вида (для видов торфа, глубина 15 см – как правило, достаточно) для обеспечения сбора столонов и корневищ. Примечание: Общий размер участка должен рассматриваться до начала исследования, так как разрушительные образцы будут приняты. В общем чем дольше эксперимент провел, больше размер требуемый участок.</li>
	<li>Проверка условий почвы до взятия пробы: Если почва является слишком сухой, особенно в тяжелых почвах, это может быть трудно собирать образцы. В этом случае полива участков до коллекции для размягчения образца слоев.</li>
	<li>Сбор образцов с помощью пробоотборника ядро почвы (≥ 8 см в диаметре) или определить площадь поверхности для сбора с рамой (≥ 10 x 10 см) и собирать образцы с лопатой. Пометьте каждый образец с лентой лаборатории.</li>
	<li>Соберите несколько случайных выборок на участок, поэтому они представитель завода населения.</li>
	<li>Использование же сборники для всего эксперимента и записывать область, представляющую каждый образец для расчета плотности Столон и корневища. Примечание: Протокол может быть приостановлена здесь, и образцы можно хранить в полиэтиленовых пакетах и сохраняются при температуре ниже-18 ° C.</li>
</ol>2. Очистка биомассы образцов
<ol><li>Поместите образец в большое сито с 0,5-1,5 мм отверстия в зависимости от размера Столон или корневища. Отверстия должны быть достаточно небольшим, чтобы сохранить все столонов и корневищ, но достаточно большой, чтобы позволить частицы почвы должны быть удалены. Для песчаных почв два сита с различными отверстиями, размещенных друг над другом, может позволить для улучшения точности и эффективности.</li>
	<li>Экологически чистые образцы с потоком воды с достаточно сил, чтобы удалить частицы почвы без повреждения растений.</li>
	<li>Извлечь очищенный образцы и поместите их в лоток с бумажными полотенцами, заботясь, чтобы надлежащим образом ярлык лотки. Примечание: Протокол может быть приостановлена здесь, и образцы можно хранить в полиэтиленовых пакетах и сохраняются при температуре ниже-18 ° C.</li>
	<li>Далее, очистите образцы, удалив корни и листья с ножницами. В ходе этого процесса отдельные столонов и корневищ, при необходимости и запишите дополнительную информацию, например количество растений, культиваторы и столонов на заводе. Примечание: Удаление всех тканей корня и листьев от столонов и корневищ улучшит точность. Тонкой корни трудно удалить; Однако, путем анализа цифровых изображений, это позволяет исключить их из анализа, используя программное приложение, которое исключает органов с диаметром меньше, чем значение выбранной (см. шаг 5.1), которые определены достаточно точно на основе наблюдений изображений воспроизводится на экране.</li>
	<li>Место столонов и корневищ в документе помечены мешки. Примечание: Протокол может быть приостановлена здесь, и образцы можно хранить в полиэтиленовых пакетах и сохраняются при температуре ниже-18 ° C.</li>
</ol>3. сканирование и анализ образцов изображений
<ol><li>Поместите образец на прозрачный пластиковый лоток сканирование оборудования стандарта WinRHIZO. Вручную установите столонов и корневищ с использованием лабораторных щипцы для сведения к минимуму дублирования. Крупных выборок может потребоваться разделить проб.</li>
	<li>Не добавляйте воды лоток (как рекомендуется для корней), потому что столонов и корневищ имеют достаточную жесткость во избежание чрезмерного сближения органов, которые могут вызвать ошибки чтения, которое обычно происходит с тонкой корнями.</li>
	<li>Поместите лоток на поверхности сканера.</li>
	<li>Включите сканер и запуска программы.</li>
	<li>Проверьте dpi изображения в меню изображение , команда параметр приобретение изображений, для возможного дальнейшего контроля в сохраненное изображение.</li>
	<li>Проверьте порог в анализ, команды корня и фон различия, для хорошей классификации пикселя, принадлежащие отсканированные органов.</li>
	<li>Убедитесь, что поверхности целый лоток будет проверяться в меню изображение , команда параметр приобретение изображений.</li>
	<li>Проверьте диаметр класс отображается для распределения органов в диаметре, в графической области выше отсканированное изображение. Выберите 20 равной ширины классы с интервалом 0,1 мм, нажав на горизонтальной оси графика. Эта функция позволяет изоляции данных, принадлежащих корни или малые органы, когда столонов или корневищ не были очищены, прекрасно. Литература сообщает, что большинство корней газон видов имеют диаметр менее 0,2 мм. Примечание: Ширину и количество классов могут быть изменены, принимая во внимание средний диаметр столонов и корневищ для анализируемых образцов и изменчивости вокруг это означает. Элемент управления должна проводиться в некоторых образцах для определения минимального диаметра должны быть исключены.</li>
	<li>Запуск первого сканирования образца и проверьте, что Правка позволяет хороший анализ.</li>
	<li>Следуйте инструкциям программного обеспечения для сохранения изображения и обработки анализа. Этикетке изображение и анализ с лейблом образца.</li>
	<li>Продолжите сканирование всех образцов. Примечание: Протокол может быть приостановлена здесь, и образцы можно хранить в полиэтиленовых пакетах и сохраняются при температуре ниже-18 ° C.</li>
</ol>4. измерение сухого веса
<ol><li>Используя точные весы электронные, место отсканированные образцы в трее тарированного алюминия.</li>
	<li>Повторите шаг 4.1 для всех проверенных проб.</li>
	<li>Вставьте все образцы в духовке равным 105 ° C и высушите их за 24 ч.</li>
	<li>Удаление образцов и подождите, пока ткань вес стабилизировался.</li>
	<li>Взвесьте все образцы с их тары.</li>
	<li>Вычтите тары из записанных вес для получения вес нетто каждого образца.</li>
</ol>5. Коррекция данных и расчет длины и веса плотности
<ol><li>Коррекция длины и среднем диаметр<ol>
<li>Преобразуйте файл .txt, полученное с помощью анализа с WinRHIZO в CSV-файл.</li>
		<li>Используйте результаты сгруппированы для диаметра классов для исключения данных органов меньше 0,2 мм (корни, часть листьев, или царапины на лоток).</li>
		<li>Для каждого WinRHIZO чтения (строк файла .txt) сумма всех длин записал для классов диаметром более чем на 0,2 мм. Длина рассчитывается с этой коррекции является эффективная длина использоваться для дальнейшей обработки данных.</li>
		<li>Для каждого WinRHIZO чтения, сумма проекции районах зарегистрирован для диаметра классы более 0,2 мм. Соотношение между длиной и проекции области дает средний диаметр исправлениями для исключения органов с диаметром менее 0,2 мм.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Если образец был разбит на проб, расчет конечной длины как сумма всех подвыборки длин и вычислить окончательного среднего диаметра как соотношение между суммой длин всех подвыборки и суммой всех областей проекции подвыборки.</li>
	<li>При необходимости, вычислить плотность Длина и вес на единицу площади поверхности, на основе размера выборки.</li>
	<li>Используйте данные, полученные для статистического анализа.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Beard, J. 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> Beard's turfgrass encyclopedia for golf courses, grounds, lawns, sports fields. , (2004).</li><li>Anderson, J. A., Taliaferro, C. M., Wu, Y. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Freeze+tolerance+of+seed-+and+vegetatively+propagated+bermudagrasses+compared+with+standard+cultivars.">Freeze tolerance of seed- and vegetatively propagated bermudagrasses compared with standard cultivars.</a> Applied Turfgrass Science. , (2007).</li><li>Gennaro, P., Piazzi, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+indirect+role+of+nutrients+in+enhancing+the+invasion+of+Caulerpa+racemosa+var+cylindracea.">The indirect role of nutrients in enhancing the invasion of Caulerpa racemosa var cylindracea.</a> Biological Invasions. 16 (8), 1709-1717 (2014).</li><li>Ortiz-Ribbing, L. M., Eastburn, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+digital+image+acquisition+methods+for+determining+soybean+root+characteristics.">Evaluation of digital image acquisition methods for determining soybean root characteristics.</a> Crop Management. , (2003).</li><li>Pornaro, C., Schneider, M. K., Leinauer, B., Macolino, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Above-and+belowground+patterns+in+a+subalpine+grassland-shrub+mosaic.">Above-and belowground patterns in a subalpine grassland-shrub mosaic.</a> Plant Biosystems. 151 (3), 493-503 (2017).</li><li>Pornaro, C., Menegon, A., Macolino, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stolon+development+in+four+turf-type+perennial+ryegrass+cultivars.">Stolon development in four turf-type perennial ryegrass cultivars.</a> Agronomy Journal. , (2018).</li><li>Rimi, F., Macolino, S., Richardson, M. D., Karcher, D. E., Leinauer, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+three+nitrogen+fertilization+schedules+on+bermudagrass+and+seashore+paspalum:+II.+Carbohydrates+and+crude+protein+in+stolons.">Influence of three nitrogen fertilization schedules on bermudagrass and seashore paspalum: II. Carbohydrates and crude protein in stolons.</a> Crop Science. 53, 1168-1178 (2013).</li><li>Schiavon, M., Macolino, S., Leinauer, B., Ziliotto, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Seasonal+changes+in+carbohydrate+and+protein+content+of+seeded+bermudagrasses+and+their+effect+on+spring+green-up.">Seasonal changes in carbohydrate and protein content of seeded bermudagrasses and their effect on spring green-up.</a> Journal of Agronomy and Crop Science. 202 (2), 151-160 (2016).</li><li>Macolino, S., Ziliotto, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+Turf+Performance+and+Root+Systems+of+Bermudagrass+Cultivars+and+Companion+Zoysiagrass.">Comparison of Turf Performance and Root Systems of Bermudagrass Cultivars and Companion Zoysiagrass.</a> Acta Horticulturae. 938, 185-190 (2012).</li><li>Giolo, M., Macolino, S., Barolo, E., Rimi, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stolons+reserves+and+spring+green-up+of+seeded+bermudagrass+cultivars+in+a+transition+zone+environment.">Stolons reserves and spring green-up of seeded bermudagrass cultivars in a transition zone environment.</a> HortScience. 48 (6), 780-784 (2013).</li><li>Lulli, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physiological+and+morphological+factors+influencing+wear+resistance+and+recovery+in+C3+and+C4+turfgrass+species.">Physiological and morphological factors influencing wear resistance and recovery in C3 and C4 turfgrass species.</a> Functional Plant Biology. 39, 214-221 (2012).</li><li>Ramalingam, P., Kamoshita, A., Deshmukh, V., Yaginuma, S., Uga, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Association+between+root+growth+angle+and+root+length+density+of+a+near-isogenic+line+of+IR64+rice+with+DEEPER+ROOTING+1+under+different+levels+of+soil+compaction.">Association between root growth angle and root length density of a near-isogenic line of IR64 rice with DEEPER ROOTING 1 under different levels of soil compaction.</a> Plant Production Science. 20 (2), 162-175 (2017).</li><li>Qin, R., Noulas, C., Herrera, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphology+and+Distribution+of+Wheat+and+Maize+Roots+as+Affected+by+Tillage+Systems+and+Soil+Physical+Parameters+in+Temperate+Climates:+An+Overview.">Morphology and Distribution of Wheat and Maize Roots as Affected by Tillage Systems and Soil Physical Parameters in Temperate Climates: An Overview.</a> Archives of Agronomy and Soil Science. , 1-16 (2017).</li><li>Barnes, B. D., Kopeck&#253;, D., Lukaszewski, A. J., Baird, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+turf-type+interspecific+hybrids+of+meadow+fescue+with+perennial+ryegrass+for+improved+stress+tolerance.">Evaluation of turf-type interspecific hybrids of meadow fescue with perennial ryegrass for improved stress tolerance.</a> Crop Science. 54, 355-365 (2014).</li><li>Biernacki, M., Bruton, B. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+response+of+Cucumis+melo+inoculated+with+root+rot+pathogens.">Quantitative response of Cucumis melo inoculated with root rot pathogens.</a> Plant Disease. 85, 65-70 (2001).</li><li>Bouma, T. J., Nielsen, K. L., Koutstaal, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sample+preparation+and+scanning+protocol+for+computersied+analysis+of+root+length+and+diameter.">Sample preparation and scanning protocol for computersied analysis of root length and diameter.</a> Plant and Soil. 218, 185-196 (2001).</li><li>Kraft, J. M., Boge, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Root+characteristics+of+pea+in+relation+to+compaction+and+Fusarium+root+rot.">Root characteristics of pea in relation to compaction and Fusarium root rot.</a> Plant Disease. 85, 936-940 (2000).</li><li>Rimi, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Performance of warm season turfgrasses as affected by various management practices in a transition zone environment. , (2012).</li><li>Burgess, P., Huang, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Growth+and+physiological+responses+of+creeping+bentgrass+(Agrostis+stolonifera)+to+elevated+carbon+dioxide+concentrations.">Growth and physiological responses of creeping bentgrass (Agrostis stolonifera) to elevated carbon dioxide concentrations.</a> Horticulture Research. 1, 14021 (2014).</li><li>Volterrani, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Effect+of+Increasing+Application+Rates+of+Nine+Plant+Growth+Regulators+on+the+Turf+and+Stolon+Characteristics+of+Pot-grown+'Patriot'+Hybrid+Bermudagrass.">The Effect of Increasing Application Rates of Nine Plant Growth Regulators on the Turf and Stolon Characteristics of Pot-grown 'Patriot' Hybrid Bermudagrass.</a> HortTechnology. 25 (3), 397-404 (2015).</li><li>B&#246;hm, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methods+of+studying+root+systems.">Methods of studying root systems.</a> Ecological studies: Analysis and synthesis. , 64-71 (1979).</li><li>Box, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modern+methods+for+root+investigations.">Modern methods for root investigations.</a> Plant Roots: The Hidden Half. , 193-237 (1996).</li><li>Dowdy, R. H., Nater, E. A., Dolan, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantification+of+the+length+and+diameter+of+root+segments+with+public+domain+software.">Quantification of the length and diameter of root segments with public domain software.</a> Communications in Soil Science and Plant Analysis. 26, 459-468 (1995).</li><li>Pornaro, C., Macolino, S., Menegon, A., Richardson, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=WinRHIZO+Technology+for+Measuring+Morphological+Traits+of+Bermudagrass+Stolons.">WinRHIZO Technology for Measuring Morphological Traits of Bermudagrass Stolons.</a> Agronomy Journal. 109 (6), 3007-3010 (2017).</li><li>Taliaferro, C. M., Martin, D. L., Anderson, J. A., Anderson, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patriot+turf+bermudagrass.">Patriot turf bermudagrass.</a> United States Plant Patent. , (2006).</li><li>Munshaw, G. C., Williams, D. W., Cornelius, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Management+strategies+during+the+establishment+year+enhance+production+and+fitness+of+seeded+bermudagrass+stolons.">Management strategies during the establishment year enhance production and fitness of seeded bermudagrass stolons.</a> Crop Science. 41, 1558-1564 (2001).</li><li>Rimi, F., Macolino, S., Richardson, M. D., Karcher, D. E., Leinauer, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+three+nitrogen+fertilization+schedules+on+bermudagrass+and+seashore+paspalum:+I.+Spring+green-up+and+fall+color+retention.">Influence of three nitrogen fertilization schedules on bermudagrass and seashore paspalum: I. Spring green-up and fall color retention.</a> Crop Science. 53, 1161-1167 (2013).</li><li>Murphy, S. L., Smucker, A. J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+video+image+analysis+and+line-intercept+methods+for+measuring+root+systems+of+alfalfa+and+ryegrass.">Evaluation of video image analysis and line-intercept methods for measuring root systems of alfalfa and ryegrass.</a> Agronomy Journal. 87, 865-868 (1995).</li><li>Wright, S. R., Jennette, M. W., Coble, H. D., Rufty, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Root+morphology+of+young+Glycine+max,+Senna+obtusifolia,+and+Amaranthus+palmeri.">Root morphology of young Glycine max, Senna obtusifolia, and Amaranthus palmeri.</a> Weed Science. 47, 706-711 (1999).</li><li>Nilsson, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Remote+sensing+and+image+analysis+in+plant+pathology.">Remote sensing and image analysis in plant pathology.</a> Annual Review of Phytopathology. 15, 489-527 (1995).</li><li>Ottman, M. J., Timm, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+viable+plant+roots+with+the+image+analyzing+computer.">Measurement of viable plant roots with the image analyzing computer.</a> Agronomy Journal. 76, 1018-1020 (1984).</li><li>Newman, E. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+method+of+estimating+the+total+length+of+roots+in+a+sample.">A method of estimating the total length of roots in a sample.</a> Journal of Applied Ecology. 3, 139-145 (1966).</li><li>Tennant, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+test+of+a+modified+line+intersect+method+of+estimating+root+length.">A test of a modified line intersect method of estimating root length.</a> Journal of Ecology. 63, 995-1001 (1975).</li><li>Arsenault, J. L., Pouleur, S., Messier, C., Guay, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=WinRHIZO&#8482;,+a+root-measuring+system+with+a+unique+overlap+correction+method.">WinRHIZO&#8482;, a root-measuring system with a unique overlap correction method.</a> HortScience. 30, 906 (1995).</li></ol>

Авторы не имеют ничего сообщать.

Протокол, описанные здесь разработан и оценены для изучения turfgrasses. Однако она может использоваться в диапазоне видов stoloniferous или корневищные с необходимыми изменениями согласно их морфологические характеристики, условия окружающей среды и очистка точности образца.
Средний диаметр, оценивается с помощью этот протокол нельзя сравнить с диаметром между узлами, измеренная с суппортом. Анализ цифровых изображений включает в себя узлы и междоузлий при расчете среднего диаметра, что соотношение между общей проекции поверхности и общей длины. Как указывалось, Pornaro и др. 24, средний диаметр, полученные для bermudagrass столонов с WinRHIZO системы переоценили средний диаметр измеренные с суппортом в internode. Талломы диаметр обычно используется для описания диаметр Столон междоузлий и это общий параметр, используемый для Ботаническое описание18,25. По этой причине, Pornaro и др. 24 указал, что средний диаметр оценивается через WinRHIZO системы и вручную измеренного между узлами диаметр описывают два различных морфология аспекты.
Время, необходимое для выполнения этого протокола остается ограничивающим фактором для обычного анализа. -Это наиболее трудоемкий этап очистки образцов (шаг 2.4). Основываясь на нашем опыте, уборка один образец газон с большим объемом биомассы (то есть, 20 x 20 см) требует около трех человек работает на 2-4 часа. Как описано в протоколе, процесс очистки необходим для обеих цифровой анализ системы и при использовании суппорта и правителя. Когда образцы состоять из ограниченного числа столонов/корневищ, похож на время, необходимое для сбора данных с двумя методами. Однако как увеличивается размер выборки, метод на основе программного обеспечения не имеют последующее время увеличиваться, как только ограничивающим фактором является площадь поверхности сканера. Наоборот время, необходимое для измерения органов с правителем и суппорт увеличивается с количество столонов или корневища, составляющих образец.
Изучение Столон и корневища черты в зрелых turfgrasses всегда была основана на измерение длины между узлами и диаметр и масса сухой вес7,11,,2627. Из-за большой время, необходимое для обработки образцов и уменьшение в точности с увеличением размера выборки ручного измерения должна быть ограничена небольшое количество столонов или корневищ11,,20-25. Таким образом они могут быть только подходит для одного завод экспериментов. Преимуществом системы анализа изображений над традиционными методами, что то, что можно измерить длину большого Столон или корневища образцы и рассчитать длину плотность и удельный вес (вес длина соотношение).
Этот протокол позволяет для измерения длины Столон и корневища и расчет плотностей длина в образцах с большой биомассой (для которых Столон или корневища вес в настоящее время единственный параметр, используемый для описания морфологии). Талломы или корневища длина может быть важным параметром во многих исследованиях, которые не могут быть оценены с современными методами. Недавние исследования на различных газон видов6 продемонстрировали, что Столон вес и длина плотности не всегда взаимосвязаны, указав, что он может быть желательно измерить несколько параметров для адекватной оценки системы Столон и корневища. Этот метод должен быть особенно подходит для сорта или культурной практики управления сравнения.
Несколько шагов в рамках Протокола имеют решающее значение для успешной оценки длины и средний диаметр столонов и корневищ. Из-за высокой изменчивости морфологии растений в условиях различных окружающей среды, количество образцов (размер выборки) и земельного участка измерения, которые должны быть пробы (измерение образца) должны тщательно оцениваться и быть как можно более представительный населения с целью снизить изменчивость данных. Кроме того очистка корни и листья от столонов прежде чем анализ кропотливой работы, требующие особого внимания во избежание переоценки. И наконец перед обработкой изображений, рекомендуется тщательно выбрать ширину диаметр классы и минимального диаметра с помощью опции программного обеспечения, чтобы исключить все что не Столон или корневищем, от анализа. Каждый эксперимент требует выбора минимального диаметра, как диаметр зависит от вида и состояния окружающей среды, включая культурной практики.

Исследование морфологии растений основном рассматривается во всех дисциплинах растений науки, включая экологии, агрономия, биологии и физиологии. Корневой системы растений широко изучается для ее важности в стрессу, стабильности почвы, роста растений и производительности. За их роль в стратегии распространения растений, рекуперативного способность и хранения углеводов также широко изучаются столонов и корневищ. Столонов и корневищ являются измененные стебли, которые растут горизонтально, либо выше земля (столонов) или ниже Земля (корневища). Столонов и корневищ также содержат регулярно расположенных узлов и междоузлий, а также меристемовые узлов, которые способны порождает новые корни и побеги1. Там были широкий ряд исследований по различным темам, расследование столонов корни и корневища различных растений2,3,4,5,6,7, 8. Ввиду их важности в газон качества9, весна зеленый вверх после зимней спячки10и износ терпимости и рекуперативного способность11изучаются корневой системы, столонов и корневищ turfgrasses. Кроме того эти органы также изучаются в других культур, turfgrasses рис12, сои4и кукурузы13и пастбища, где боковых стволов играют ключевую роль в эрозии почвы управления5.
Плотность длина корня (длина корня на единицу объема почвы) и средний диаметр обычно измеряются с помощью сканирования программного обеспечения3,4,5,9,,14,15 16,17,18. И наоборот Длина и диаметр столонов или корневища обычно измеряются линейкой и штангенциркуль3,,1920 и требуют значительного времени и труда21,22 , 23 , 24. Таким образом, они часто измеряются в ограниченное количество столонов или корневищ11,,20-25 и часто ограничиваются морфологическая характеристика расположенных растений только. Изучение Столон и корневища черты в зрелых навесом включает выборки большое количество биомассы, так что обычно только пояснения и корневища плотность сухого веса (сухой вес на единицу поверхности) определяется7,11, 26 , 27. Столон сухой массы, в самом деле, может быть более легко измеряемых чем Столон Длина и диаметр сушки проб в духовке. Однако длина Столон — важных видов и сортовой характер, что не хорошо связанной с сухой массы. Недавнее исследование ползучая Райграс многолетний (Лолиум perenne) продемонстрировал, что образцы с высоким Столон длина плотность не обязательно высокий Столон вес плотности6.
Системы анализа изображений сделать анализ корни быстрее28,29, более точным и менее склонны к человеческой ошибки30,21 , чем традиционные ручные методы,3132, 33. Кроме того, эти системы обеспечивают высокую гибкость и easy-to-use инструменты, включая свет, оптические установки и резолюции, которые часто откалиброваны для каждого отсканированные изображения34. Pornaro и др. 24 показал, что WinRHIZO системы, системы анализа изображений, специально предназначенные для измерения вымытые корни, могут предоставить альтернативный метод для анализа Столон и корневища черты более полно, чем текущие методы преодоления ошибки измерения, вызванных человеческой ошибки. Морфологическое описание и количественную информацию о Столон и корневища роста системы анализа изображений может использоваться для анализа большое количество образцов быстро, даже с большим объемом биомассы, позволяя повышение статистической точности. Таким образом пакеты программного обеспечения анализа корневых обеспечивают альтернативу, надежный и быстрый метод для изучения роста и морфология столонов и корневищ растений различных видов24.
Мы представляем эксперимента, проведенного в северо-восточной Италии для изучения Столон и корневища развития четырех сортов bermudagrass (Свинорой spp.). Исследования, направленные для повышения знаний о развитии столонов и корневищ в сеяный («LaPaloma» и «Юкон») и вегетативные («Патриот» и «Tifway») сортов bermudagrass. Эксперимент был создан в мае 2013 года, и более чем три даты выборки в год, с осени 2013 года летом 2015 года были собраны пробы газон [марта (до зеленого вверх), Июль (полный вегетационный период) и октябрь (до зимнего покоя)]. Для описания и объяснения этого метода мы использовали образцы, собранные в лето второй вегетационного сезона (июль 2014), как большой биомассы образцов в это время оправдывают необходимость быстрого анализа. WinRHIZO, анализ цифровых изображений программное средство специально для измерений промывают корень, был использован для определения плотности длина Столон и средний диаметр.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>laboratory tape</td>
			<td>Any</td>
			<td>NA</td>
			<td>Tags may be used to label samples</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>plastic bags</td>
			<td>Any</td>
			<td>NA</td>
			<td>Any plastic bag can be used to keep samples until they have been cleened</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>paper bags</td>
			<td>Any</td>
			<td>NA</td>
			<td>Any paper bag can be used to keep cleaned samples to avoid mold formation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>paper towels</td>
			<td>Any</td>
			<td>NA</td>
			<td>After samples have been washed with water and before to clean them with scissors it is helpful to put them on a paper towel to absorb water</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>scissor</td>
			<td>Any</td>
			<td>NA</td>
			<td>Any scissor with fine tips</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>aluminium box</td>
			<td>Any</td>
			<td>NA</td>
			<td>Any aluminium box large enough to contain the sample</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>trays</td>
			<td>Any</td>
			<td>NA</td>
			<td>It is helpful to use plastic tray to hold samples during the cleaning process</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sieve with 0.5-1.5 mm openings</td>
			<td>Any</td>
			<td>NA</td>
			<td>Any sieve</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>soil core sampler</td>
			<td>Any</td>
			<td>NA</td>
			<td>We use core sampler for soil collection with diameter of at least 8 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>squared frame</td>
			<td>Any</td>
			<td>NA</td>
			<td>To collect large samples we use squared frame (10 x 10 cm, or 15 x 15 cm, or 20 x 20 cm)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>spade</td>
			<td>Any</td>
			<td>NA</td>
			<td>We use spade to pull out samples delimited with squared frame</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>precision electronic balance</td>
			<td>Any</td>
			<td>NA</td>
			<td>Any precision electronic balance</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>laboratory oven</td>
			<td>Any</td>
			<td>NA</td>
			<td>Any laboratory oven</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>freezer</td>
			<td>Any</td>
			<td>NA</td>
			<td>Any freezer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>WinRHIZO software</td>
			<td>Regent Instruments Inc., Quebec</td>
			<td>NA</td>
			<td>Excluded the &#34;basic&#34; version</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>WinRHIZO scanner</td>
			<td>Regent Instruments Inc., Quebec</td>
			<td>NA</td>
			<td>WinRHIZO system includes a scanner calibrated for the software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>WinRHIZO scanner accessories</td>
			<td>Regent Instruments Inc., Quebec</td>
			<td>NA</td>
			<td>WinRHIZO system includes accessories, as plastic tray and positioner, to be used with the scanner</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

measuring stolons and rhizomes of turfgrasses using a digital image analysis system

Длина и диаметр столонов или корневища обычно измеряются с помощью простых правителей и суппортов. Эта процедура является медленный и трудоемкий, поэтому он часто используется на ограниченное количество столонов или корневища. По этой причине эти черты ограничены в их использования для морфологическая характеристика растений. Использование технологии программного обеспечения анализа цифровых изображений может преодолеть измерения ошибки из-за человеческой ошибки, которые имеют тенденцию к увеличению, а также увеличить число и размер образцов. Протокол может использоваться для любого вида сельскохозяйственных культур, но особенно подходит для корма или трав, где растения являются небольшими и многочисленными. Газон примеры состоят из надземной биомассы и верхний слой почвы на глубину максимальной корневища развития, в зависимости от видов, представляющих интерес. В исследованиях пробы промываются от почвы, и столонов/корневищ убираются вручную перед анализ программного обеспечения для анализа цифровых изображений. Образцы далее сушатся в лаборатории Отопление печи для измерения сухого веса; Таким образом для каждого образца, полученные данные являются общая длина, вес сухой и средний диаметр. Сканированные изображения могут быть исправлены до анализа, за исключением видимых посторонних частей, таких как оставшихся корней или листьев не удаляется в процессе очистки. Действительно эти фрагменты обычно имеют гораздо меньшего диаметра, чем столонов или корневища, поэтому они могут быть легко исключены из анализа путем установления минимального диаметра, ниже которого объекты не считаются. Талломы или корневища плотности на единицу площади может затем быть рассчитываются на основе размера выборки. Преимуществом этого метода является быстрое и эффективное измерение длины и средний диаметр выборке чисел столонов или корневища.

Watch this Scientific Journal Video about Measuring Stolons and Rhizomes of Turfgrasses Using a Digital Image Analysis System at JoVE.com

Measuring Stolons and Rhizomes of Turfgrasses Using a Digital Image Analysis System

Системы анализа изображений на основе программного обеспечения предоставляет альтернативный метод для изучения морфологии stoloniferous и корневищные видов. Этот протокол позволяет измерение длины и диаметра столонов и корневищ и может применяться для образцов с большим объемом биомассы и широкий спектр видов.

Измерения столонов и корневищ Turfgrasses с помощью системы анализа цифровых изображений

Length and diameter of stolons or rhizomes are usually measured using simple rulers and calipers. This procedure is slow and laborious, so it is often ...

Этот метод может ответить на ключевые вопросы в росте и морфологии столонов и корневища различных культур, таких как дерновы, луга и пастбища. Основным преимуществом этого метода является то, что длина столона и корневища может быть измерена в образцах с большим количеством биомассы, для которой вес является единственным параметром, используемым в настоящее время. Соберите образцы с помощью пробоя ядра почвы.Включите надземную биомассу и слой почвы с соответствующей глубиной, в зависимости от вида для обеспечения сбора как столонов, так и корневищ. Кроме того, определить площадь поверхности для сбора с рамой и собирать образцы с лопатой. Наклеить этикетку на каждый образец лабораторной лентой.Для очистки образцов биомассы поместите образец в большое сито с отверстиями размером от 0,5 до 1,5 миллиметра в зависимости от размера столба или корневища. Отверстия должны быть достаточно маленькими, чтобы сохранить все столоны и корневища, но достаточно большими, чтобы частицы почвы были удалены. Очистите образцы потоком воды с достаточной мощностью, чтобы удалить частицы почвы, не повреждая растения.Получить чистые образцы и поместить их в лоток с бумажными полотенцами, заботясь, чтобы обозначить лотки надлежащим образом. Далее очистите образцы, удалив корни и листья ножницами. В ходе этого процесса, отделить столоны и корневища, если это необходимо, и записывать дополнительную информацию, такую как количество растений, культиваторов и столбов на растение.Поместите столбы и корневища в бумажные мешки с маркировкой. Поместите образец на прозрачный пластиковый лоток стандартного сканирующего оборудования WinRHI'е. Вручную поместите столбы и корневища с помощью лабораторных типсов, чтобы свести к минимуму дублирование.Большие образцы, возможно, придется разделить на подпроецы. Поместите лоток на поверхность сканера, затем включите сканер и начните работать с программой. Для дальнейшего управления сохраненным изображением проверьте dpi изображения в меню Изображения, выявив параметр приобретения командного изображения.Для правильной классификации пикселей, принадлежащих отсканированным органам, проверьте порог и анализ, выбрав команду Root Background Distinction. Убедитесь, что вся поверхность лотка будет отсканирована в меню Изображения, выбрав параметр приобретения командного изображения. Теперь проверьте класс диаметра, отображаемый для распределения органов по диаметру в графической области над отсканированным изображением.Выберите 20 классов равной ширины с интервалом 0,1 миллиметра, нажав на горизонтальный доступ к графику. Эта функция позволяет исключить данные, принадлежащие к корням или небольшим органам, когда столоны или корневища не были идеально очищены. В литературе сообщается, что большинство корней видов дерна имеют диаметр ниже 0,2 миллиметра.Запустите первый образец сканирования и убедитесь, что редактирование позволяет для хорошего анализа. Следуйте инструкциям по программному обеспечению для сохранения изображения. Наконец, обработать анализ после варианта программного обеспечения и пометить изображение и анализ с этикеткой образца.Продолжить сканирование всех образцов. Для выполнения измерения сухого веса поместите отсканированные образцы в смоляной алюминиевый лоток на точный электронный баланс и заместите их смолу. Повторите этот шаг для всех отсканированных образцов.Вставьте все образцы в часто установленный до 105 градусов по Цельсию и высушите их в течение 24 часов. На следующий день удалите образцы и подождите, пока вес ткани стабилизируется. Затем взвесь все образцы с их тары.Вычесть тару из записанного веса, чтобы получить чистый вес каждого образца. Приведены результаты полевых испытаний, сравнивающих плотность длины столона и корневища четырех сортов бермудских травы типа дерна. Плотность длины столба значительно отличается между вегетативными сортами Патриот и Тифуэй, а также семенами сорта Ла Палома и Yukon в образцах, собранных в июле 2014 года.Для корневища, Патриот отображает самую высокую плотность длины, а затем Tifway, и семенами сортов. Развитие плотности длины столба сорта Патриот на протяжении всего периода исследования показывает увеличение с марта 2014 года по июль 2014 года и не менялось с июля 2014 года по июль 2015 года. В образцах, собранных в октябре 2013 года и марте 2014 года, было обнаружено несколько корневища.Плотность длины корневища увеличивается в июле 2014 года, достигнув самых высоких значений. Но в октябре 2014 года он снова снизился. При попытке этой процедуры, важно помнить, чтобы выбрать репрезентативные образцы, тщательно очистить столоны и корневища перед анализом, и выбрать ширину диаметра классов с использованием вариантов программного обеспечения, чтобы включить только столоны и корневища в анализе.

Research

JoVE Journal

Environment

Analysis of Fatty Acid Content and Composition in Microalgae

Анализ жирных кислот содержание и состав микроводорослей

A method to determine the content and composition of total fatty acids present in microalgae is described. Fatty acids are a major constituent of ...

Use of Chironomidae (Diptera) Surface-Floating Pupal Exuviae as a Rapid Bioassessment Protocol for Water Bodies

Use of Chironomidae Diptera Surface-Floating Pupal Exuviae as a Rapid Bioassessment Protocol for Water Bodies

Использование хирономид (Diptera), поверхностно-Плавающие куколки экзувии как Bioassessment протокола Rapid для водоемов

Rapid bioassessment protocols using benthic macroinvertebrate assemblages have been successfully used to assess human impacts on water quality. ...

Measuring Carbon-based Contaminant Mineralization Using Combined CO2 Flux and Radiocarbon Analyses

Measuring Carbon-based Contaminant Mineralization Using Combined CO2 Flux and Radiocarbon Analyses

Измерение углерода на основе Загрязняющие Минерализация Использование Совмещенный CO<sub&gt; 2</sub&gt; Flux и Радиоуглеродный анализ

A method is described which uses the absence of radiocarbon in industrial chemicals and fuels made from petroleum feedstocks which frequently contaminate ...

A Duplex Digital PCR Assay for Simultaneous Quantification of the Enterococcus spp. and the Human Fecal-associated HF183 Marker in Waters

A Duplex Digital PCR Assay for Simultaneous Quantification of the Enterococcus spp. and the Human Fecal-associated HF183 Marker in Waters

Дуплексной связи с цифровой ПЦР-анализ для одновременного Количественное определение<em&gt; Enterococcus SPP.</em&gt; И человеческая Фекальные-ассоциированный HF183 Marker в водах

This manuscript describes a duplex digital PCR assay (EntHF183 dPCR) for simultaneous quantification of Enterococcus spp. and the human fecal-associated ...

Modification and Application of a Leaf Blower-vac for Field Sampling of Arthropods

Модификация и применение листа Blower-Vac для отбора проб на местах членистоногих

Rice fields host a large diversity of arthropods, but investigating their population dynamics and interactions is challenging. Here we describe the ...

Automated, High-resolution Mobile Collection System for the Nitrogen Isotopic Analysis of NOx

Automated, High-resolution Mobile Collection System for the Nitrogen Isotopic Analysis of NOx

Автоматизированная, с высоким разрешением Мобильная система сбора отходов для азота изотопного анализа NO<sub&gt; х</sub

Nitrogen oxides (NOx = NO + NO2) are a family of atmospheric trace gases that have great impact on the environment. NOx concentrations directly influence ...

Image-based Lagrangian Particle Tracking in Bed-load Experiments

Лагранжианское отслеживание частиц на основе изображений в экспериментах с нагрузочной нагрузкой

Image analysis has been increasingly used for the measurement of river flows due to its capabilities to furnish detailed quantitative depictions at a ...

Measuring and Mapping Patterns of Soil Erosion and Deposition Related to Soil Carbonate Concentrations Under Agricultural Management

Измерение и сопоставление моделей осаждения, относящиеся к концентрации карбоната почвы под управление сельским хозяйством и эрозии почвы

Spatial patterns of soil erosion and deposition can be inferred from differences in ground elevation mapped at appropriate time increments. Such changes ...

On-Site Molecular Detection of Soil-Borne Phytopathogens Using a Portable Real-Time PCR System

На месте молекулярной обнаружение почвообитающих фитопатогенов, используя систему портативный ПЦР в реальном времени

On-site diagnosis of plant diseases can be a useful tool for growers for timely decisions enabling the earlier implementation of disease management ...

Measuring the Flight Ability of the Ambrosia Beetle, Platypus Quercivorus (Murayama), Using a Low-Cost, Small, and Easily Constructed Flight Mill

Measuring the Flight Ability of the Ambrosia Beetle, Platypus Quercivorus Murayama, Using a Low-Cost, Small, and Easily Constructed Flight Mill

Измерение способности полета Амброзия жука, Quercivorus Утконос (Мураяма), используя лоу кост, небольшой и легко построены полета мельница

The ambrosia beetle, Platypus quercivorus (Murayama), is the vector of a fungal pathogen that causes mass mortality of Fagaceae trees (Japanese oak wilt). ...