Name: micron-scale phenotyping techniques of maize vascular bundles based on x-ray microcomputed tomography
Uploaded: 2018-10-09T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Micron-scale Phenotyping Techniques of Maize Vascular Bundles Based on X-ray Microcomputed Tomography at JoVE.com

أيد هذا البحث الوطني طبيعة العلم مؤسسة في الصين (No.31671577)، العلم والتكنولوجيا الابتكار الخاص البناء يمول البرنامج من بكين أكاديمية الزراعة والغابات Sciences(KJCX20180423)، البحوث برنامج التنمية للصين (2016YFD0300605-01)، ومؤسسة العلوم الطبيعية بكين (5174033)، بكين بعد الدكتوراه بحوث مؤسسة (2016 ZZ-66)، وأكاديمية بكين للزراعة والحراجة العلوم منحة (KJCX20170404)، ( JNKYT201604).

1-نموذج إعداد بروتوكول
<ol><li>لأخذ العينات، جمع الساق، ليف، والجذر من نباتات الذرة الطازجة وتقسيمها إلى ثلاثة أنواع من مجموعات العينة (كل مجموعة مع تكرار أربعة). ثم قطع منها إلى شرائح صغيرة باستخدام شفرة جراحة على النحو التالي: (1) خفض جزء الأوسط تنبع internode 1-1.5 سم في الطول؛ (2) قطع جزء من العرض ال...

<ol>
	<li>Lucas, W. J., 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+plant+vascular+system:+evolution,+development+and+functions.">The plant vascular system: evolution, development and functions.</a> Journal of Integrative Plant Biology. 55, 294-388 (2013).</li><li>Gou, L., 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=Effect+of+population+density+on+stalk+lodging+resistant+mechanism+and+agronomic+characteristics+of+maize.">Effect of population density on stalk lodging resistant mechanism and agronomic characteristics of maize.</a> Acta Agronomica Sinia. 33, 1688-1695 (2007).</li><li>Hu, H., 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=QTL+mapping+of+stalk+bending+strength+in+a+recombinant+inbred+line+maize+population.">QTL mapping of stalk bending strength in a recombinant inbred line maize population.</a> Theoretical and Applied Genetics. 126, 2257-2266 (2013).</li><li>Wilson, J. R., Mertens, D. R., Hatfield, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolates+of+cell+types+from+sorghum+stems:+Digestion,+cell+wall+and+anatomical+characteristics.">Isolates of cell types from sorghum stems: Digestion, cell wall and anatomical characteristics.</a> Journal of the Science of Food and Agriculture. 63, 407-417 (1993).</li><li>Hatfield, R., Wilson, J., Mertens, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Composition+of+cell+walls+isolated+from+cell+types+of+grain+sorghum+stems.">Composition of cell walls isolated from cell types of grain sorghum stems.</a> Journal of the Science of Food and Agriculture. 79, 891-899 (1999).</li><li>Du, J., 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=Micron-scale+phenotyping+quantification+and+three-dimensional+microstructure+reconstruction+of+vascular+bundles+within+maize+stems+based+on+micro-CT+scanning.">Micron-scale phenotyping quantification and three-dimensional microstructure reconstruction of vascular bundles within maize stems based on micro-CT scanning.</a> Functional Plant Biology. 44 (1), 10-22 (2016).</li><li>Pan, X., 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=Reconstruction+of+Maize+Roots+and+Quantitative+Analysis+of+Metaxylem+Vessels+based+on+X-ray+Micro-Computed+Tomography.">Reconstruction of Maize Roots and Quantitative Analysis of Metaxylem Vessels based on X-ray Micro-Computed Tomography.</a> Canadian Journal of Plant Science. 98 (2), 457-466 (2018).</li><li>McElrone, A. J., Choat, B., Parkinson, D. Y., MacDowell, A. A., Brodersen, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+high+resolution+computed+tomography+to+visualize+the+three+dimensional+structure+and+function+of+plant+vasculature.">Using high resolution computed tomography to visualize the three dimensional structure and function of plant vasculature.</a> Journal of Visualized Experiments. (74), e50162 (2013).</li><li>Cloetens, P., Mache, R., Schlenker, M., Lerbs-Mache, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+phase+tomography+of+Arabidopsis+seeds+reveals+intercellular+void+network.">Quantitative phase tomography of Arabidopsis seeds reveals intercellular void network.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the Unites States of America. 103, 14626-14630 (2006).</li><li>Dorca-Fornell, C., 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=Increased+leaf+mesophyll+porosity+following+transient+retinoblastoma-related+protein+silencing+is+revealed+by+microcomputed+tomography+imaging+and+leads+to+a+system-level+physiological+response+to+the+altered+cell+division+pattern.">Increased leaf mesophyll porosity following transient retinoblastoma-related protein silencing is revealed by microcomputed tomography imaging and leads to a system-level physiological response to the altered cell division pattern.</a> Plant Journal. 76 (6), 914-929 (2013).</li><li>Verboven, P., 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=Void+space+inside+the+developing+seed+of+Brassica+napus+and+the+modelling+of+its+function.">Void space inside the developing seed of Brassica napus and the modelling of its function.</a> New Phytologist. 199, 936-947 (2013).</li><li>Brodersen, C. R., Roark, L. C., Pittermann, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+physiological+implications+of+primary+xylem+organization+in+two+ferns.">The physiological implications of primary xylem organization in two ferns.</a> Plant, Cell &amp; Environment. 35, 1898-1911 (2012).</li><li>Choat, B., Brodersen, C. R., McElrone, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synchrotron+X-ray+microtomography+of+xylem+embolism+in+Sequoia+sempervirens+saplings+during+cycles+of+drought+and+recovery.">Synchrotron X-ray microtomography of xylem embolism in Sequoia sempervirens saplings during cycles of drought and recovery.</a> New Phytologist. 205, 1095-1105 (2015).</li><li>Torres-Ruiz, J. 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=Direct+x-ray+microtomography+observation+confirms+the+induction+of+embolism+upon+xylem+cutting+under+tension.">Direct x-ray microtomography observation confirms the induction of embolism upon xylem cutting under tension.</a> Plant Physiology. 167, 40-43 (2015).</li><li>Staedler, Y. M., Masson, D., Sch&#246;nenberger, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plant+tissues+in+3D+via.+x-ray+tomography:+simple+contrasting+methods+allow+high+resolution+imaging.">Plant tissues in 3D via. x-ray tomography: simple contrasting methods allow high resolution imaging.</a> PLoS One. 8, 75295 (2013).</li><li>Zhang, Y., Legay, S., Barri&#232;re, Y., M&#233;chin, V., Legland, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Color+quantification+of+stained+maize+stem+section+describes+lignin+spatial+distribution+within+the+whole+stem.">Color quantification of stained maize stem section describes lignin spatial distribution within the whole stem.</a> Journal of the Science of Food and Agriculture. 61, 3186-3192 (2013).</li><li>Legland, D., Devaux, M. F., Guillon, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Statistical+mapping+of+maize+bundle+intensity+at+the+stem+scale+using+spatial+normalisation+of+replicated+images.">Statistical mapping of maize bundle intensity at the stem scale using spatial normalisation of replicated images.</a> PLoS One. 9 (3), 90673 (2014).</li><li>Heckwolf, S., Heckwolf, M., Kaeppler, S. M., de Leon, N., Spalding, E. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Image+analysis+of+anatomical+traits+in+stem+transections+of+maize+and+other+grasses.">Image analysis of anatomical traits in stem transections of maize and other grasses.</a> Plant Methods. 11, 26 (2015).</li><li>Wu, H., Jaeger, M., Wang, M., Li, B., Zhang, B. G. <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+distribution+of+vessels,+passage+cells+and+lateral+roots+along+the+root+axis+of+winter+wheat+(Triticum+aestivum).">Three-dimensional distribution of vessels, passage cells and lateral roots along the root axis of winter wheat (Triticum aestivum).</a> Annals of Botany. 107, 843-853 (2011).</li><li>Chopin, J., Laga, H., Huang, C. Y., Heuer, S., Miklavcic, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=RootAnalyzer:+A+Cross-Section+Image+Analysis+Tool+for+Automated+Characterization+of+Root+Cells+and+Tissues.">RootAnalyzer: A Cross-Section Image Analysis Tool for Automated Characterization of Root Cells and Tissues.</a> PLoS One. 10, 0137655 (2015).</li><li>Passot, S., 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=Characterization+of+pearl+millet+root+architecture+and+anatomy+reveals+three+types+of+lateral+roots.">Characterization of pearl millet root architecture and anatomy reveals three types of lateral roots.</a> Frontiers in Plant Science. 7, 829 (2016).</li></ol>

مع التطبيق الناجح لتكنولوجيا الأشعة المقطعية في مجالات الطب الحيوي وعلوم المواد، هذه التكنولوجيا قد تم تدريجيا في مجالات علم النبات والزراعة، وتشجيع البحوث في علوم الحياة النباتية كأداة تقنية واعدة . في أواخر التسعينات، استخدمت تكنولوجيا الأشعة المقطعية أولاً لدراسة هياكل المورفولوجي?...

يعمل النظام بالأوعية الدموية الذرة من خلال مصنع كامل، من الجذر والساق للأوراق، التي تشكل مسارات النقل الرئيسية لإيصال المياه والمغذيات المعدنية والمواد العضوية1. وظيفة هامة أخرى من الأوعية الدموية لتوفير الدعم الميكانيكي لنبات الذرة. على سبيل المثال، ارتباطاً وثيقا التشكل وعدد وتوزيع حزم وعائية في الجذور والسيقان المقاومة السكن لنباتات الذرة2،3. في الوقت الحاضر، دراسات عن التشريحي من حزم وعائية أساسا استخدام التقنيات المجهرية وأولتراميكروسكوبيك لعرض الهياكل التشريحية لجزء معين من جذع، أوراق، أو الجذر، وثم قياس وحساب هذه الهياكل من مصلحة التحقيق اليدوي. ولا شك أن القياس اليدوي لمختلف هياكل مجهرية في ميكرويماجيس على نطاق واسع هو عمل شاقة للغاية وغير فعالة ويحد بشدة من دقة الصفات ميكروفينوتيبيك، نظراً لعدم الموضوعية وعدم تناسق4، 5.
الذرة لا النمو الثانوي، ومحتوى الخلية يتكون أساسا من الماء في أرض الابتدائية. دون أي معالجة مسبقة، عينات جديدة من الذرة الأنسجة يمكن مباشرة مسحها ضوئياً باستخدام جهاز الأشعة المقطعية الصغرى؛ ومع ذلك، نتائج المسح ربما الفقراء والخام. الأسباب الرئيسية التي تتلخص فيما يلي: كثافة التوهين منخفضة (1) من الأنسجة النباتية، أسفر على النقيض منخفضة العدد الذري والضوضاء عالية في الصور؛ (2) المواد النباتية الطازجة المعرضة ليذوي ويتقلص خلال البيئة المسح العادي، كما أفاد دو6. وقد أصبحت المشاكل المذكورة أعلاه القيود الرئيسية لتطوير وتطبيق تكنولوجيا ميكروفينوتيبينج للذرة والقمح، والأرز، وأخرى مونوكوتيليدونس. نقدم لك هنا، في 'بروتوكول إعداد نموذج' بريتريات العينات الجذعية الذرة وأوراق وجذور. يتجنب هذا البروتوكول بالجفاف والتشوه للمواد النباتية أثناء التصوير المقطعي المسح؛ وهكذا، أنها مفيدة لزيادة وقت حفظ العينات النباتية مع نونديفورميشن. وعلاوة على ذلك، يعزز خطوة الصباغة استناداً إلى اليود الصلبة أيضا على النقيض المواد النباتية؛ وهكذا، فإنه يجعل تحسينات كبيرة في نوعية التصوير الجزئي-قيراط وعلاوة على ذلك، قمنا بتطوير برامج معالجة الصورة، اسمه فيسيلبارسير، معالجة الصور المقطعية للذرة السيقان والأوراق. يدمج هذا البرنامج مجموعة من أنابيب تجهيز الصور لإجراء تحليل phenotyping الفائق والتلقائي للصور المقطعية 2-د من الأنسجة النباتية المختلفة. الحزم الوعائية في المقطع العرضي كامل الجذعية الذرة وأوراق يتم الكشف عن واستخراج وتحديد باستخدام أسلوب معالجة الصور تلقائي. نتيجة لذلك نحصل على 31 تعمل مجهرية الجذعية الذرة وتعمل مجهرية 33 نبات الذرة. سلسلة الصور المقطعية جذر الذرة، قمنا بتطوير نظام معالجة الصور لاكتساب الصفات المظهرية ثلاثي الأبعاد للسفن ميتاكسيليم. هذا المخطط أعلى في الكفاءة للحصول على الصور وإعادة الإعمار مقارنة بالأساليب التقليدية.
تشير هذه النتائج إلى أن الصورة تجهيز أنابيب النظر في خصائص التصوير للأشعة السينية العادية الصغيرة-CT توفر وسيلة فعالة ل phenotyping مجهرية من حزم وعائية؛ الغاية هذا يوسع تطبيقات تقنيات الأشعة المقطعية في علم النبات، ويحسن phenotyping التلقائي للمواد النباتية في القرار الخلوي6،7.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:841px;" width="841">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Skyscan 1172 X-ray computed tomography system</td>
			<td style="width:269px;">Bruker Corporation, Belgium</td>
			<td style="width:119px;">NA</td>
			<td style="width:237px;">For CT scanning</td>
		</tr>
		<tr height="46">
			<td height="46" style="height:46px;width:216px;">CO2 critical point drying system (Leica CPD300)</td>
			<td style="width:269px;">Leica Corporation, Germany</td>
			<td style="width:119px;">NA</td>
			<td style="width:237px;">For sample drying</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Ethanol</td>
			<td style="width:269px;">Any</td>
			<td style="width:119px;">NA</td>
			<td>For FAA fixation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Formaldehyde</td>
			<td style="width:269px;">Any</td>
			<td style="width:119px;">NA</td>
			<td>For FAA fixation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Acetic acid</td>
			<td style="width:269px;">Any</td>
			<td style="width:119px;">NA</td>
			<td>For FAA fixation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Surgical blade</td>
			<td style="width:269px;">Any</td>
			<td style="width:119px;">NA</td>
			<td>For cutting the sample sgements</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">3D printer</td>
			<td style="width:269px;">Makerbot replicator 2, MakerBot Industries, USA</td>
			<td style="width:119px;">NA</td>
			<td>For printing the sample baskets of maize root, stem, and leaf</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Centrifuge tube</td>
			<td style="width:269px;">Corning, USA</td>
			<td style="width:119px;">NA</td>
			<td>Place the root, stem, or leaf materials</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Solid iodine</td>
			<td style="width:269px;">Any</td>
			<td style="width:119px;">NA</td>
			<td>For sample dyeing</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">SkyScan Nrecon software</td>
			<td style="width:269px;">SkyScan NRecon, Version: 1.6.9.4, Bruker Corporation, Belgium</td>
			<td style="width:119px;">NA</td>
			<td>For image reconstruction</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">VesselParser software</td>
			<td style="width:269px;">VesselParser, Version: 3.0, National Engineering Research Center for Information Technology in Agriculture (NERCITA), Beijing, China</td>
			<td style="width:119px;">NA</td>
			<td>Image analysis protocol for single CT image of maize stem or leaf</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">ScanIP</td>
			<td style="width:269px;">ScanIP, Version: 7.0; Simpleware, Exeter, UK</td>
			<td style="width:119px;">NA</td>
			<td>3D image processing software</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Latex gloves</td>
			<td style="width:269px;">Any</td>
			<td style="width:119px;">NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Tweezers</td>
			<td style="width:269px;">Any</td>
			<td style="width:119px;">NA</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

micron-scale phenotyping techniques of maize vascular bundles based on x-ray microcomputed tomography

من الضروري أن دقة قياس الهياكل التشريحية الذرة المواد استناداً إلى تقنيات تحليل الصورة الفائق. هنا، نحن نقدم إعداد نموذج 'بروتوكول' لمواد الذرة (أي، الجذعية، ورقة، وجذر) مناسبة للعاديين ميكروكومبوتيد التصوير المقطعي (الصغرى-CT) المسح الضوئي. استناداً إلى صور عالية الاستبانة الأشعة المقطعية الجذعية الذرة وأوراق وجذور، يصف لنا بروتوكولين لتحليل حزم وعائية المظهرية: (1) استناداً إلى صورة الأشعة المقطعية الجذعية الذرة ونبات، قمنا بتطوير خط أنابيب تحليل صورة معينة استخراج تلقائياً 31 والسمات المظهرية 33 من حزم وعائية؛ (2) استناداً إلى سلسلة صورة الأشعة المقطعية لجذر الذرة، علينا إعداد نظام تجهيز صورة للتجزئة (ثلاثي الأبعاد) ثلاثية الأبعاد للسفن ميتاكسيليم، واستخراج ثنائي الأبعاد (2-d) والسمات المظهرية ثلاثي الأبعاد، مثل الحجم والمساحة للسفن ميتاكسيليم، إلخ بالمقارنة مع القياس اليدوية التقليدية من حزم وعائية المواد الذرة، البروتوكولات المقترحة إلى حد كبير تحسين كفاءة ودقة ميكرون-المقياس الكمي المظهرية.

بروتوكول إعداد نموذج مناسب للمسح الجزئي-الأشعة المقطعية العادية لا يمنع تشوه الأنسجة النباتية، بل يعزز أيضا على النقيض من امتصاص الأشعة السينية. يتم تفحص المواد النباتية pretreated باستخدام نظام الأشعة المقطعية الصغرى إلى صور شريحة عالية الجودة، وأعلى دقة يمكن أن تصل إلى 2 م...

Watch this Scientific Journal Video about Micron-scale Phenotyping Techniques of Maize Vascular Bundles Based on X-ray Microcomputed Tomography at JoVE.com

Micron-scale Phenotyping Techniques of Maize Vascular Bundles Based on X-ray Microcomputed Tomography

نحن نقدم طريقة جديدة لتحسين تباين امتصاص الأشعة السينية الذرة الأنسجة مناسبة لفحص التصوير المقطعي ميكروكومبوتيد العادية. استناداً إلى صور الأشعة المقطعية، نقدم مجموعة من مهام سير العمل في تجهيز الصور لمختلف المواد الذرة لاستخراج فعالة تعمل مجهرية من حزم وعائية من الذرة.

تقنيات Phenotyping ميكرون-مقياس الذرة حزم وعائية استناداً إلى التصوير المقطعي بالأشعة السينية ميكروكومبوتيد

It is necessary to accurately quantify the anatomical structures of maize materials based on high-throughput image analysis techniques. Here, we provide a ...

يمكن أن يكون لهذه الطريقة الإجابة على الأسئلة السريعة في تقنيات الفينوتيوبينغ المخطط لها على نطاق ميكرون. مثل جزيئات المسح المقطعية الدقيقة، وطريقة تحليل فينوكيبيك لحزم الأوعية الدموية الذرة. وتتمثل الميزة الرئيسية لهذه التقنية في توفير طرق جديدة وفعالة لدراسة السمات الظاهرية لحزمة الأوعية الدموية من الذرة عن طريق إعداد العينات، والمسح المقطعي، وتحليل البروتوكولات.والآثار المترتبة على هذه التقنية توسع نطاق تطبيقات المسح المقطعي المجهري العادي وغيره من علوم النباتات. يمكن تعديل هذا البروتوكول بسهولة لاستيعاب المواد النباتية الأخرى، مثل الجفاف من إجراء التجفيف. للبدء، وجمع الجذعية، ورقة، والجذر من النباتات الذرة الطازجة.وقسّمهم إلى ثلاث مجموعات من العينات بعد ذلك ، استخدم شفرة جراحية لقطع جزء من 1 إلى 1.5 سنتيمتر من internode الجذعية الوسطى. باستخدام نفس شفرة الجراحية، وقطع قطعة 1/2 إلى اثنين سنتيمتر من العرض الأقصى للأوراق على طول الاتجاه الرأسي مع الوريد الرئيسي.استخدم الشفرة الجراحية لقطع قطعة 1/2 سنتيمتر من الجذر الأرضي. بعد ذلك، نقع شرائح عينة في حل FAA لمدة ثلاثة أيام على الأقل. يجفف شرائح العينة لمدة 30 دقيقة في ستة تدرجات الإيثانول المتتابعة.ثم ضع مواد النبات في سلال العينة المقابلة. نقل بسرعة سلال إلى خلية عينة من ثاني أكسيد الكربون نظام التجفيف نقطة حرجة. ضع المواد النباتية المجففة في أنبوب جهاز طرد مركزي 50 ملليلتر مع غرامين من اليود الصلب.ثم ضع الأنابيب في غرفة واقية للضوء لمدة أربع إلى خمس ساعات. أولاً، قم بتعيين معلمات المسح المقطعي وفقاً لبروتوكول النص. ثم، تعيين نطاقات المسح وفقا لأحجام وأحجام مختلفة من المواد النباتية المستخدمة.بعد ذلك، قم بضبط أحجام البكسل التصويري كما يلي: جهازي ميكرومتر للجذور. 6.77 ميكرومتر للسيقان. و 10 ميكرومترات للأوراق.لإعادة بناء صور الشرائح، استخدم برنامج بناء الصور لتحويل بيانات CT الخام إلى صور شريحة CT بدقة 2K. أولاً، حدد نوع الجهاز لتهيئة خطوط أنابيب خوارزمية مختلفة في برنامج التصوير التلقائي. ثم انقر على زر معلمات الأسلوب وحدد جذع الذرة، أو ورقة الذرة، في المربع المنسدل الأول.انقر فوق الزر إدارة البيانات، قم بتعيين دليل العمل، ثم قم باستيراد كافة صور الشرائح في الدليل. ثم حدد صورة مفردة أو متعددة الشرائح في خطوط أنابيب الصور. بعد ذلك، حدد حجم البيكسل للصورة.اختر زر معلمات الأسلوب وأدخل حجم البيكسل للصورة في عنصر التحرير المناسب. بعد ذلك، انقر فوق الزر حساب الظاهري لاستخراج تلقائياً الصفات الظاهرية من حزم الأوعية الدموية لجميع الصور شريحة مختارة. انقر فوق الزر التحليل الإحصائي لإخراج نتائج هذه التحليلات كنص أو ملف CSV.استيراد الصور المعاد بناؤها من جذور الذرة، وتحديد المعلمات الفضاء دقيقة. ثم استخدم أداة غاوسية العودية لتنعيم الصور، وتحسين جودة الصورة. ضبط المعلمات عتبة لإجراء تجزئة 3D من السفن metaxylem.سيؤدي هذا إلى إنشاء تسمية ألوان موحدة لكل سفينة metaxylem متصلة. ثم، تحسين وتحديد السفن metaxylem بشكل تفاعلي باستخدام بتاي النحو المورفولوجيا، وعمليات الفيضانات. المقبل ، وإجراء تصور حجم وإعادة بناء السطح من السفن.وأخيراً، استخدم أداة الإحصاءات قناع لحساب وقياس الصفات الظاهرية من وعاء في المستويات 2D و 3D. وباستخدام التحليل المبين في البروتوكول، تم حساب الصفات الظاهرية لحزم الأوعية الدموية في سيقان الذرة وأوراق الشجر والجذور. تم إنشاء تصور ثلاثي الأبعاد للجذور وأوعية metaxylem ، باستخدام نتائج التقسيم وإعادة الإعمار والتصورات بحجم.بروتوكول إعداد العينة السليم يحسن بشكل كبير من المسح الضوئي التي تنبعث من نوعية الأشعة المقطعية الدقيقة لذرة الجذعية، ورقة، والجذر. مع خط أنابيب تنبعث تلقائيا لاستخراج بسرعة الصفات الظاهرية من حزم الأوعية الدموية لذرة الجذعية وأوراق. والإعداد وتنبعث منها مسح المعالجة لتحليل الصفات 3D الظاهري من حزم الأوعية الدموية لجذر الذرة.توفر هذه التقنية طريقة عملية للتأهيل الظاهري الدقيق والسريع وتحديد حزم الأوعية الدموية الذرة.

Research

JoVE Journal

Biology

Non-invasive 3D-Visualization with Sub-micron Resolution Using Synchrotron-X-ray-tomography

غير الغازية مع التصور 3D - الفرعية ميكرون القرار باستخدام السنكروترون - X - أشعة التصوير المقطعي

Little is known about the internal organization of many micro-arthropods with body sizes below 1 mm. The reasons for that are the small size and the hard ...

Protein Crystallization for X-ray Crystallography

البلورة البروتين لالبلورات بالأشعة السينية

Using the three-dimensional structure of biological macromolecules to infer how they function is one of the most important fields of modern biology. The ...

3D Printing of Preclinical X-ray Computed Tomographic Data Sets

3D الطباعة الأشعة السينية ما قبل السريرية البيانات المحسوبة تصوير الشعاعي الطبقي مجموعات

Three-dimensional printing allows for the production of highly detailed objects through a process known as additive manufacturing.  Traditional, ...

Production of Human Norovirus Protruding Domains in E. coli for X-ray Crystallography

Production of Human Norovirus Protruding Domains in E. coli for X-ray Crystallography

إنتاج نوروفيروس الإبراز المجالات الإنسان في<em&gt; E. القولونية</em&gt; لأشعة البلورات

The norovirus capsid is composed of a single major structural protein, termed VP1. VP1 is subdivided into a shell (S) domain and a protruding (P) domain. ...

Techniques to Induce and Quantify Cellular Senescence

تقنيات للحث وتحديد الخلوي الشيخوخة

In response to cellular stress or damage, proliferating cells can induce a specific program that initiates a state of long-term cell-cycle arrest, termed ...

SA-&#946;-Galactosidase-Based Screening Assay for the Identification of Senotherapeutic Drugs

SA-β-Galactosidase القائم على فحص الفحص لتحديد الأدوية Senotherapeutic

Cell senescence is one of the hallmarks of aging known to negatively influence a healthy lifespan. Drugs able to kill senescent cells specifically in cell ...

Dosimetry for Cell Irradiation using Orthovoltage (40-300 kV) X-Ray Facilities

Dosimetry for Cell Irradiation using Orthovoltage 40-300 kV X-Ray Facilities

قياس الجرعات لإشعاع الخلايا باستخدام مرافق الأشعة السينية Orthovoltage (40-300 كيلو فولت)

The importance of dosimetry protocols and standards for radiobiological studies is self-evident. Several protocols have been proposed for dose ...

Image Rendering Techniques in Postmortem Computed Tomography: Evaluation of Biological Health and Profile in Stranded Cetaceans

تقنيات تقديم الصور في التصوير المقطعي بعد الوفاة: تقييم الصحة البيولوجية والملامح الشخصية في الحيتانيات التي تقطعت بها السبل

With 6 years of experience in implementing virtopsy routinely into the Hong Kong cetacean stranding response program, standardized virtopsy procedures, ...

A 3D Cartographic Description of the Cell by Cryo Soft X-ray Tomography

وصف رسم الخرائط 3D للخلية بواسطة التصوير المقطعي بالأشعة السينية الناعمة Cryo

Imaging techniques are fundamental in order to understand cell organization and machinery in biological research and the related fields. Among these ...