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

Denne forskning blev støttet af National karakter Science Foundation of China (No.31671577), videnskab og teknologi Innovation særlige konstruktion finansieret Program af Beijing Academy for landbrug og skovbrug Sciences(KJCX20180423), forskningen Development Program af Kina (2016YFD0300605-01), Beijing Natural Science Foundation (5174033), Beijing postdoc Research Foundation (2016 ZZ-66), og Beijing akademi for landbrug og skovbrug Sciences Grant (KJCX20170404),) JNKYT201604).

1. sample forberedelse protokol
<ol><li>For prøveudtagning, indsamle stængel, blade, og rod fra friske majs planter og opdele dem i tre typer af prøven grupper (hver gruppe med fire replikationer). Derefter, skær dem i små segmenter af med kirurgisk klinge på følgende måde: (1) skæres et segment af midterste stammer internodium 1-1,5 cm i længden; (2) skåret et segment af den maksimale bredde af bladet 0,5 - 3 cm i længde langs den lodrette retning med de vigtigste vene; (3) skåret et segment af crown rode...

<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>

Med den vellykkede anvendelse af CT teknologi inden for biomedicin og materialevidenskab, er denne teknologi blevet gradvis indført i inden for botanik og landbruget, fremme forsker i anlægget biovidenskab som en lovende teknisk værktøj . I slutningen af 1990 ' erne, blev CT teknologi første gang brugt til at studere de morfologiske strukturer og udviklingen af plante rodsystemer. I det seneste årti, synkrotron HRCT er blevet et stærkt, ikke-destruktiv værktøj for anlægget biologer, og held har været anvendt t...

Majs kar systemet kører gennem hele planten, fra rod og stængel til bladene, som udgør de vigtigste transport stier for at levere vand, mineralske næringsstoffer og organiske stoffer1. En anden vigtig funktion af det vaskulære system er at give mekanisk støtte for majs anlægget. For eksempel, hænger morfologi, antal og fordeling af kardiovaskulære bundter i rødder og stængler tæt sammen med logi modstanden af majs planter2,3. I øjeblikket undersøgelser på den anatomiske struktur af kardiovaskulære bundter udnytte primært mikroskopiske og ultramicroscopic teknikker for at få vist de anatomiske strukturer i en bestemt del af stængel, blade eller rod, og derefter måle og tælle disse strukturer af renter af manuel undersøgelse. Utvivlsomt, manuel måling af forskellige mikroskopiske strukturer i store microimages er en meget kedelig og ineffektive arbejde og begrænser alvorligt præcision af microphenotypic træk, på grund af sin subjektivitet og inkonsekvens4, 5.
Majs har ingen sekundære vækst, og celleindhold hovedsagelig består af vand i den primære meristem. Uden nogen forbehandling, kan friske prøver af majs væv direkte scannes ved hjælp af en mikro-CT enhed; de scanning resultater er dog nok fattige og uslebne. De vigtigste grunde kan opsummeres som følger: (1) lav dæmpning tætheder af plantevæv, hvilket resulterer i en lav kontrast atomnummer og høj støj i billeder; (2) fersk plantematerialer er tilbøjelige til at dehydrere og skrumpe under normal scanning miljø, som rapporteret af Du6. De ovennævnte problemer er blevet de vigtigste begrænsninger for udvikling og anvendelse af microphenotyping teknologi for majs, hvede, ris og andre enkimbladede. Her introducerer vi prøve forberedelse-protokollen til at forbehandle prøver af majs stængel, blade og rod. Denne protokol forhindrer dehydrering og deformation af plantematerialer under CT scanning; således, det er gavnligt at øge bevarelse tidspunktet for planten prøver med nondeformation. Derudover øger trinnet farvning baseret på solid jod også kontrasten af plantematerialer; således, det gør betydelige forbedringer i den billeddiagnostiske kvalitet af mikro-CT. Vi har endvidere udviklet billedbehandlingsprogram, opkaldt VesselParser, til at behandle CT billederne af majs stilke og blade. Denne software integrerer et sæt af billedbehandling rørledninger til at udføre høj overførselshastighed og automatisk fænotyper analyse for 2D-CT billeder af forskellige plantevæv. Kardiovaskulære bundter i hele tværsnittet af majs stænglen og blade er registreret, udtrukket og identificeret ved hjælp af en automatisk billedbehandling metode. Som et resultat, får vi 31 mikroskopiske fænotyper af majs stilken og 33 mikroskopiske fænotyper af majs bladet. For CT billede serie af majs roden udviklede vi en billed-oparbejdelse ordning at erhverve 3-D fænotypisk træk af metaxylem skibe. Denne ordning er overlegen i effektiviteten af image erhvervelse og genopbygning sammenlignet med traditionelle metoder.
Disse resultater viser, at billedbehandling rørledninger overvejer almindelige X-ray mikro-CT billeddannelse egenskaber giver en effektiv metode til den mikroskopiske fænotyper af kardiovaskulære bundter; Dette ekstremt udvider anvendelser af CT teknikker i plantevidenskab og forbedrer den automatiske fænotyper af plantematerialer på cellulære opløsning6,7.

<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

Det er nødvendigt at nøjagtigt kvantificere de anatomiske strukturer i majs materialer baseret på høj overførselshastighed billede analyseteknikker. Her give vi prøve forberedelse protokol for majs materialer (dvs., stængel, blade og rod) egnet til almindelig microcomputed tomografi (mikro-CT) scanning. Baseret på CT højopløsningsbilleder af majs stængel, blade og rod, vi beskriver to protokoller for fænotypiske analyser af kardiovaskulære bundter: (1) baseret på CT billede af majs stænglen og blade, udviklede vi et bestemt billede analyse pipeline hen til automatisk uddrag 31 og 33 fænotypisk træk af kardiovaskulære bundter; (2) baseret på CT billede serie af majs rod, vi oprette et billede behandling ordning for de tre-dimensionelle (3-D) segmentering af metaxylem fartøjer, og udvindes todimensionale (2D) og 3D-fænotypisk træk, såsom lydstyrke, areal af metaxylem fartøjer, osv. Sammenlignet med traditionel manuel måling af kardiovaskulære bundter af majs materialer, forbedre de foreslåede protokoller væsentligt effektiviteten og nøjagtigheden af micron-skala fænotypiske kvantificering.

Prøven forberedelse protokol egnet til almindelig mikro-CT-scanning ikke kun forhindrer deformering af plantevæv men også forbedrer X-ray absorption kontrast. Massiv plantematerialer scannes ved hjælp af en mikro-CT system i høj kvalitet skive billeder, og den højeste opløsning kan nå 2 µm/pixel. Figur 4 viser scannede micro-CT billederne af stængel, blade og rod, og billedets kontrast har en betydelig forbedring i forhold til de resultater, der er ...

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

Vi leverer en roman metode til at forbedre X-ray absorption kontrast af majs væv egnet til almindelig microcomputed Computertomografi scanning. Baseret på CT billeder, indføre vi et sæt af billedbehandling arbejdsprocesser for forskellige majs materialer til effektivt uddrag mikroskopiske fænotyper af kardiovaskulære bundter af majs.

Micron-skala fænotyper teknikker af majs kardiovaskulære bundter baseret på X-ray Microcomputed tomografi

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

Denne metode kan have besvare hurtige spørgsmål i den planlagte mikron-skala fænotypebestemmelse teknikker bygge. Såsom mikro-CT scanning partikler, og fænotopisk analysemetode for majs vaskulære bundter. Den største fordel ved denne teknik er at give nye og effektive måder at undersøge fænoypiske træk af majs vaskulær bundt ved prøve forberedelse, CT-scanning, og analyse af protokoller.Konsekvenserne af denne teknik udvider anvendelser af almindelige mikro-CT-scanning og andre plantevidenskaber. Denne protokol kan let ændres for at imødekomme andre plantematerialer, såsom dehydrering af tørring procedure. Til at begynde, indsamle stilken, blade og rod fra friske majs planter.Og del dem op i tre prøvegrupper. Dernæst skal du bruge en kirurgisk klinge til at skære en en til 1,5 centimeter segment af den midterste stilk internode. Brug den samme kirurgiske klinge, skære en 1/2 til to centimeter segment fra den maksimale bredde af bladet langs den lodrette retning med de vigtigste vene.Brug den kirurgiske klinge til at skære en 1/2 centimeter segment fra jordroden. Derefter lægges prøvesegmenterne i BLØD i FAA-opløsning i mindst tre dage. Prøvesegmenterne dehydreres i 30 minutter i seks sekventielle ethanolgradienter.Læg derefter plantematerialerne i de tilsvarende prøvekurve. Overfør hurtigt kurvene til prøvecellen i et nitrogenkritisk punkttørringssystem. De tørrede plantematerialer anbringes i et centrifugerør på 50 milliliter med to gram massivt jod.Derefter placere rørene i et lys-bevis rum i fire til fem timer. Først skal du indstille CT-scanningsparametrene i henhold til tekstprotokollen. Derefter indstilles scanningsintervallerne i henhold til de forskellige størrelser og mængder af de anvendte plantematerialer.Juster derefter billedpixelstørrelserne på følgende måde:To mikrometer til roden. 6.77 mikrometer til stilken. Og 10 mikrometer til bladet.Hvis du vil rekonstruere udsnitsbilleder, skal du bruge billedkonstruktionssoftware til at konvertere de rå CT-data til CT-udsnitsbilleder med 2K-opløsning. Først skal du angive den orgeltype, der skal initialisere forskellige algoritmepipelines i den automatiske billedbehandlingssoftware. Klik derefter på knappen metodeparametre, og vælg majsstilk og majsblad i den første rulleboks.Klik på datastyringsknappen, angiv arbejdsmappen, og importer alle udsnitsbilleder i mappen. Vælg derefter billeder med et enkelt eller flere udsnit i billedpipelinerne. Derefter skal du bestemme billedets pixelstørrelse.Vælg knappen metodeparametre, og angiv billedets pixelstørrelse i det relevante redigeringselement. Derefter skal du klikke på fænotypeberegningsknappen for automatisk at udtrække fænokomypiske træk ved de vaskulære bundter til alle de valgte udsnitsbilleder. Klik på den statistiske analyseknap for at udskrive resultaterne af disse analyser som en tekst- eller CSV-fil.Importer de rekonstruerede billeder af majsrødder, og bestem de nøjagtige rumparametre. Brug derefter det rekursive gaussiske værktøj til at udjævne billederne og forbedre billedkvaliteten. Juster tærskelparametrene for at udføre 3D-segmentering af metaxylembeholdere.Dette vil skabe en ensartet farve etiket for hver tilsluttet metaxylem fartøj. Derefter forbedre og identificere metaxylem fartøjer interaktivt ved hjælp af morfologi bitwise, og oversvømmelse-fyld operationer. Dernæst foretage en volumen visualisering og overflade rekonstruktion af fartøjerne.Endelig skal du bruge værktøjet maskestatistik til at tælle og måle et fartøjs fænotopypiske træk ved 2D- og 3D-niveauerne. Ved hjælp af den analyse, der er skitseret i protokollen, blev de fæotypiske træk af vaskulære bundter i majs stængler, blade og rødder beregnet. Der blev oprettet en genereret 3D-visualisering af rod- og metaxylem-fartøjerne ved hjælp af resultaterne af segmentering, rekonstruktion og volumenvisualisering.Den korrekte prøveforberedelsesprotokol forbedrer scanningsudpredningskvaliteten af mikro-CT for majsstilk, blad og rod betydeligt. Med den automatiske udsender rørledning til hurtigt at udtrække fænoukypiske træk af vaskulære bundter til majs stængel og blad. Og opsætningen og udsender behandling scanning til at analysere 3D fæotypiske træk af vaskulære bundter til majs rod.Denne teknik giver en praktisk måde for præcis og hurtig fænoypisk kvalifikation og identifikation af majs vaskulære bundter.

Research

JoVE Journal

Biology

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

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

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 Printing af præklinisk X-ray Computed tomografisk Datasæt

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

Produktion af Menneskelige Norovirus fremspringende domæner i<em&gt; E. coli</em&gt; Til røntgenkrystallografi

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

Teknikker til at fremkalde og kvantificere cellesenescens

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-baseret Screenings analyse til identifikation af Senotherapeutiske lægemidler

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

Dosimetri til cellebestråling ved hjælp af orthovoltage (40-300 kV) røntgenfaciliteter

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

Image Rendering Teknikker i Postmortem Computed Tomography: Evaluering af biologisk sundhed og profil i strandede hvaler

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

En 3D-kartografisk beskrivelse af cellen ved Hjælp af Cryo Soft X-ray Tomography

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