向日葵根上 Orobanche cumana 结节自动表型分析的图像分析

来源: 时间:2021-08-03 14:41:20 浏览次数:

该方法快速、准确、成本低。它允许随着时间的推移对大量的rhiotron进行快速成像,并且可以对所有的时间动力学数据进行图像跟踪。
寄生植物Orobanche cumana是欧洲向日葵作物最重要的威胁之一。已开发出抗性向日葵品种,但新的O. cumana 品种已经进化并克服了基因渗入的抗性基因,导致反复需要新的抗性方法。筛选抗性需要成千上万的向日葵植株对不同的O. culana小种进行表型分析。大多数表型实验都是在相互作用后期的田间进行的,需要时间和空间。在受控条件下的快速表型筛选方法将需要更少的空间,并且允许筛选许多向日葵基因型的抗性。作者的研究提出了向日葵/O 的表型分析工具。cumana 在受控条件下的相互作用,通过图像分析在相互作用的早期进行扫帚结节分析。


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Raspberry Pi/picamera图像采集设置。

a:Raspberry Pi/picamera(双箭头)插入Raspberry计算机的底视图;整个装置在一个盒子里。

b:使用保护在盒子中的 Raspberry Pi 计算机(黑色箭头)、面向根管的 Raspberry Pi/picamera(双箭头)、连接到屏幕、键盘,在根管中对 O. cumana 接种的向日葵根系进行专用图像采集设置 和鼠标。实验室升降支架(箭头)允许轻松调整聚焦和视野视图以进行成像。

c:3 周后根管的 picamera 图像,左侧有一把尺子用于调整比例

作者对向日葵/O. cumana的表型进行了优化,在生长室中使用rhizotrons(透明的有机玻璃盒)来控制培养条件和Orobanche的接种量。作者使用带piccamera的Raspberry Pi计算机,在接种3周后获取接种向日葵根的图像。使用ImageJ自由软件建立一个宏来自动计数结节的数量。这种表型工具被命名为RhizOSun。作者评估了用两个O. cumana 小种接种的五个向日葵基因型,并表明使用 RhizOSun 自动计算结核数量与手动耗时计数高度相关,并且可以有效地用于在结核阶段筛选向日葵基因型。


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Raspberry Pi/picamera图像采集设置。

Raspberry Pi/picamera(双箭头)插入Raspberry计算机的底视图;整个装置在一个盒子里。

b 使用保护在盒子中的 Raspberry Pi 计算机(黑色箭头)、面向根管的 Raspberry Pi/picamera(双箭头)、连接到屏幕、键盘,在根管中对 O. cumana 接种的向日葵根系进行专用图像采集设置 和鼠标。实验室升降支架(箭头)允许轻松调整聚焦和视野视图以进行成像。

c 3 周后根管的 picamera 图像,左侧有一把尺子用于调整比例


该方法快速、准确、成本低。它允许随着时间的推移对大量的rhiotron进行快速成像,并且可以对所有的时间动力学数据进行图像跟踪。这为rhiotrons的表型自动化铺平了道路,该方法可用于其它根系表型分析,如豆科植物上的共生根瘤。


来源:Plant Methods.Image analysis for the automatic phenotyping of Orobanche cumana tubercles on sunflower roots.A. Le Ru, G. Ibarcq, M.- C. Boniface, A. Baussart, S. Muños & M. Chabaud

https://plantmethods.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13007-021-00779-6