LeafJ: Plugin ImageJ для полуавтоматического измерения формы листьев
Summary
Демонстрация основных методов для измерения высокой пропускной лист. Эти методы могут быть использованы для ускорения лист фенотипирование при изучении многих мутантов растений или иного растения экранирование листьев фенотип.
Abstract
Высокая пропускная способность фенотипирование (phenomics) является мощным инструментом для связи генов с их функциями (см. обзор 1 и недавние примеры 2-4). Листья главный орган фотосинтеза, и их размер и форма зависят развитием и экологически внутри завода. По этим причинам исследования по морфологии листьев требуется измерение нескольких параметров из многочисленных листьев, которые лучше всего сделать, полуавтоматические phenomics инструментов 5,6. Canopy тени является важной экологической реплика, что влияет на архитектуру растений и истории жизни; набор ответов общим названием синдрома тени избежании (SAS) 7. Среди ответов SAS, тени индуцированных черешок листа удлинения и изменения в области лезвия особенно полезны в качестве показателей 8. На сегодняшний день форма листа программ (например, форма 9, LAMINA 10, LeafAnalyzer 11, LEAFPROCESSOR 12) можно измерить очертания листьев и классифицировать лист формы, Но не может выводить черешок длиной. Отсутствие крупномасштабных систем измерения черешки листьев сдерживает phenomics подходы к SAS исследований. В этой статье мы опишем недавно разработанный ImageJ плагин, называется LeafJ, который может быстро измерять длины черешка и параметров листовой пластинки растения арабидопсис модели. Для случайного листа, которые требуют коррекции по эксплуатации черешка / листовой пластинки границы мы использовали сенсорный экран планшета. Кроме того, форма листа ячейки, а числа клеток листа являются важными факторами, определяющими размер листа 13. Отдельно от LeafJ мы также представляем протокол для использования с сенсорным экраном планшет для измерения формы клеток, площадь и размеры. Наш лист черта измерительной системы не ограничивается тени уклонения от уплаты налогов исследований и ускорит лист фенотипирование много мутантов и отбора растений листья фенотипирования.
Protocol
Representative Results
Discussion
Наш "LeafJ" Плагин позволяет измерение длины черешка полуавтоматически, увеличивая пропускную почти в 6 раз по сравнению с ручной измерения. Черешки длиной является важным показателем SAS, а также является достопримечательностью других явлений, таких как сопротивление погружения и hy…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
LeafJ было написано JNM в то время как он был в отпуске в лаборатории доктора Кэтрин Поллард в Gladstone институтов.
Эта работа была поддержана грантом от Национального научного фонда (грант № IOS-0923752).
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | |
| far-red light LED | Orbitec | custom made | |
| transparency | IKON | HSCA/5 | |
| scanner | Epson | Epson Perfection V700 PHOTO | |
| Image J | NIH | http://rsbweb.nih.gov/ij/ | |
| LeafJ | custom | http://www.openwetware.org/wiki/Maloof_Lab | |
| Air Display | Avatron Software Inc. | http://avatron.com/ | |
| iPad2 | Apple Inc. | http://www.apple.com/ |
References
- Furbank, R. T., Tester, M. Phenomics–technologies to relieve the phenotyping bottleneck. Trends Plant Sci. 16, 635-644 (2011).
- Berger, B., Parent, B., Tester, M. High-throughput shoot imaging to study drought responses. J. Exp. Bot. 61, 3519-3528 (2010).
- Borevitz, J. O. Natural genetic variation for growth and development revealed by high-throughput phenotyping in Arabidopsis thaliana. G3 (Bethesda). 2, 29-34 (2012).
- Albrecht, D. R., Bargmann, C. I. High-content behavioral analysis of Caenorhabditis elegans in precise spatiotemporal chemical environments. Nat. Methods. 8, 599-605 (2011).
- Chitwood, D. H., et al. Native environment modulates leaf size and response to simulated foliar shade across wild tomato species. PLoS ONE. 7, e29570 (2012).
- Chitwood, D. H., et al. The developmental trajectory of leaflet morphology in wild tomato species. Plant Physiol. 158, 1230-1240 (2012).
- Casal, J. J. Shade Avoidance. The Arabidopsis Book. , e0157 (2012).
- Smith, H., Kendrick, R. E., Kronenberg, G. H. M. . Photomorphogenesis in Plants. , 377-416 (1994).
- Iwata, H., Ukai, Y. SHAPE: a computer program package for quantitative evaluation of biological shapes based on elliptic Fourier descriptors. J. Hered. 93, 384-385 (2002).
- Bylesjo, M., et al. LAMINA: a tool for rapid quantification of leaf size and shape parameters. BMC Plant Biol. 8, 82 (2008).
- Weight, C., Parnham, D., Waites, R. LeafAnalyser: a computational method for rapid and large-scale analyses of leaf shape variation. Plant J. 53, 578-586 (2008).
- Backhaus, A., et al. LEAFPROCESSOR: a new leaf phenotyping tool using contour bending energy and shape cluster analysis. New Phytol. 187, 251-261 (2010).
- Tsukaya, H. Mechanisms of Leaf-shape determination. Annual Review of Plant Biology. 57, 477-496 (2006).
- Abramoff, M. D., Magalhaes, P. J., Ram, S. J. Image Processing with ImageJ. Biophotonics International. 11, 36-42 (2004).
- Horiguchi, G., Fujikura, U., Ferjani, A., Ishikawa, N., Tsukaya, H. Large-scale histological analysis of leaf mutants using two simple leaf observation methods: identification of novel genetic pathways governing the size and shape of leaves. Plant. J. 48, 638-644 (2006).
- Horiguchi, G., Ferjani, A., Fujikura, U., Tsukaya, H. Coordination of cell proliferation and cell expansion in the control of leaf size in Arabidopsis thaliana. J. Plant. Res. 119, 37-42 (2006).
- Pierik, R., de Wit, M., Voesenek, L. A. C. J. Growth-mediated stress escape: convergence of signal transduction pathways activated upon exposure to two different environmental stresses. New. Phytol. 189, 122-134 (2011).
