अर्द्ध स्वचालित पत्ता आकार मापन के लिए एक ImageJ प्लगइन: LeafJ
Summary
उच्च throughput पत्ती माप के लिए महत्वपूर्ण तरीकों का प्रदर्शन. इन विधियों पत्ती phenotyping में तेजी लाने के जब पत्ती phenotype द्वारा कई संयंत्र म्यूटेंट या अन्यथा स्क्रीनिंग पौधों का अध्ययन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है.
Abstract
उच्च throughput phenotyping (phenomics) अपने कार्य करने के लिए जीन (1 समीक्षा और उदाहरण हाल ही में 2-4 देखें) को जोड़ने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण है. पत्तियां प्राथमिक संश्लेषक अंग हैं, और उनके आकार और आकार के एक संयंत्र के भीतर developmentally और पर्यावरण की दृष्टि से भिन्नता है. इन कारणों के लिए पत्ती आकारिकी पर अध्ययन कई पत्ते, जो सबसे अच्छा अर्द्ध स्वचालित phenomics 5,6 उपकरण के द्वारा किया जाता है से कई मापदंडों की माप की आवश्यकता होती है. चंदवा छाया एक महत्वपूर्ण पर्यावरणीय संकेत है कि संयंत्र वास्तुकला और जीवन इतिहास को प्रभावित करता है, प्रतिक्रियाओं के सूट सामूहिक रूप से छाया परिहार सिंड्रोम (एसएएस) 7 कहा जाता है. SAS प्रतिक्रियाओं के अलावा, छाया प्रेरित पत्ता डंठल बढ़ाव और ब्लेड क्षेत्र में परिवर्तन 8 इंडेक्स विशेष रूप से उपयोगी हैं. तिथि करने के लिए, पत्ती आकार प्रोग्राम (जैसे 9 आकार, 10 लामिना, LeafAnalyzer 11, 12 LEAFPROCESSOR) पत्ती की रूपरेखा को मापने के लिए और पत्ती आकृतियों श्रेणीबद्ध करना, लेकिन डंठल लंबाई उत्पादन नहीं कर सकते हैं. पत्ती petioles के बड़े पैमाने पर मापन प्रणाली के अभाव SAS अनुसंधान phenomics दृष्टिकोण हिचकते. इस पत्र में, हम एक नव विकसित ImageJ प्लगइन, LeafJ कहा जाता है, जो तेजी से के डंठल और मॉडल thaliana Arabidopsis संयंत्र की लंबाई पत्ता ब्लेड मापदंडों उपाय कर सकते हैं का वर्णन. सामयिक पत्ती कि ब्लेड / डंठल पत्ती सीमा के लिए आवश्यक मैनुअल सुधार हम एक गोली स्पर्श स्क्रीन का इस्तेमाल किया है. इसके अलावा, पत्ती कक्ष आकार और पत्ता सेल नंबर पत्ती 13 आकार की महत्वपूर्ण निर्धारक हैं. LeafJ से अलग हम भी सेल आकार, क्षेत्र, और आकार को मापने के लिए एक गोली स्पर्श स्क्रीन का उपयोग करने के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं. हमारे पत्ती विशेषता माप प्रणाली छाया परिहार अनुसंधान करने के लिए सीमित नहीं है और कई पत्ती phenotyping द्वारा म्यूटेंट और स्क्रीनिंग पौधों के पत्ते phenotyping में तेजी लाने जाएगा.
Protocol
Representative Results
Discussion
हमारी 'LeafJ "प्लगइन डंठल लंबाई की माप अर्द्ध स्वचालित रूप से सक्षम बनाता है, throughput मैनुअल माप पर लगभग 6 गुना बढ़. डंठल लंबाई SAS के एक महत्वपूर्ण सूचकांक है और भी डूब के प्रतिरोध और hyponastic 17 विकास के रूप में ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
LeafJ JNM द्वारा लिखा गया था जब वह ग्लैडस्टोन संस्थानों में डॉ. कैथरीन पोलार्ड प्रयोगशाला में विश्राम पर था.
यह काम राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन (अनुदान संख्या IOS-0,923,752) से एक अनुदान द्वारा समर्थित किया गया.
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).
