RhizoTron 根系高光譜成像技術(shù)應(yīng)用:根際圖像分割及形態(tài)分析
瀏覽次數(shù):781 發(fā)布日期:2024-7-22
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植物“隱藏的一半”被可視化和量化是根系研究的關(guān)鍵。為了更好地對植物地下部分進(jìn)行探索,越來越多的人對根箱栽培法培養(yǎng)的植物根系進(jìn)行原位成像,因此,如何更精準(zhǔn)的對根際圖像進(jìn)行分割,對后續(xù)的研究至關(guān)重要。
根箱栽培法的成像方式包括RGB成像和高光譜成像,不僅可以對根箱培養(yǎng)的植株幼苗整體根系進(jìn)行形態(tài)分析,高光譜成像還能夠進(jìn)行土壤和根系的化學(xué)成像。基于此,北京易科泰有限公司推出了RhizoTron
®植物根系高光譜成像系統(tǒng),不僅能進(jìn)行高光譜成像,還可進(jìn)行RGB成像、紅外熱成像、UV-MCF紫外光激發(fā)生物熒光高光譜成像,為根系多角度研究提供非接觸、非損傷、數(shù)字化、可視化解決方案。
甜菜根系圖像分割及形態(tài)分析
Gernot et.al以甜菜為實驗對象,對根箱培養(yǎng)的甜菜根系進(jìn)行了
RGB成像和高光譜成像(900-1700nm);赗GB圖像進(jìn)行自動分割,基于高光譜圖像的比值光譜指數(shù)(1476nm與1076nm)實現(xiàn)了根系與土壤的最佳分離。
以手動分割作為參考,發(fā)現(xiàn)基于RGB自動分割對根系總根長進(jìn)行追蹤,其誤差為6.94%,基于高光譜光譜比率分割對根系總根長進(jìn)行追蹤,其誤差僅為1.5%。
同時,通過使用紫外燈(UV)與模擬太陽光照射,并采集得到根系可視化圖像,發(fā)現(xiàn)在明亮背景下UV圖像更易識別根系。
綠蘿根系根際圖像分割及形態(tài)分析
易科泰EcoTech
®的實驗室人員以綠蘿為實驗材料,使用RhizoTron
®植物根系高光譜成像分析系統(tǒng)采集了根系的400-1000nm高光譜數(shù)據(jù);赟pectrAPP
®對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,發(fā)現(xiàn)使用Ctr2指數(shù)分割效果最好。
參考文獻(xiàn)
[1] Gernot B , Mouhannad A , Alireza N , et al. RGB and Spectral Root Imaging for Plant Phenotyping and Physiological Research: Experimental Setupand Imaging Protocols. [J]. Journal of visualized experiments : JoVE, 2017, (126).