이 작품은 농 무부 자체 자금에 의해 지원 되었다.

1입니다. 준비
<ol><li>장비, 재료, 및 냉동 플랜트의 비디오 기록 하는 소프트웨어를 수집 합니다.<ol>
<li>프로그래밍 가능한 냉장고에 에, 전원 스위치를 설정 하 여 시작 하 고 0 ° c 온도 설정 프로그램-8 ° C에서 1 ° C/h에 도달 하는 냉장고.</li>
	</ol>
</li>
	<li>장소 한 6 주 오래 된 딸기 식물 2-5 꽃 1 L 용기에 냉동 실에 성장 했다.</li>
	<li>2 적외선 카메라 (예를 들어, FLIR T620 카메라) 설정 죔 띠와 나무의 작은 블록을 사용 하 여 렌즈의 올바른 수렴 각도 생산. 참고: 최적의 거리 2 카메라의 렌즈의 중심 공간 눈1 또는 약 7 cm 사이의 거리와 동일 하 일반적으로 여겨진다.</li>
	<li>10 x 10 cm 실험실 잭과 잭 냉동 실에 초점을 이미지 허용 하도록 공장에 충분히 가까이 위치에 둘 다 카메라를 탑재 합니다. 카메라를 세로 및 가로로 조정 식물의 동일한 부분은 모두 카메라에서 볼 수 있도록. 잭 2 이미지 전체 공장 및 토양의 일부를 포함 하는 방식에 수직으로 둘 다 카메라를 사용 합니다.</li>
	<li>2 카메라를 USB 콘센트 USB 커넥터를 사용 하 여 컴퓨터에 연결 합니다.</li>
	<li>2 a/C 콘센트를 식물의 지속적인 모니터링을 허용 하도록 두 카메라에 꽂습니다.</li>
</ol>2. 컴퓨터와 기록에 대 한 소프트웨어 설치
<ol><li>2 윈도우 (1 창 각 카메라에 대 한) 소프트웨어의 IR 카메라 소프트웨어 2에 대 한 아이콘을 두 번 클릭 하 여 열고 x. 왼쪽된 창에서 왼쪽된 카메라와 오른쪽 창에서 바로 카메라를 연결할 도움말 메뉴의 지침을 따릅니다. 참고: 소프트웨어를 사용 하 여 자세한 도움말 메뉴를 통해 액세스할 수 있습니다. 단색 팔레트 빨강-파랑 색조 3D 렌더링에 대 한 사용의 필요성 때문에이 예제에 대 한 가장 적합 하다.</li>
	<li>프로그램에 대 한 아이콘을 두 번 클릭 하 여 화면 캡처 소프트웨어를 엽니다. 캡처 프레임을 클릭 하 고 그래서 그것은 포함 하는 동시에 둘 다 카메라의 화면 캡처 수 있도록 카메라 프레임을 드래그 하 여 조정 합니다. 참고: 동시에 두 카메라 로부터 비디오 스트림을 캡처 화면 왼쪽 및 오른쪽 플레이의 완벽 한 동기화를 허용 하기 때문에 결정적 이다.</li>
	<li>비디오 프로세싱 소프트웨어에 쉽게 처리에 대 한 3-h 단위로 비디오를 기록 합니다. 참고: 그것은 불가능 알고 정확 하 게 식물 동결 것 이다, 그래서 몇 시간 전에 동결 이벤트 기록 하는 것이 중요 하다. 옵션을 세그먼트에 기록이 소프트웨어의 기능 이므로이 3 h에 대 한 기록으로 설정 하는 것이 좋습니다. 소프트웨어 자동으로 3 h 녹음을 저장 하 고 새 녹음을 시작. 각 3-h 녹음 파일 자동으로 받게 됩니다 숫자 시퀀스 이름 뒤. 각 비디오 파일 될 것입니다 10 ~ 20 기가바이트, 그래서 충분 한 공간 사용할 수 있도록이 크기의 여러 파일에 대 한 하드 드라이브에.</li>
	<li>컨트롤러 메뉴에서 실행 을 선택 하 여 냉동 프로그램을 시작 하 고 화면 캡처를 시작 합니다. 다음 창에서 Rec 버튼을 누릅니다. 확인 화면 캡처 중인 영역을 보여주는 개요 빨간색으로 바뀝니다.</li>
	<li>-8 ° c 냉동 딸기 식물을 기록 하 고 1 시간에 대 한 냉동 고의 온도 개최.</li>
	<li>냉장고 + 2 ° c.에 될 때까지 2 ° C/h에서 냉장고의 온도 높이 녹음을 중지 합니다. 참고: 동결 시간 총 14 h는.</li>
	<li>.Mp4 형식에서.mov 파일 변환 소프트웨어를 사용 하 여 관심의 파일을 변환 합니다. 참고:이 경우에, 1 이상의 동결 이벤트를 포함 하는 단일 3 h 파일 사용 됩니다.</li>
</ol>3. 비디오 이미징 소프트웨어를 사용 하 여 비디오를 처리
참고: 비디오 이미징 소프트웨어는이 예제에서 사용 됩니다. 소프트웨어를 사용 하는 방법에 대 한 자습서를 온라인에서 사용할 수 있습니다. 이 예제에서는 소프트웨어의 기본적인 지식을 가정 합니다. "구성", "레이어", 및 "렌더링 대기열", 뿐만 아니라 다양 한 패널 및 그들을 조작 하는 방법 등의 용어에 대 한 이해로 간주 됩니다.
<ol><li>이미징 소프트웨어에 관심의.mov 파일을 가져오고 파일 [프로젝트] 패널의 아래쪽에 있는 구성 아이콘을 드래그 하려면 [프로젝트] 패널 안에 아무 곳 이나 두 번 클릭. 다음 원래 동영상을 포함 하는 동일한 폴더에 프로젝트를 저장 합니다. 참고: 기록 하는 비디오 미리 보기 창에 표시 됩니다.</li>
	<li>미리 보기 창 아래 관심 영역 아이콘을 클릭 하 고 커서를 사용 하 여 개요만 왼쪽된 카메라에서 녹화.</li>
	<li>구성 아이콘을 만들 동일한 비디오의 두 번째 구성 같은.mov 비디오를 끕니다. 반복 단계 3.3, 하지만이 시간, 바로 카메라를 선택 하려면 커서를 사용.</li>
	<li>구성 선택 > 왼쪽된 볼에 대 한 관심의 영역을 자르기 Comp . 오른쪽 보기 위해 이것을 반복 합니다. 왼쪽과 오른쪽을 나타내는 각 구성을 이름을 바꿉니다.</li>
	<li>왼쪽된 구성 구성 을 선택 하면 상단에 주 메뉴에, 그리고 그것에 클릭 하 여 강조 > 렌더링 대기열에 추가.</li>
	<li>렌더링 대기열에서 출력 모듈 에 클릭 하 고 비디오 (예를 들어, QuickTime 비디오) 비디오로 렌더링 될 것 이다 있는지 확인 합니다. 빠른 렌더링을 허용 하려면 해상도 줄이기 위해 렌더링 설정 을 클릭 합니다. 출력을, 이름 비디오 딸기 왼쪽에 클릭 하 고 원래 기록과 프로젝트와 같은 폴더에 저장. 저장을 클릭 한 다음 렌더링 패널의 오른쪽 상단에 버튼을 렌더링 을 클릭 합니다.</li>
	<li>딸기 오른쪽 구성에 대 한 3.6 단계를 반복 합니다.</li>
	<li>[프로젝트] 패널을 두 번 클릭 하 고 그냥 렌더링 했다 딸기 왼쪽과 오른쪽 딸기 동영상을 가져옵니다.</li>
	<li>동영상을 둘 다 선택 하 고 [프로젝트] 패널의 아래쪽에 있는 구성 아이콘 들을 드래그 하십시오. 여전히 기간을 요구 하는 팝업 화면에서 3 h 동안 5 0 3을 입력 합니다. 참고: 정확 하 게 동기화, 두 동영상 [프로젝트] 패널에 있을 것입니다 하지만 [컴포지션] 패널에서 맨 위에 있는 영상만 표시 됩니다.</li>
	<li>다른 이미지를 보려면 레이어를 해제 하는 작은 안구 에 클릭 합니다. 커서를 사용 하 여 미리 보기 패널에는 이미지의 회전 제어를 허용 하도록 제어/W 를 누릅니다. 커서를 사용 하 고 상위 레이어 클릭, 상단 또는 동일한 회전 평면에서 두 이미지는 되도록 하단 보기의 회전 부분을 조정 합니다. 다음에 X-및 Y-평면 3D 안경 서브루틴 내에서 직접 조정 합니다.</li>
	<li>[컴포지션] 패널의 최상위 레이어를 강조 표시 하 고 효과 선택 > 시각 > 상단에 있는 메뉴에서 3 차원 안경 . 참고: 3D에 대 한 매개 변수 안경 효과 나타납니다 컨트롤 패널 내부.</li>
	<li>[컨트롤] 패널에서 "왼쪽된 보기"의 오른쪽에 있는 상자를 클릭-제어판 [프로젝트] 패널에서 분리 되지 않는다, [프로젝트] 패널의 상단에 컨트롤 패널 탭을 클릭 합니다. 드롭 다운 메뉴에서 [컴포지션] 패널에서 2 동영상 목록, "왼쪽된 보기"에 대 한 목록에 video. "오른쪽 보기"에 대 한이 단계를 반복 합니다.</li>
	<li>3D 보기의 오른쪽에 있는 상자에서 빨강 파랑 LR을 선택 합니다.</li>
	<li>빨강 파랑 안경을 사용 하 여, [프로젝트] 패널에서 보기를 검사 합니다. 3D 보기 정확 하 게 보인다, 스왑 왼쪽-오른쪽을 클릭 해 보십시오. 어떤 고스팅 및 눈 긴장을 제거 현장 융합 및 세로 맞춤 조정 합니다.</li>
	<li>비디오의 3D 측면 허용 하는 때, 그것을 클릭 하 여 구성 강조 표시 하 고 구성 선택 > 렌더링 대기열에 추가 단계 3.7에서에서 완료 했다. 프로젝트의 다른 파일 같은 폴더에 비디오를 렌더링 합니다. 참고:이 파일을 보다 큰 있을 것입니다. 일단 파일 렌더링 된 비디오 프로세싱 소프트웨어를 사용 하 여 작은 파일 크기로 다시 렌더링 수 있습니다.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Geng, J. <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+display+technologies.">Three-dimensional display technologies.</a> Advances in Optics and Photonics. 5, 456-535 (2013).</li><li>Ceccardi, T. L., Heath, R. L., Ting, I. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low-temperature+exotherm+measurement+using+infrared+thermography.">Low-temperature exotherm measurement using infrared thermography.</a> HortScience. 30, 140-142 (1995).</li><li>Wimmer, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> History of thermal imaging, Security Sales and Integration. , (2011).</li><li>Wisniewski, M., Lindow, S. E., Ashworth, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Observations+of+ice+nucleation+and+propagation+in+plants+using+infrared+video+thermography.">Observations of ice nucleation and propagation in plants using infrared video thermography.</a> Plant Physiology. 113, 327-334 (1997).</li><li>Kuprian, E., Tuong, T., Pfaller, K., Livingston, D. P., Neuner, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Persistent+supercooling+of+reproductive+shoots+is+enabled+by+structural+ice+barriers+being+active+despite+an+intact+xylem+connection.">Persistent supercooling of reproductive shoots is enabled by structural ice barriers being active despite an intact xylem connection.</a> Public Library of Science ONE. 11, e0163160 (2016).</li><li>Livingston, D. P., Tuong, T. D., Murphy, J. P., Gusta, L., Wisniewski, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-definition+infrared+thermography+of+ice+nucleation+and+propagation+in+wheat+under+natural+frost+conditions+and+controlled+freezing.">High-definition infrared thermography of ice nucleation and propagation in wheat under natural frost conditions and controlled freezing.</a> Planta. 247, 791-806 (2017).</li><li>Boyles, R. P., Raman, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+climate+patterns+and+trends+in+North+Carolina+(1949-1998).">Analysis of climate patterns and trends in North Carolina (1949-1998).</a> Environment International. 29 (2-3), 263-275 (2003).</li><li>Poling, E. B., Poling, E. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Managing+Cold+Events.">Managing Cold Events.</a> A Growers' Guide to Production, Economics and Marketing. , 75-97 (2015).</li><li>Hacker, J., Neuner, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ice+porpagaion+in+plants+visualized+at+the+tissue+level+by+infrared+differential+thermal+analysis+(IDTA).">Ice porpagaion in plants visualized at the tissue level by infrared differential thermal analysis (IDTA).</a> Tree Physiology. 27, 1661-1670 (2007).</li><li>He, J. Q., Harrison, R. J., Li, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+3D+imaging+system+for+strawberry+phenotyping.">A novel 3D imaging system for strawberry phenotyping.</a> Plant Methods. 13, 93-101 (2017).</li></ol>

저자는 공개 없다.

두 개의 적외선 카메라는이 프로토콜에 대 한 필요 그리고 그들은 약간 다른 각도1주제 겨냥 한다. 이 떨어져, 5-8 cm에서 렌즈 필요 하지만 둘 다 촬영 주제에 같은 장소에서 목적으로 해야 합니다. 시청자의 눈에 대 한 대리의 일종으로 2 카메라 렌즈의 생각. 왼쪽된 카메라는 왼쪽된 눈과 오른쪽 눈에 바로 카메라를 유사 합니다. 그래서 빨강 파랑 안경을 쓰고, 왼쪽된 눈만 볼 수 ...

3 물리적 차원의 세계에 살고 있는에 불구 하 고 연구원 차원에서 시각적 관찰을 보고 제한 많습니다. 2D 이미지는 일반적으로 충분 한 중요 한 정보를 전달, 깊이 대 한 정보의이 부족 인식 하 고 실제 개체의 복잡성을 이해 하는 우리의 능력을 제한 합니다. 1
깊이 대 한 정보에서이 결핍1초기 1900 년대 상업 영화 산업에서 주로 3D 동영상을 생산 하는 인센티브 제공. 그러나, 분명 3D 정보를 생성 하는 스틸 이미지와 비디오에 그 이미지를 생산에 관련 된 복잡 한에 의해 방해 있다. 3D 영화를 생성 하는 간단한 방법은 입체 사진에 사용 하는 원칙을 기반으로 합니다. 입체 사진 3D 이미지는 두뇌에 약간 다른 각도에서 동일한 개체의 두 이미지를 사용 합니다. 이 가능 하 게를 각 눈의 각 이미지 (즉, 왼쪽된 이미지에서 왼쪽된 눈 및 오른쪽 이미지에서 오른쪽 눈)에 찾아야 합니다. 때문에 눈은 자연스럽 게 이렇게 하지, 입체 헤드 기어가 가능한1수 있도록 설계 되었습니다. 여러 입체 3D 영화, 레드와 그린 (또는 녹청)를 사용 하 여 색상 인터레이스 또는 anaglyph 방법만 개발 하는 동안 사용도 편광 인터레이스, 시간 다중화 기술과 헤드 마운트 디스플레이, 보기 안경은 간단 하 고 가장 비싼 방법 중 하나입니다. 3D 영상과 관련 된 다양 한 기술의 종합적인 검토에 대 한 Geng1리뷰를 참조.
원칙에 따라 적외선 thermography를 사용 하 여 식물에 동결 모니터링 때 물 얼음 장, 그것은 내부 에너지2를 포기 해야 합니다. 이 에너지는 열, 전자기 스펙트럼의 적외선 영역에서 감지 되는 형태로 것입니다. 카메라 IR 에너지를 기록할 수 19293부터 사용에서 되었습니다. Cecardi 그 외 여러분 에서 IR 필름 공장에서 냉동 기술을 사용 하 여 첫 번째 게시 된 보고서는 2, 하지만 사용 하는 카메라의 해상도 조직을 동결 시작 되는 위치를 정확 하 게 결정 하기 어려운 있습니다. Wisniewski 외. 4 더 높은 해상도 카메라를 사용 하 여 여러 식물 종에서 얼음 nucleation의 더 정확한 사이트를 결정 합니다. 적외선 온도 기록 향상에 사용 된 기술로, 더 높은 해상도 이미지5 와 얼음 형성6의 정확한 세포질 지역화 동결 장벽 같은 발견 이끌어 냈다.
IR에서 과목을 촬영 한 어려움은 온도 있는 작은 차이 의해 발생 합니다. 이 어려운 정확 하 게 어떤 객체는 /는 동결을 결정 하 고 비슷한 색상을 시야에서 대부분의 개체를 발생 합니다. 잎 또는 밀6뿌리와 같은 특정 조직에 동결의 순서를 결정할 때 중요 한 수 있습니다. 식물 동결의 IR 비디오 3d에서 이미지 수, 식물의 어느 부분에에서 특정 시점에서 동결 결정의 정확도 향상 시킬 수 있습니다.
딸기 재배 자에 대 한 상당한 관심사의 동결 온도 미국의 특정 분야에 작물 이다. 일부 성장 조건 하에서 2-3 주 지난 봄 평균 전에 동결 표시 딸기 꽃에 대 한 일반적입니다. 동결 이벤트는 꽃의 죽음에 애팔래치아 산맥7 그리고 일반적으로 결과의 일부 지역에서 6 월 처럼 늦게 발생할 수 있습니다. 따라서, 서 리 보호는 중요 한 딸기 재배 자가에 따라 지역에 동결 이벤트. 예를 들어, 노스 캐롤라이나, 딸기 재배 서 리-를 보호 해야 합니다, 평균, 4-6 서 리 이벤트 전에 꽃과 1-2 초 동안 하드 동결 개화 기간8사이. 더 관용 냉동 딸기 genotypes을 개발 하기 위해, 그것은 얼어 얼음 nucleation 및 식물의 다른 부분으로 전파의 사이트 등의 다양 한 측면을 이해 하는 것이 중요. 적외선 온도 기록 이러한 문제를 해결 하는 효과적인 수단을 제공 합니다.
여기, 우리는 anaglyph 메서드를 사용 하 여 3D에 동결 이벤트를 기록 하기 위한 기법을 설명 하기 위해 딸기를 사용 합니다. 딸기는 나뭇잎과 꽃 3D 공간에 널리 배포 하 고 2D 적외선 비디오에서 볼 때 차별화 하는 데 어려울 수 있습니다 때문에이 예제에 대 한 적합 합니다.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="811">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:299px;">T620 Infrared Camera and software</td>
			<td style="width:71px;">FLIR</td>
			<td style="width:119px;">55903-5122</td>
			<td style="width:323px;">2 cameras are needed. Software works only on a Windows-based computer</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:299px;">After Effects</td>
			<td style="width:71px;">Adobe</td>
			<td style="width:119px;">15.0.1.73</td>
			<td style="width:323px;">Post-Production Video Editing Software</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:299px;">Bandicam</td>
			<td style="width:71px;">Bandisoft</td>
			<td style="width:119px;">4.1.2.1385</td>
			<td>Screen Capture Software</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:299px;">Laboratory Scissor Jack&#160;&#160;</td>
			<td style="width:71px;">Eisco</td>
			<td style="width:119px;">CH0642A</td>
			<td>Steel Platform 13X15 cm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:299px;">Fastening Strap</td>
			<td style="width:71px;">Velcro</td>
			<td style="width:119px;">90441</td>
			<td>To hold camera on jack.&#160; Should be at least 60cm long by 2cm wide</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:299px;">Media Converter</td>
			<td style="width:71px;">iSkysoft</td>
			<td style="width:119px;">10.0.6</td>
			<td>Software to convert mp4 files to .mov&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

protocol for producing three-dimensional infrared video of freezing in plants

식물에 동결 모니터링할 수 있습니다 적외선 (IR) thermography를 사용 하 여 때 물 얼음 장, 그것은 열을 제공 하기 때문에. 그러나, 색상 대비 문제 만들 2 차원 (2D) 적외선 이미지 다소 해석 하기 어려운. IR 이미지 또는 비디오 3 차원 (3D)에 고정 하는 식물의 보기 얼음 nucleation에 대 한 사이트의 더 정확한 식별 뿐만 아니라 동결의 진행 하게된다. 이 종이, 냉동 딸기 식물의 3D 적외선 비디오를 생성 하기 비교적 간단한 방법을 보여 줍니다. 딸기는 예기치 않은 봄을 복종 되는 경제적으로 중요 한 작물은 세계의 많은 지역에서 이벤트를 동결입니다. 딸기에 어의 정확한 이해 사육 및 재배 조건 동결 동안 식물에 손해를 방지 하기 위해 더 경제적인 방법으로 제공 합니다.
기술은 냉동 딸기를 필름에 약간 다른 각도에서 두 개의 적외선 카메라의 위치를 포함 한다. 두 개의 비디오 스트림은 동시에 모두 카메라를 기록 하는 화면 캡처 소프트웨어를 사용 하 여 정확 하 게 동기화 됩니다. 녹음은 다음으로 가져올 수 이미징 소프트웨어 고 anaglyph 기술을 사용 하 여 처리. 빨강 파랑 안경을 사용 하 여, 3D 비디오 것입니다 쉽게 그것은 잎 표면에 얼음 nucleation의 정확한 위치를 확인 하려면.

놀랍게도, (보충 비디오 1) 냉동 딸기 식물의 IR 비디오 표시 모든 잎/꽃 같은 시간에 얼어. 나뭇잎과 꽃 개별적으로 서로 다른 온도에서 얼어 붙 었지만 잎 동결 이전 꽃 보다 그리고 더 높은 온도에. 또한, 동결 나뭇잎에 하지만 반드시 각 잎에 있는 동일한 위치에서 시작 했다. 이러한 결과 딸기에 이전 설명 하지, 하는 동안 비슷한 결과 다른 식물 종<sup class="xr...

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Protocol for Producing Three-Dimensional Infrared Video of Freezing in Plants

여기, 우리는 3 차원에서 냉동 딸기 식물 이미지를 프로토콜 제시. 약간 다른 각도에서 위치 하는 두 개의 적외선 카메라는 3 차원에서 식물의 관찰 하는 빨간색-파란색 anaglyph 비디오를 생산 하는 데 사용 됩니다.

식물에 동결의 3 차원 적외선 비디오를 제작 하기 위한 프로토콜

Freezing in plants can be monitored using infrared (IR) thermography, because when water freezes, it gives off heat. However, problems with color contrast ...

protocol-for-producing-three-dimensional-infrared-video-freezing

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Environment

6.1K 조회수.  United States Department of Agriculture and North Carolina State University. 여기, 우리는 3 차원에서 냉동 딸기 식물 이미지를 프로토콜 제시. 약간 다른 각도에서 위치 하는 두 개의 적외선 카메라는 3 차원에서 식물의 관찰 하는 빨간색-파란색 anaglyph 비디오를 생산 하는 데 사용 됩니다.

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Experimental Protocol for Manipulating Plant-induced Soil Heterogeneity

Coexistence theory has often treated environmental heterogeneity as being independent of the community composition; however biotic feedbacks such as plant-soil feedbacks (PSF) have large effects on plant performance, and create environmental heterogeneity that depends on the community composition. Understanding the importance of PSF for plant community assembly necessitates understanding of the role of heterogeneity in PSF, in addition to mean PSF effects. Here, we describe a protocol for manipulating plant-induced soil heterogeneity. Two example experiments are presented: (1) a field experiment with a 6-patch grid of soils to measure plant population responses and (2) a greenhouse experiment with 2-patch soils to measure individual plant responses. Soils can be collected from the zone of root influence (soils from the rhizosphere and directly adjacent to the rhizosphere) of plants in the field from conspecific and heterospecific plant species. Replicate collections are used to avoid pseudoreplicating soil samples. These soils are then placed into separate patches for heterogeneous treatments or mixed for a homogenized treatment. Care should be taken to ensure that heterogeneous and homogenized treatments experience the same degree of soil disturbance. Plants can then be placed in these soil treatments to determine the effect of plant-induced soil heterogeneity on plant performance. We demonstrate that plant-induced heterogeneity results in different outcomes than predicted by traditional coexistence models, perhaps because of the dynamic nature of these feedbacks. Theory that incorporates environmental heterogeneity influenced by the assembling community and additional empirical work is needed to determine when heterogeneity intrinsic to the assembling community will result in different assembly outcomes compared with heterogeneity extrinsic to the community composition.

Understanding the role of environmental heterogeneity in species coexistence has typically focused on types of heterogeneity that are extrinsic to the community&#8217;s species composition. We provide novel detailed methods for creating soil heterogeneity treatments using soils subject to plant-soil feedback conditioning, or heterogeneity intrinsic to the community composition.

조작 식물에 의한 토양의 이질성에 대한 실험 프로토콜

Coexistence theory has often treated environmental heterogeneity as being independent of the community composition; however biotic feedbacks such as ...

연구

환경과학

Expression of Recombinant Cellulase Cel5A from Trichoderma reesei in Tobacco Plants

Cellulose degrading enzymes, cellulases, are targets of both research and industrial interests. The preponderance of these enzymes in difficult-to-culture organisms, such as hyphae-building fungi and anaerobic bacteria, has hastened the use of recombinant technologies in this field. Plant expression methods are a desirable system for large-scale production of enzymes and other industrially useful proteins. Herein, methods for the transient expression of a fungal endoglucanase, Trichoderma reesei Cel5A, in Nicotiana tabacum are demonstrated. Successful protein expression is shown, monitored by fluorescence using an mCherry-enzyme fusion protein. Additionally, a set of basic tests are used to examine the activity of transiently expressed T. reesei Cel5A, including SDS-PAGE, Western blotting, zymography, as well as&#160;fluorescence and dye-based substrate degradation assays. The system described here can be used to produce an active cellulase in a short time period, so as to assess the potential for further production in plants through constitutive or inducible expression systems.

Expression of Recombinant Cellulase Cel5A from Trichoderma reesei in Tobacco Plants

Tobacco plants were used to produce a fungal cellulase, TrCel5A, via a transient expression system. The expression could be monitored using a fluorescent fusion protein, and the protein activity was characterized post-expression.

재조합 셀룰라아제 Cel5A의 표현에서<em&gt; 트리코더마 reesei</em&gt; 담배 식물에서

Cellulose degrading enzymes, cellulases, are targets of both research and industrial interests. The preponderance of these enzymes in difficult-to-culture ...

Measuring Fluxes of Mineral Nutrients and Toxicants in Plants with Radioactive Tracers

Unidirectional influx and efflux of nutrients and toxicants, and their resultant net fluxes, are central to the nutrition and toxicology of plants. Radioisotope tracing is a major technique used to measure such fluxes, both within plants, and between plants and their environments. Flux data obtained with radiotracer protocols can help elucidate the capacity, mechanism, regulation, and energetics of transport systems for specific mineral nutrients or toxicants, and can provide insight into compartmentation and turnover rates of subcellular mineral and metabolite pools. Here, we describe two major radioisotope protocols used in plant biology: direct influx (DI) and compartmental analysis by tracer efflux (CATE). We focus on flux measurement of potassium (K+) as a nutrient, and ammonia/ammonium (NH3/NH4+) as a toxicant, in intact seedlings of the model species barley (Hordeum vulgare L.). These protocols can be readily adapted to other experimental systems (e.g., different species, excised plant material, and other nutrients/toxicants). Advantages and limitations of these protocols are discussed.

In planta measurement of nutrient and toxicant fluxes is essential to the study of plant nutrition and toxicity. Here, we cover radiotracer protocols for influx and efflux determination in intact plant roots, using potassium (K+) and ammonia/ammonium (NH3/NH4+) fluxes as examples. Advantages and limitations of such techniques are discussed.

방사성 트레이서와 식물에 미네랄 영양 성분 및 독성 물질의 플럭스를 측정

Unidirectional influx and efflux of nutrients and toxicants, and their resultant net fluxes, are central to the nutrition and toxicology of plants. ...

The Use of High-resolution Infrared Thermography (HRIT) for the Study of Ice Nucleation and Ice Propagation in Plants

Freezing events that occur when plants are actively growing can be a lethal event, particularly if the plant has no freezing tolerance. Such frost events often have devastating effects on agricultural production and can also play an important role in shaping community structure in natural populations of plants, especially in alpine, sub-arctic, and arctic ecosystems. Therefore, a better understanding of the freezing process in plants can play an important role in the development of methods of frost protection and understanding mechanisms of freeze avoidance. Here, we describe a protocol to visualize the freezing process in plants using high-resolution infrared thermography (HRIT). The use of this technology allows one to determine the primary sites of ice formation in plants, how ice propagates, and the presence of ice barriers. Furthermore, it allows one to examine the role of extrinsic and intrinsic nucleators in determining the temperature at which plants freeze and evaluate the ability of various compounds to either affect the freezing process or increase freezing tolerance. The use of HRIT allows one to visualize the many adaptations that have evolved in plants, which directly or indirectly impact the freezing process and ultimately enables plants to survive frost events.

The Use of High-resolution Infrared Thermography HRIT for the Study of Ice Nucleation and Ice Propagation in Plants

Here we present a protocol that allows one to visualize sites of ice formation and avenues of ice propagation in plants utilizing high resolution infrared thermography (HRIT).

식물의 얼음 핵 얼음 전파의 연구에 대한 고해상도 적외선 체열 (HRIT)의 사용

Freezing events that occur when plants are actively growing can be a lethal event, particularly if the plant has no freezing tolerance. Such frost events ...

Extracting Metrics for Three-dimensional Root Systems: Volume and Surface Analysis from In-soil X-ray Computed Tomography Data

Plant roots play a critical role in plant-soil-microbe interactions that occur in the rhizosphere, as well as processes with important implications to climate change and crop management. Quantitative size information on roots in their native environment is invaluable for studying root growth and environmental processes involving plants. X-ray computed tomography (XCT) has been demonstrated to be an effective tool for in situ root scanning and analysis. We aimed to develop a costless and efficient tool that approximates the surface and volume of the root regardless of its shape from three-dimensional (3D) tomography data. The root structure of a Prairie dropseed (Sporobolus heterolepis) specimen was imaged using XCT. The root was reconstructed, and the primary root structure was extracted from the data using a combination of licensed and open-source software. An isosurface polygonal mesh was then created for ease of analysis. We have developed the standalone application imeshJ, generated in MATLAB1, to calculate root volume and surface area from the mesh. The outputs of imeshJ are surface area (in mm2) and the volume (in mm3). The process, utilizing a unique combination of tools from imaging to quantitative root analysis, is described. A combination of XCT and open-source software proved to be a powerful combination to noninvasively image plant root samples, segment root data, and extract quantitative information from the 3D data. This methodology of processing 3D data should be applicable to other material/sample systems where there is connectivity between components of similar X-ray attenuation and difficulties arise with segmentation.

A methodology for obtaining visual and quantitative root structure information from X-ray computed tomography data acquired in-soil is presented.

3 차원 루트 시스템에 대한 통계를 추출 : 볼륨 및 표면 분석에-토양 X 선 컴퓨터 단층 촬영 데이터에서

Plant roots play a critical role in plant-soil-microbe interactions that occur in the rhizosphere, as well as processes with important implications to ...

Video Tracking Protocol to Screen Deterrent Chemistries for Honey Bees

The European honey bee, Apis mellifera L., is an economically and agriculturally important pollinator that generates billions of dollars annually. Honey bee colony numbers have been declining in the United States and many European countries since 1947. A number of factors play a role in this decline, including the unintentional exposure of honey bees to pesticides. The development of new methods and regulations are warranted to reduce pesticide exposures to these pollinators. One approach is the use of repellent chemistries that deter honey bees from a recently pesticide-treated crop. Here, we describe a protocol to discern the deterrence of honey bees exposed to select repellent chemistries. Honey bee foragers are collected and starved overnight in an incubator 15 h prior to testing. Individual honey bees are placed into Petri dishes that have either a sugar-agarose cube (control treatment) or sugar-agarose-compound cube (repellent treatment) placed into the middle of the dish. The Petri dish serves as the arena that is placed under a camera in a light box to record the honey bee locomotor activities using video tracking software. A total of 8 control and 8 repellent treatments were analyzed for a 10 min period with each treatment was duplicated with new honey bees. Here, we demonstrate that honey bees are deterred from the sugar-agarose cubes with a compound treatment whereas honey bees are attracted to the sugar-agarose cubes without an added compound.

The loss of honey bee colonies presents a challenge to crop pollination services. Current pollinator protection practices warrant an alternative approach to minimize the contact of honey bees to harmful pesticides using repellent chemistries. Here, we provide detailed methods for a visual tracking protocol to screen deterrents for bees.

꿀벌을위한 억제 성 화학 물질을 차단하는 비디오 추적 프로토콜

The European honey bee, Apis mellifera L., is an economically and agriculturally important pollinator that generates billions of dollars annually. Honey ...

Dispersion of Nanomaterials in Aqueous Media: Towards Protocol Optimization

The sonication process is commonly used for de-agglomerating and dispersing nanomaterials in aqueous based media, necessary to improve homogeneity and stability of the suspension. In this study, a systematic step-wise approach is carried out to identify optimal sonication conditions in order to achieve a stable dispersion. This approach has been adopted and shown to be suitable for several nanomaterials (cerium oxide, zinc oxide, and carbon nanotubes) dispersed in deionized (DI) water. However, with any change in either the nanomaterial type or dispersing medium, there needs to be optimization of the basic protocol by adjusting various factors such as sonication time, power, and sonicator type as well as temperature rise during the process. The approach records the dispersion process in detail. This is necessary to identify the time points as well as other above-mentioned conditions during the sonication process in which there may be undesirable changes, such as damage to the particle surface thus affecting surface properties. Our goal is to offer a harmonized approach that can control the quality of the final, produced dispersion. Such a guideline is instrumental in ensuring dispersion quality repeatability in the nanoscience community, particularly in the field of nanotoxicology.

Here, we present a step-wise protocol for the dispersion of nanomaterials in aqueous media with real-time characterization to identify the optimal sonication conditions, intensity, and duration for improved stability and uniformity of nanoparticle dispersions without impacting the sample integrity.

수성 미디어에 나노 재료의 분산: 프로토콜 최적화 쪽으로

The sonication process is commonly used for de-agglomerating and dispersing nanomaterials in aqueous based media, necessary to improve homogeneity and ...

Development of New Methods for Quantifying Fish Density Using Underwater Stereo-video Tools

The use of video camera systems in ecological studies of fish continues to gain traction as a viable, non-extractive method of measuring fish lengths and estimating fish abundance. We developed and implemented a rotating stereo-video camera tool that covers a full 360 degrees of sampling, which maximizes sampling effort compared to stationary camera tools. A variety of studies have detailed the ability of static, stereo-camera systems to obtain highly accurate and precise measurements of fish; the focus here was on the development of methodological approaches to quantify fish density using rotating camera systems. The first approach was to develop a modification of the metric MaxN, which typically is a conservative count of the minimum number of fish observed on a given camera survey. We redefine MaxN to be the maximum number of fish observed in any given rotation of the camera system. When precautions are taken to avoid double counting, this method for MaxN may more accurately reflect true abundance than that obtained from a fixed camera. Secondly, because stereo-video allows fish to be mapped in three-dimensional space, precise estimates of the distance-from-camera can be obtained for each fish. By using the 95% percentile of the observed distance from camera to establish species-specific areas surveyed, we account for differences in detectability among species while avoiding diluting density estimates by using the maximum distance a species was observed. Accounting for this range of detectability is critical to accurately estimate fish abundances. This methodology will facilitate the integration of rotating stereo-video tools in both applied science and management contexts.

We describe a new method for counting fishes, and estimating relative abundance (MaxN) and fish density using rotating stereo-video camera systems. We also demonstrate how to use distance from camera (Z distance) to estimate species-specific detectability.

수 중 스테레오 비디오 도구를 사용 하 여 물고기 밀도 측정을 위한 새로운 방법의 개발

The use of video camera systems in ecological studies of fish continues to gain traction as a viable, non-extractive method of measuring fish lengths and ...

Experimental Protocol for Detecting Mitochondrial Function in Hepatocytes Exposed to Organochlorine Pesticides

This paper presents detailed methods on detecting hepatic mitochondrial function for a better understanding the cause of metabolic disorders caused by environmental organochlorine pesticides (OCPs) in hepatocytes. HepG2 cells were exposed to &#946;-hexachlorocyclohexane (&#946;-HCH) for 24 h at an equivalent dose of internal exposure in general population. Ultrastructure in hepatocytes was examined by transmission electron microscopy (TEM) to show the damage of mitochondria. Mitochondrial function was further evaluated by mitochondrial fluorescence intensity, adenosine 5'-triphosphate (ATP) levels, oxygen consumption rate (OCR) and mitochondrial membrane potential (MMP) in HepG2 cells incubated with &#946;-HCH. The mitochondria fluorescence intensity after stained by mitochondrial green fluorescent probe was observed with a fluorescence microscopy. The luciferin-luciferase reaction was used to determine ATP levels. The MMP was detected by the cationic dye JC-1 and analyzed under flow cytometry. OCR was measured with an extracellular flux analyzer. In summary, these protocols were used in detecting mitochondrial function in hepatocytes with to investigate mitochondria damages.

Understanding the influence of environmental organochlorine pesticides (OCPs) on mitochondrial function in hepatocytes is important in exploring the mechanism of OCPs causing metabolic disorders. This paper presents detailed methods on detecting hepatic mitochondrial function.

유기체 살충제에 노출된 간세포에서 미토콘드리아 기능을 검출하기 위한 실험 프로토콜

This paper presents detailed methods on detecting hepatic mitochondrial function for a better understanding the cause of metabolic disorders caused by ...

Combining Eye-tracking Data with an Analysis of Video Content from Free-viewing a Video of a Walk in an Urban Park Environment

As individuals increasingly live in cities, methods to study their everyday movements and the data that can be collected becomes important and valuable. Eye-tracking informatics are known to connect to a range of feelings, health conditions, mental states and actions. But because vision is the result of constant eye-movements, teasing out what is important from what is noise is complex and data intensive. Furthermore, a significant challenge is controlling for what people look at compared to what is presented to them.
The following presents a methodology for combining and analyzing eye-tracking on a video of a natural and complex scene with a machine learning technique for analyzing the content of the video. In the protocol we focus on analyzing data from filmed videos, how a video can be best used to record participants&#39; eye-tracking data, and importantly how the content of the video can be analyzed and combined with the eye-tracking data. We present a brief summary of the results and a discussion of the potential of the method for further studies in complex environments.

The objective of the protocol is to detail how to collect video data for use in the laboratory; how to record eye-tracking data of participants looking at the data and how to efficiently analyze the content of the videos that they were looking at using a machine learning technique.

도시 공원 환경에서 산책 비디오를 무료로 볼 수 있는 비디오 콘텐츠 분석과 눈 추적 데이터 결합

As individuals increasingly live in cities, methods to study their everyday movements and the data that can be collected becomes important and valuable. ...