Система WinRHIZO была разработана Канадской компанией Regent Instruments специально для целей документации и всестороннего анализа изображений корневой системы растений. Данная система позволяет анализировать морфологию (длина, площадь, объем и т.д.), топологию, архитектуру и цветовые параметры, тщательно отмытых от частиц грунта, растительных корней.
Основными компонентами системы являются:
Для заказа доступны самые разнообразные варианты сканирующих систем и программного обеспечения. Все эти варианты могут комбинироваться различными способами, благодаря чему система WinRHIZO может быть легко оптимизирована под конкретные задачи и конкретный объем доступного финансирования.
Внимание! Если вы планируете проводить in situ анализа корней, рекомендуем обратить внимание на другую систему из нашего портфеля продуктов - WinRHIZO Tron.
График отражает длину, площадь, объем, количество корневых кончиков в виде функциональной зависимости от диаметра или цвета корней. Количество и ширина используемых классов задается пользователем. Параметры классификации / дискретизации могут быть изменены, в любой момент, в соответствующем пункте пользовательского меню.
Для наглядности, программное обеспечение WinRHIZO отображает результаты анализа и на самом цифровом изображении корневой системы. Цвет, используемый программным обеспечением для обрисовки корневого остова, наглядно показывает – к какому размерному классу была отнесена та или иная часть изучаемого корня. Те же цвета используются при построении диаграмм, отображаемых в верхней части окна программы.
Вся полученная информация отображается в виде графиков на экране устройства, суммируется и записывается в специальные экспериментальные файлы.
Версия программного обеспечения «Arabidopsis» позволяет на одном экране анализировать сразу несколько корневых систем. Данная версия программного обеспечения обладает способностью автоматически распознавать и раздельно анализировать несоприкасающиеся проростки, корневые системы и другие объекты.
Вы можете получить и всесторонне проанализировать цифровое изображение корневой системы всего одним нажатием кнопки мыши
Система WinRHIZO, в автоматическом режиме, способна анализировать только отмытую корневую систему. Если вы планируете проводить in situ анализа корней, рекомендуем обратить внимание на систему WinRHIZO Tron. Чтобы вы могли получить самую точную информацию о свойствах корневой системы, рекомендуется как можно тщательнее отмыть образец от минеральных частиц грунта и органических остатков.
Для анализа с помощью программного обеспечения WinRHIZO, корневая система (или ее фотографическое изображение) должна быть оцифрованы с помощью сканера или камеры.
В стандартном варианте, система WinRHIZO комплектуется настольным оптическим (планшетным) сканером для оцифровки изображений. Оптические сканеры хорошо подходят для оцифровки макроскопических объектов, таких как корни или листья. В случае необходимости, для оцифровки образцов, вы можете использовать и обычный офисный сканер. Однако, для наилучшего результата, настоятельно рекомендуется использовать специальные оптические сканеры производства компании Regent Instruments.
Сканеры производства компании Regent Instruments идут в комплекте с:
Внимание! Сканеры производства компании Regent Instruments проходят всестороннюю калибровку, благодаря чему измерения, проводимые с использованием данных сканеров, становятся очень точными.
Сканеры компании Regent Instruments могут быть использованы также и для офисных целей (сканирование документов, фотографий и т.д.).
Для заказа доступны два типа сканеров, различающихся по размеру рабочей поверхности (поверхности сканирования):
Если изображение изучаемого объекта получено некачественно, для его автоматической обработки потребуется чересчур сложный и громоздкий алгоритм или утомительные манипуляции в ручном режиме. Оцифровка объемных объектов, таких как корни, на оптическом сканере, без должного внимания к правильному освещению образца, может привести к возникновению различных артефактов. Данные артефакты могут существенно усложнить работу уже на самом первом этапе – этапе обнаружения корней. Как следствие, для точной обрисовки всех участков корневой системы, могут понадобиться длительные манипуляции в ручном режиме. И даже в этом случае, ошибка не исключена. Еще хуже обстоит дело, если вы хотите анализировать цветовые параметры образца. Аберрации цветности, возникающие из-за неравномерного освещения объемного образца, просто не позволят вам провести анализ с должным уровнем достоверности.
На рисунке приведен пример с тенью. Тени от корней, по насыщенности в диапазоне серого цвета, лишь не многим уступают самим корням. Таким образом, правильно определить границы корня, в случае наличия теней, гораздо сложнее, чем при их отсутствии.
Наша система позиционирования ускоряет и облегчает процедуру правильного расположения биологических объектов (корней) на рабочей поверхности сканирующего модуля, тем самым существенно повышая продуктивности вашей работы. Наша система позиционирования состоит из пластиковых блоков, которые могут быть инсталлированы на сканирующую поверхность одним движением руки, и также быстро удалены, в случае необходимости. В зависимости от используемой модели, на рабочей поверхности сканера можно расположить от 12 до 24 блоков различной площади. Блоки формируют равномерное полупрозрачное покрытие на рабочей поверхности сканера, с отверстием – областью сканирования - нужного размера. В образованном таким образом отверстии можно легко расположить специальный поддон для образцов, выполненный из прозрачного материала. Для заказа, по каталогу компании Regent Instruments, доступны прямоугольные прозрачные поддоны различной площади. Поддоны всех возможных размеров, по умолчанию, поставляются в комплекте с системой позиционирования.
Поддоны позволяют производить сканирование образцов, погруженных в жидкость. Погруженные в жидкость корни расправить гораздо легче, чем сухие.
Как система позиционирования образцов повышает продуктивность?
WinRHIZO Basic – наиболее дешевая и простая версия программы. Данная версия программы позволяет производить только самые общие измерения: средний диаметр корней, суммарная длина корневой системы, суммарная площадь корневой системы, суммарный объем и общее количество корневых кончиков.
WinRHIZO Regular - имеет все те же функции, что и версия программы WinRHIZO Basic, и, кроме того, позволяет производить общий анализ морфологии корневой системы. Анализ морфологии корневой системы изображается в виде функциональной зависимости от калибра/класса корней, согласно предварительно заданной пользователем классификации. Калибровка, или классификация, корней производится в зависимости от их диаметра. Количество калибров/классов, и спектр диаметральных размеров входящих в тот или иной класс, задается пользователем. Программа автоматически строит диаграммы распределения, на которых отображается зависимость длины, площади и объема корней от диаметра (от принадлежности к тому или иному размерному классу/калибру). Данные диаграммы распределения отображаются в верхней части рабочего окна программы. При необходимости, данные диаграммы могут быть выведены на печать отдельно.
WinRHIZO Pro - имеет все те же функции, что и версия программы WinRHIZO Regular, и, кроме того, позволяет производить: анализ связей между узлами корневой системы, анализ топологии, архитектуры корня и цветовой анализ. При цветовом анализе, параметры морфологии корня выражаются в виде функциональной зависимости от принадлежности к тому или иному цветовому классу. Количество и ширина классов определяются пользователем. Кроме того, программа позволяет учитывать площадь образца, окрашенную в тот или иной цвет.
WinRHIZO Arabidopsis - имеет все те же функции, что и версия программы WinRHIZO Pro, и, кроме того, данная версия программы умеет распознавать и раздельно анализировать различные объекты, такие как: проростки, листья, корни и т.д. Данная версия программы может распознавать и раздельно анализировать несколько корневых систем одновременно.
Для заказа доступны различные «ключи» и «патчи», благодаря которым вы, в любой момент, можете расширить вашу версию программного обеспечения.
В нижеследующих таблицах перечислены и описаны свойства каждой версии программы WinRHIZO.
Анализируемые морфологические свойства | Версия программы | ||
---|---|---|---|
Basic | Regular | Pro & Arabidopsis | |
Общие морфологические свойства | |||
Общая длина | Да | Да | Да |
Средний диаметр | Да | Да | Да |
Общая площадь, объем | Да | Да | Да |
Количество кончиков, вилок и пересечений | Да | Да | Да |
Морфологические свойства, выраженные в виде функции от размерного класса по диаметру | |||
Длина | Нет | Да | Да |
Площадь, Объем | Нет | Да | Да |
Количество кончиков | Нет | Да | Да |
Морфологические свойства, выраженные в виде функции от цветового класса | |||
Длина | Нет | Нет | Да |
Площадь, Объем | Нет | Нет | Да |
Количество кончиков | Нет | Нет | Да |
Анализ связей между узлами корневой системы (Link analysis) | Basic | Regular | Pro & Arabidopsis |
---|---|---|---|
Анализ всей корневой системы в целом (суммарный анализ изображения) | |||
Общее количество связей | Нет | Нет | Да |
Усредненная длина связи, диаметр | Нет | Нет | Да |
Площадь, объем, угол ветвления | Нет | Нет | Да |
Индивидуальный анализ конкретной связи | |||
Длина, усредненный диаметр | Нет | Нет | Да |
Площадь, угол ветвления | Нет | Нет | Да |
Общая связность (Link analysis) | Нет | Нет | Да |
Анализ связей между узлами корневой системы (Link analysis) подразумевает изучение морфологии и общей связности (Link analysis) каждого сегмента корневой системы. Подобный анализ может быть выполнен как на всей корневой системе, в целом, так и на отдельном ее участке.
Красный цвет = связь «внешний» - «внешний»
В данном случае «внешними» называются веточки, которые располагаются на периферии и далее не разветвляются.
Зеленый цвет = связь «внутренний» - «внутренний»
«Внутренними» называются веточки, которые находятся дальше от периферии и ветвятся на концах.
Желтый = связь «внешний» - «внутренний»
Синий = «изолированная» связь
«Изолированной» называется веточка, которая не сопрягается ни с одним другим фрагментом исследуемого узла корневой системы.
Топологический анализ | Basic | Regular | Pro & Arabidopsis |
---|---|---|---|
Анализ всей корневой системы в целом (суммарный анализ изображения) | |||
Длина внешнего пути (External path length) | Нет | Нет | Да |
Угловая высота (Altitude) | Нет | Нет | Да |
Индивидуальный анализ конкретной связи, конкретной части корневой системы | |||
Магнитуда (Magnitude) | Нет | Нет | Да |
Длина пути (Path length) | Нет | Нет | Да |
Угловая высота (Altitude) | Нет | Нет | Да |
Структурированная связность | Нет | Нет | Да |
Топологический анализ подразумевает обобщенный анализ связности фрагментов корневой системы.
Примечание: для точного анализа топологии требуется интактная (т.е. не поврежденная) корневая система. Не имеет смысла проводить данный анализ, если связность корневой системы была нарушена какими-то манипуляциями или изображение корневой системы не очень отчетливое. Не рекомендуется проводить анализ связности на плотных корневых системах. Если вы не можете визуально отследить каждый конкретный сегмент корневой системы на полученном изображении, не стоит надеяться, что программа сможет сделать это лучше. Измерения, произведенные на подобных изображениях, нельзя будет назвать точными, скорее всего анализ будет выполнен с ошибками.
Анализ развития (Developmental analysis / classification) | Basic | Regular | Pro & Arabidopsis |
---|---|---|---|
Количество связей данного порядка | Нет | Нет | Да |
Общая длина связей данного порядка | Нет | Нет | Да |
Суммарная площадь, занимаемая связями данного порядка | Нет | Нет | Да |
Усредненная длина связей, в пределах данного порядка | Нет | Нет | Да |
Усредненная площадь связей, в пределах данного порядка | Нет | Нет | Да |
Усредненный диаметр корней, в пределах данного порядка | Нет | Нет | Да |
Порядок данной конкретной связи | Нет | Нет | Да |
Анализ корневой архитектуры по фракталам | Нет | Нет | Да |
Анализ цветности | Нет | Нет | Да |
Анализ развития (Developmental analysis) позволяет определить - в каком порядке возникали связи (веточки), от очага ветвления и до данной конкретной связи, в процессе развития растения.
Одноуровневые связи могут быть сгруппированы в аксис (Axis). Аксис это – группа сопряженных связей одного порядка. Продвинутые версии программы WinRHIZO позволяют получить детальный анализ морфологии для всех аксисов и всех порядков корневой системы.
Анализ цветности позволяет вам произвести детальный учет площадей, окрашенных в тот или иной специфический цвет (или группу цветов). Кроме того, данная функция позволяет описать морфологию образца в виде функциональной зависимости от цвета. Перед началом анализа, в соответствующем пункте меню программы WinRHIZO, оператор определяет цвета объектов, подлежащие дальнейшему анализу, а также цвет фона. Процесс выбора происходит в интерактивном режиме. Для выбора, пользователю просто нужно кликнуть кнопкой мыши на участок интересующей расцветки, и, после, таким же образом задать цвет фона (кликнуть на фоновый участок). В процессе анализа, программное обеспечение WinRHIZO подразделяет цвета, присутствующие на данном изображении, на различные классы. После этого, программное обеспечение производит анализ морфологии образца и выражает результаты в виде функциональной зависимости от цвета. Подобный цветовой анализ может применяться по-разному. Ниже приведено несколько примеров подобного применения:
Учет площади листовой поверхности, пораженной заболеванием или насекомыми | Подсчет проростков |
Классификация семян | Анализ морфологии корней (длина, площадь и т.д.) в виде функции цвета |
Анализ площади занимаемой микроризой. Для проведения данного анализа требуется изображение с камеры, подключенной к бинокулярной лупе или микроскопу. Образцы должны быть тщательным образом подготовлены. | Анализ корней на различном фоне (применяется при анализе корней in situ) |
Внимание! Для нормальной работы функции анализа цветности, требуется явное отличие цвета анализируемого объекта от цвета фона. Если вы не до конца уверены – подойдет ли программное обеспечение WinRHIZO под ваши нужды, просим предварительно обсудить детали вашего эксперимента с нашими специалистами. Мы всегда рады ответить на ваши вопросы, а также выслушать ваши предложения и пожелания.
Версия программного обеспечения WinRHIZO Arabidopsis имеет все те же функции, что и версия программы WinRHIZO Pro, плюс:
Величины, анализируемые для каждого конкретного объекта, в пределах изображения:
Величины (на данный момент), анализируемые только для всей совокупности объектов, в пределах изображения:
Не соприкасающиеся объекты распознаются автоматически и анализируются индивидуально. Автоматически анализируются такие параметры объектов как: площадь, длина, ширина, цвет. Для правильного автоматического анализа, анализируемые объекты должны контрастно выделяться на окружающем их фоне.
Соприкасающиеся объекты и слишком плотные корневые системы (см. ниже) не могут быть надежно проанализированы в индивидуальном порядке. Для таких объектов только общие/усредненные данные могут быть получены. В некоторых случаях (как в случае с соприкасающимися листьями), может помочь вмешательство оператора (редактирование в ручном режиме). В некоторых случаях, при анализе соприкасающихся корневых систем, вы можете, в ручном режиме, провести границы, чтобы разделить их. Однако, данные, получаемые вами, в данном случае, будут носить лишь оценочный характер, т.к. не исключено попадание в область анализа корневых волосков смежных корневых систем. В некоторых случаях, при анализе очень плотных корневых систем, бывает практически не возможно выделить центральный корешок и дифференцировать его от латеральных корней (или это возможно, но очень затратно по времени). Кроме того, функция раздельного анализа может срабатывать отнюдь не на всех ростовых субстратах / не на любом фоне (анализируемые объекты должны контрастировать с субстратом/фоном). Также, данная функция срабатывает отнюдь не на всех изображениях. Качество анализируемого изображения играет ключевое значение. Мы настоятельно рекомендуем использовать имиджинговые системы (сканеры и камеры), производства нашей компании. Наши имиджинговые системы выдают изображения наилучшего качества и, кроме того, они наилучшим образом совместимы с предлагаемым программным обеспечением.
Все версии программного обеспечения WinRHIZO, начиная с Regular и выше, позволяют включать в анализ и исключать из анализа избранные участки изображения любой формы, по указаниям пользователя.
Кроме того, программное обеспечение WinRHIZO позволяет:
Внимание! Все оборудование Regent Instruments, по умолчанию, поставляется с детализованным руководством пользователя. Руководство пользователя поставляется в бумажном виде. При необходимости, подобную информацию можно найти, в электронном виде, в разделе «техническое описание» программного обеспечения WinRHIZO. Для удобства понимания, руководство пользователя содержит большое количество качественных и очень наглядных цветных рисунков.
Участки округлой формы могут быть использованы, в том числе, для анализа корней в чашках Петри. | Участки неправильной формы позволяют, в том числе, раздельно анализировать близко расположенные друг к другу корешки. |
Отзывы
Пока никто не оставлял здесь записей.