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利用磁共振成像分离甜樱桃(Prunus avium L.)次生生长中嵌入的叶序模式

定量方法 2018-12-11 v1

摘要

不定芽枝由前几年生长过程中形成的休眠芽发育而来。休眠的不定芽(epicormic buds)保留在树木表面,在次生生长过程中被向外推离髓心,但保持维管连接。不定芽结构可通过自然过程或人为方式重新激活,以更新果园并控制树体结构。由于不定芽结构嵌入在次生生长中,层析成像方法是研究它们并理解其发育的有用手段。我们应用图像处理技术来确定甜樱桃(Prunus avium L.)次生生长中嵌入的不定芽维管束痕迹的位置,从而揭示成年树树干中的幼年期叶序模式。技术包括用于寻找树髓心的广度优先搜索、用于近似半径的边缘检测,以及转换为极坐标以对叶序特征进行阈值分割。树干磁共振成像(MRI)的强度值被投影到完美圆柱表面,以在“边界图像”中找到痕迹的位置。数学叶序学通过建模叶序参数,提供了一种捕捉边界图像中模式的方法。我们的樱桃树标本具有显著的斜列线对 (2,3)(2,3)、叶序分数 2/5 以及约 143 度的开度角。所述方法不仅为研究叶序学提供了框架,也为植物体数据图像的的处理提供了框架。我们的结果对果园更新和调控树体结构的有向方法具有实际意义。利用层析方法研究隐藏在次生生长中的不定芽结构,也开启了研究此类结构的遗传与环境基础的可能性。

关键词

引用

@article{arxiv.1812.03321,
  title  = {Isolating phyllotactic patterns embedded in the secondary growth of sweet cherry (Prunus avium L.) using magnetic resonance imaging},
  author = {Mitchell Eithun and Daniel H. Chitwood and James Larson and Gregory Lang and Elizabeth Munch},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1812.03321},
  year   = {2018}
}

备注

Code: https://github.com/eithun/cherry-phyllotaxy