Calibration of a desktop scanner and digital image analysis procedure for quantification of root morphology

Abstract

Testit tummilla metallilangoilla ja ohran juurilla osoittivat, että oikea valotussäätö on ensiarvoisen tärkeä kalibroitaessa tasoskanneria juurten morfologisten ominaisuuksien digitaalista kuva-analyysia varten. Jos valotus oli liian kirkas, juurten digitoituminen oli epätäydellistä, minkä vuoksi kuva-analyysi antoi juurille todellista pienemmän pituuden ja leveyden. Valotuksen himmentäminen paransi digitoitumista, kun taas juurten värjääminen neljä kertaa tavallista suuremmalla värimäärällä ei sitä tehnyt. Tulokset olivat epätarkkoja myös, jos kerralla skannattiin liian suuri näyte. Itse skannaus ja kuva-analyysi aiheuttivat tuloksiin vain vähän vaihtelua. Hieman kuiva-ainetta hävisi juurista, kun niitä säilytettiin monen kuukauden ajan 15 % etanoliliuoksessa ennen skannausta. Vaikka määrä oli pieni, sitä ei voi kuitenkaan jättää ottamatta huomioon, jos tarkka tieto juurten massasta on tarpeen. Osanäytteen ottoa suositellaan käytettäväksi lyhentämään analyysimenetelmän eri vaiheiden vaatimaa aikaa.

Methodological tests with dark metal wires and barley roots showed that selecting proper scanner brightness adjustment is crucial when calibrating a desktop scanner for digital image analysis of root morphology. At high brightness the digitization of roots was incomplete, and thus the real length and width of the roots were underestimated. Lowering of the brightness improved the digitization, whereas stronger staining of the roots alone was not effective. Inaccurate results were produced also, if the size of the scanned sample was too large. The variation caused by the scanning and image analysis itself was minimal. A small amount of dry matter was lost from the roots during the preservation in the ethanol solution for several months before scanning. If absolute data on root masses are required, this loss cannot be neglected. Subsampling is strongly recommended to reduce the time required for the procedure.