Método automático para la cuantificación y medida de xilemas de raíz de Theobroma Cacao a partir de imágenes de microscopía

En el ámbito de la investigación agrícola, la evaluación de genotipos que presenten atributos de valor ante factores abióticos, como el estrés hídrico, es de vital importancia, ya que éste es una de las principales causas de muerte en las plantas. Para identificar y evaluar los materiales genéticos que presentan tolerancia al estrés hídrico, se utilizan diversas técnicas que permiten estudiar las condiciones físicas, bioquímicas y fisiológicas de la planta. Una de estas técnicas consiste en cuantificar y medir los vasos del xilema, que es el tejido vascular encargado del transporte de agua y minerales desde las raíces hasta el resto de la planta. Cuando una planta experimenta déficit hídrico, su respuesta fisiológica consiste en disminuir el tamaño de los xilemas para evitar la cavitación y, de este modo, aumentar el potencial hídrico. Esta adaptación fisiológica es un tema de gran interés en la investigación agrícola. No obstante, la identificación y medición manual de las células de la planta es un proceso lento, tedioso e inexacto, ya que se deben medir cientos de células por cada imagen de microscopía. En este trabajo se propone un método automático para cuantificar y medir los xilemas de raíz de cacao mediante técnicas de procesamiento digital de imágenes, con el fin de contribuir a la investigación de la tolerancia del déficit hídrico en plantas de la especie Theobroma. Para el desarrollo y validación de este método, se cuenta con un conjunto de imágenes de microscopía de cortes histológicos de la raíz. El método se implementó en lenguaje Java como plugin del programa ImageJ, y se obtuvieron resultados reproducibles con una precisión del 93,1% en la identificación de los xilemas, y en un tiempo promedio de 14,6 segundos.En el ámbito de la investigación agrícola, la evaluación de genotipos que presenten atributos de valor ante factores abióticos, como el estrés hídrico, es de vital importancia, ya que éste es una de las principales causas de muerte en las plantas. Para identificar y evaluar los materiales genéticos que presentan tolerancia al estrés hídrico, se utilizan diversas técnicas que permiten estudiar las condiciones físicas, bioquímicas y fisiológicas de la planta. Una de estas técnicas consiste en cuantificar y medir los vasos del xilema, que es el tejido vascular encargado del transporte de agua y minerales desde las raíces hasta el resto de la planta. Cuando una planta experimenta déficit hídrico, su respuesta fisiológica consiste en disminuir el tamaño de los xilemas para evitar la cavitación y, de este modo, aumentar el potencial hídrico. Esta adaptación fisiológica es un tema de gran interés en la investigación agrícola. No obstante, la identificación y medición manual de las células de la planta es un proceso lento, tedioso e inexacto, ya que se deben medir cientos de células por cada imagen de microscopía. En este trabajo se propone un método automático para cuantificar y medir los xilemas de raíz de cacao mediante técnicas de procesamiento digital de imágenes, con el fin de contribuir a la investigación de la tolerancia del déficit hídrico en plantas de la especie Theobroma. Para el desarrollo y validación de este método, se cuenta con un conjunto de imágenes de microscopía de cortes histológicos de la raíz. El método se implementó en lenguaje Java como plugin del programa ImageJ, y se obtuvieron resultados reproducibles con una precisión del 93,1% en la identificación de los xilemas, y en un tiempo promedio de 14,6 segundos.

• Autores: Polanco Hita, Jonatan David
• Tipo de recurso: Trabajo de grado de pregrado
• Fecha de publicación: 2023
• Institución: Universidad de Ibagué
• Repositorio: Repositorio Universidad de Ibagué
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.unibague.edu.co:20.500.12313/4204
• Acceso en línea: https://hdl.handle.net/20.500.12313/4204
• Palabra clave: Theobroma Cacao - Cuantificación; Cuantificación; Medida de xilemas; Procesamiento digital de imágenes; Fisiología vegetal; Análisis celular; Cortes histológicos de raíz; Procesamiento digital de imágenes; Fisiología vegetal; Análisis celular; Identificación de células del xilema; Cortes histológicos de raíz; Digital image processing; Plant physiology; Xellular analysis; Xylem cell identification; Root histological sections
• Rights: openAccess
• License: http://purl.org/coar/access_right/c_abf2