Automated monitoring of pollen quality in Douglas fir using digital images: applications for handling and storage



Título del documento: Automated monitoring of pollen quality in Douglas fir using digital images: applications for handling and storage
Revista: Botanical sciences
Base de datos:
Número de sistema: 000586750
ISSN: 2007-4298
Autores: 1
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Instituciones: 1Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias, Ciudad de México. México
Año:
Periodo: Ene-Mar
Volumen: 102
Número: 1
Paginación: 172-188
País: México
Idioma: Inglés
Tipo de documento: Artículo
Resumen en español Antecedentes: Los programas de conservación y producción de semilla en especies forestales requieren estrategias eficientes para el monitoreo de polen que maximicen los esfuerzos de recolección, almacenamiento y polinización. Pregunta: ¿Puede implementarse el software de análisis de imágenes Image J para monitorear eficientemente la viabilidad y germinabilidad del polen? Especie de estudio: Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco Métodos: Se utilizó tinción por tetrazolio y el medio Brewback 10 % para evaluar la calidad de polen. Se desarrollaron macros para la automatización del conteo mediante el software libre Image J usando imágenes digitalizadas. Se comparó el polen de distintas procedencias, madurez de árboles, medios de germinación, deshidratación/rehidratación y almacenamiento por congelación. Resultados: El software distingue adecuadamente polen viable del no viable mediante la tinción diferencial que se traduce en densidad de pixeles, mientras que para germinación se consideró el tamaño y circularidad. La herramienta permitió guiar la selección de condiciones apropiadas para el manejo de polen, así como comparar la producción de árboles adultos y juveniles inducidos con GA. El congelamiento de polen permitió recuperar entre 74 y 98 % de la germinación después de la rehidratación; aunque la detección de viabilidad por tetrazolio disminuyó, mostrando que el manejo y almacenamiento afectan la confiabilidad de la prueba. Conclusiones: La flexibilidad del software Fiji permitió el desarrollo de macros eficientes y precisas para monitorear la calidad del polen de P. menziesii, al reducir el tiempo y esfuerzo implicados. Esto apoya investigaciones futuras sobre la fisiología de su conservación y aplicación exitosa para la producción de germoplasma.
Resumen en inglés Background: Conservation and breeding programs for forest species require efficient pollen quality monitoring strategies to maximize collection, storage and pollination efforts. Question: Can the ImageJ image analysis software be implemented to efficiently monitor pollen viability and germinability for quality testing? Studied species: Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco Methods: Tetrazolium staining and germination on 10 % Brewback media was used to test Douglas fir pollen quality. Two macros for automated counting were developed with ImageJ free software using digitized microscopic images, and were tested to evaluate provenances, germination in different media, dehydration/rehydration and freeze-storage treatments, and finally to compare pollen quality between mature trees and GA-induced strobili from juvenile trees. Results: Automated monitoring of pollen quality was feasible because the software suitably distinguishes viable from non-viable pollen grains due to differential tetrazolium staining that translates into pixel density, whereas germinability was assayed based on pollen size and circularity. This tool was used to guide the selection of appropriate pollen handling conditions and compare pollen production in adult and GA-induced juvenile trees. Pollen flash-freezing and storage at -80 °C showed recovery between 74 and 98 % of its initial germinability after rehydration; however, viability detected by tetrazolium is reduced, suggesting that handling and storage affect the reliability of the test. Conclusions: The flexibility of the Fiji software allowed the development of an efficient and accurate macro for monitoring P. menziesii pollen quality, reducing invested time and effort involved, which supports future research on its conservation physiology and its successful application for germplasm production.
Disciplinas: Biología,
Biología,
Agrociencias
Palabras clave: Gimnospermas,
Anatomía e histología,
Silvicultura
Keyword: Gymnosperms,
Anatomy and histology,
Silviculture
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