MRI-Based Visualization of the Relaxation Times of Early Somatic Embryos

Abstract

The large set of scientific activities supported by MRI includes, among others, the research of water and mineral compounds transported within a plant, the investigation of cellular processes, and the examination of the growth and development of plants. MRI is a method of major importance for the measurement of early somatic embryos (ESE) during cultivation, and in this respect it offers several significant benefits discussed within this paper. We present the following procedures: non-destructive measurement of the volume and content of water during cultivation; exact three-dimensional differentiation between the ESEs and the medium; investigation of the influence of ions and the change of relaxation times during cultivation; and multiparametric segmentation of MR images to differentiate between embryogenic and non-embryogenic cells. An interesting technique consists in two-parameter imaging of the relaxation times of the callus; this method is characterized by tissue changes during cultivation at a microscopic level, which can be monitored non-destructively.

Velký soubor vědeckých činností využivajících MRI zahrnuje, mimo jiné, výzkum vody a minerálních sloučenin, které jsou přepravovány v rostlinách, vyšetřování buněčných procesů a vyšetření růstu a vývoje rostlin. MRI je metoda zásadního významu pro měření raných somatických embryí (ESE) během pěstování, a v tomto ohledu nabízí několik významných přínosů, o kterých je projednáno v tomto článku. Uvádíme následující postupy: nedestruktivní měření objemu a obsahu vody během pěstování; přesná trojrozměrná diferenciace mezi ESE a médiem; zkoumání vlivu iontů a změny relaxačních časů během pěstování; víceparametrická segmentace obrazů pro rozlišení mezi embryogenními a neembryogenními buňkami. Navržená technika spočívá v analýze dvou parametrů zobrazování relaxačních časů kultury. Navržená metoda zobrazování je charakterizována změnou tkáně během pěstování na mikroskopické úrovni, kterou lze sledovat nedestruktivně.