花粉の遺伝的特徴解析を目的とした画像自動計測システムの開発

花粉遗传特性分析自动图像测量系统的开发

• 批准号: 17680026
• 负责人: 尾崎 功一
• 金额: $ 9.57万
• 依托单位: Utsunomiya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17680026/
• 关键词: 画像計測; 花粉; 育種; 特徴解析; 形状・模様・色の定量化; 自動化; マイクロスコープ; 計測制御

本研究では,品種改良(交雑育種)の効率化に着目し,花粉の「形状」,「模様」,「色彩」を定量的な指標で計測量し,花粉の遺伝的な特徴を自動的に解析するシステムの実現を目的とする。(1)画像自動計測システムの構築マイクロスコープ,XYZ軸マイクロマニピュレータ,そして制御・解析用PCから構成される自動計測システムを開発した。マイクロスコープの映像はビデオ信号(実時間画像転送が可能)及び高解像度静止画像(転送時間が1秒程度)の2系統による出力を可能とした。花粉等を操作する場合には,ビデオ信号より連続的に画像処理を行い,マニピュレータを花粉等の目的の位置まで制御することが可能となった。そして花粉を解析する場合には,高解像度のデジタル画像を用いることが可能となった。花粉の遺伝的な特徴を解析する指標の計測方法については,すでに提案しており,これを本システムに実装することによって,花粉解析の自動化が実現できた。(2)花粉解析のための花粉の操作実験Ragweed及びBlack Walnutの花粉(粒径20〜40μm)を用いて,マニピュレータによる花粉の操作が可能かを実験した。その結果,花粉が単体で位置する場合には,自動で花粉の位置を計測し,マニピュレータで採取することが可能となった。この成果で新規的なことは,マイクロスコープの奥行き方向の距離を推定できることである。これによって,マニピュレータの先端と花粉との高さの違いを機械が認識し,自動制御で高さを合わせることができる(10μm程度の精度で位置決めが可能)。ただし,複数の花粉が密接している場合は,個別の花粉を認識すること(画像認識の分野でも大きな課題の一つ)が困難であるため,今後はこれを課題とする。なお,本研究の成果は,花粉の操作に限らず,様々なマイクロ粒子の操作に応用することが可能であり,他のアプリケーションについても検討を進める。

This study aimed at improving the efficiency of hybrid breeding, quantitative measurement of pollen shape, pattern and color, and automatic analysis of pollen genetic characteristics. (1)Automatic measurement system construction,XYZ axis construction, automatic measurement system construction The image of the two systems is possible (time image transmission is possible) and high resolution still image (transmission time is about 1 second). Pollen, etc., are handled in a continuous manner, and the position of pollen, etc. is controlled. In the case of pollen analysis, it is possible to use high-resolution images. The measurement method of the index for the analysis of the characteristics of pollen heritages is proposed, and the automation of pollen analysis is realized. (2)Pollen analysis and pollen operation Ragweed and Black Walnut pollen (particle size 20 ~ 40μm) can be used to analyze pollen. As a result, the position of the pollen is automatically measured, and it is possible to measure the position of the pollen The result of this new regulation is that the distance between the two directions is estimated. Here, the tip of the horse and the height of the pollen can be mechanically recognized, and the height of the automatic control can be combined (with an accuracy of 10μm, position determination is possible). In the case of multiple pollen close contact, individual pollen recognition is difficult, and future pollen recognition is difficult. The results of this study suggest that the operation of pollen is limited, and the operation of pollen particles is possible.

项目成果

遺伝的特徴解析のための画像計測装置の開発 -システムの基本設計-

用于遗传特征分析的图像测量装置的开发-系统的基本设计-

• 发表时间: 2005
• 期刊: 日本機械学会 関東支部ブロック合同講演会 -2005足利- 講演論文集 050・2
• 作者: 孫立東;尾崎功一;山本純雄
• 通讯作者: 山本純雄

花粉の画像計測に基づく植生観察の提案

基于花粉图像测量的植被观测建议

• 发表时间: 2006
• 期刊: 環境システム計測制御学会誌 11・3
• 作者: 尾崎功一;瀬下真弓;鹿内佳人;山本純雄
• 通讯作者: 山本純雄

遺伝的特徴解析のための画像計測装置の開発 -花粉計測量に基づく雑種花粉の計測-

开发用于遗传特征分析的图像测量装置-基于花粉测量量的杂交花粉测量-

• 发表时间: 2005
• 期刊: 日本機械学会 関東支部ブロック合同講演会 -2005足利- 講演論文集 050・2
• 作者: 瀬下真弓;尾崎功一;松澤康男;房 相佑;山本純雄
• 通讯作者: 山本純雄