New methods of three-dimensional analysis of anatomical structure of Norway spruce needles using stereology, image analysis ant two-photon microscopy
Project goals
The main goal is to introduce novel methods for an objective, quantitative description of Norway spruce needle anatomical structure, which is a prerequisite for indepth studies of the effects of elevated CO2 concentration on physiological state and functioning of spruce trees. We will develop universal and efficient stereological methods for estimating needle anatomical characteristics, especially geometrical parameters of mesophyll. The techniques will be based on the analysis of thick tissue slices using confocal or two-photon microscopy and our special software. The quantitative evaluation will be supplemented by computer-based 3D reconstructions of mesophyll cells, substomatal cavities and intercellular spaces exploiting image analysis alogritms and our programmes for surface rendering. Such complex approach will bring a better insight into the relationships between structure and function of sun and shade needles affected by long-time treatment with increased CO2 concentration.
Keywords
two-photon microscopyconfocal microscopystereologyimage analysisquantitative anatomyelevated CO2 concentrationsun and shade needlesNorway spruce needle anatomical structuremesophyll cellschloroplastsarrangement of intercellular spaces
Public support
Provider
Academy of Sciences of the Czech Republic
Programme
Grants of distinctly investigative character focused on the sphere of research pursued at present particularly in the Academy of Sciences of the Czech Republic
Call for proposals
Výzkumné granty 5 (SAV02005-A)
Main participants
—
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
IAA600110507
Alternative language
Project name in Czech
Nové metody trojrozměrné analýzy anatomické stavby jehlic smrku ztepilého s využitím stereologie, analýzy obrazu a dvoufotonové mikroskopie
Annotation in Czech
Hlavním cílem projektu je zavést nové metody pro objektivní kvantitativní hodnocení anatomické struktury jehlic smrku ztepilého, které je předpokladem hlubšího studia účinků zvýšené koncentrace CO2 na fyziologický stav a funkci smrku. Vyvineme uviverzální a účinné stereologické metody pro odhad anatomických charakteristik jehlic, zejména geometrických parametrů mezofylu. Použité techniky budou založeny na analýze silných fyzických řezů pomocí konfokální či dvoufotonové mikroskopie a našeho speciálního softwaru. Kvantitativní měření bude doplněno počítačovými trojrozměrnými rekonstrukcemi mezofylových buněk, dýchacích dutin aintercelulár s využitím algoritmů analýzy obrazu a našich programů pro ztvárnění povrchu. Tento komplexní přístup přispěje k pochopení vztahů mezi funkcí a strukturou slunných a stinných jehlic dlouhodobě experimentálně ovlivněných zvýšenou koncentrací CO2.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
CEP classification - main branch
JC - Computer hardware and software
CEP - secondary branch
GK - Forestry
CEP - another secondary branch
EA - Morphology and cytology
10601 - Cell biology
10602 - Biology (theoretical, mathematical, thermal, cryobiology, biological rhythm), Evolutionary biology
20206 - Computer hardware and architecture
40102 - Forestry
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
Methods for estimation of anatomical characteristics of Norway spruce needles were developed. The needle anatomical structure was not changed by elevated CO2. The changes between sun and shade needles were the same irrespective of ambient CO2.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2005
Realization period - end
Dec 31, 2009
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 28, 2009
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP10-AV0-IA-U/01:1
Data delivery date
Jun 8, 2010
Finance
Total approved costs
5,493 thou. CZK
Public financial support
4,686 thou. CZK
Other public sources
807 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Recognised costs
5 493 CZK thou.
Public support
4 686 CZK thou.
0%
Provider
Academy of Sciences of the Czech Republic
CEP
JC - Computer hardware and software
Solution period
01. 01. 2005 - 31. 12. 2009