Teste de raios X: princípio e interpretação

07/10/2015
Aula 3
9
Sistemas computadorizados Seed Vigor
Imaging System® (SVIS) e Vigor-S para
avaliação do vigor de sementes
Avaliação automatizada do vigor
1963 Jones e Cobb: desenvolveram um dispositivo móvel
para avaliação simultânea do comprimento de cinco plântulas
de cenoura e alface
1984 Keys et al.: determinação do comprimento de plântulas
LPV 5731 - ANÁLISE DE IMAGENS DE SEMENTES E PLÂNTULAS
Programa de pós-graduação em Fitotecnia
conectando um paquímetro ao computador
1990 McCormac: determinação automatizada do comprimento
da raiz primária de plântulas de cenoura e alface
Francisco G Gomes-Junior
1993 Howart e Stanwood: avaliação do tamanho das raízes
de plântulas de alface e sorgo durante a germinação
Permitida a cópia desde que citada a fonte. A reprodução não autorizada
desta publicação, no todo ou em parte, constitui violação de direitos
autorais, sob pena da Lei nº 9.610, de 19 de fevereiro de 1998
Escola Superior de Agricultura
“Luiz de Queiroz”
2001 Geneve e Kester: uso de escâner para monitorar a
germinação de sementes de floríferas
2001 Sako et al.: Seed Vigor Imaging System (SVIS)
Avaliação automatizada do vigor de sementes
(Características morfológicas de plântulas)
alface
Finalidade da avaliação automatizada do
vigor de sementes
soja
 determinar o potencial de desempenho das plântulas em
campo e o estabelecimento do estande
Hipocótilo
Raiz
primária
Foto: Miller B. McDonald
Marcos-Filho et al. (2009)
 Auxiliar os melhoristas na seleção de genótipos com
rápida emergência de plântulas ou com tolerância à seca
ou temperaturas altas
Programas
 Seed Vigor Imaging System (SVIS)
 Análise Automatizada do Vigor de Sementes (Vigor-S)
 Sistema de Análise de Plântulas (SAP)
 Monitoramento do desempenho de lotes de sementes ao
longo do armazenamento
Seed Vigor Imaging System (SVIS)
Obtenção de dados de comprimento da raiz
primária, do hipocótilo, das plântulas e da
relação raiz/hipocótilo
Imagens de plântulas digitalizadas por meio de escâner:
as partes são identificadas e marcadas por software
específico
escâner instalado na
posição invertida no interior
de uma caixa metálica
 Avaliar a eficiência do tratamento fungicida, da
peletização e do condicionamento fisiológico de sementes
Hipocótilo
Raiz primária
Imagem: Francisco G Gomes-Junior
plântulas são transferidas
para a base da caixa
metálica
Normalmente, são avaliadas plântulas com 3 e 4
dias de idade
1
07/10/2015
Imagens digitalizadas de plântulas de
alface e analisadas pelo SVIS
Outros resultados fornecidos pelo SVIS
Índice de vigor: calculado com base na
rapidez e uniformidade de desenvolvimento
das plântulas da amostra, em relação ao
máximo valor estimado para plântulas com
idade pré-estabelecida na programação do
software
Hipocótilo
Raiz
primária
Resultados variam na escala de 0 a 1000
Foto: Miller B. McDonald
Uniformidade de desenvolvimento: calculada com
Crescimento: calculado com base no tamanho de
base nos desvios do comprimento de cada
plântula da amostra em relação ao máximo valor
estimado para plântulas com idade préestabelecida, definida nas configurações do
software (índice: valores 0 a 1000)
cada plântula da amostra em relação ao máximo
valor estimado para plântulas com idade préestabelecida, definida nas configurações do
software (índice: valores 0 a 1000)
Tamanho
máximo
estimado
Comprimento
da plântula
Tamanho
máximo
estimado
Desvios do
comprimento
Eficiência comprovada do SVIS®
Alface - Sako et al. (2001)
Soja - Hoffmaster et al. (2003); Marcos Filho et al. (2009)
Milho - Otoni e McDonald (2005)
Milho doce - Gomes Junior et al. (2009); Alvarenga et al. (2012)
Melão - Marcos Filho et al. (2006)
Crotalária - Silva, C.B. et al. (2012)
Pepino - Chiquito et al. (2012)
Amendoin - Marchi et al. (2011)
Trigo - Silva, V.N. et al. (2012)
Girassol - Rocha (2012)
Tomate e berinjela - Silva, V.N. (2012)
Quiabo - Kikuti e Marcos Filho (2013)
Algodão - Alvarenga (2013)
Arroz – Gomes Junior et al. (2013)
Feijão - Gomes Junior et al. (2014)
Cuidados: SVIS
 Temperatura no germinador
Temperatura °C
Parâmetros
SVIS
Milho
Soja
24
25
26
24
25
26
Crescimento
531 b
459 b
734 a
612 b
573 b
731 a
Uniformidade
832 b
861 a
859 a
867 a
872 a
870 a
Vigor
621 b
579 b
765 a
739 b
722 b
800 a
Otoni e McDonald et al. (2005)
2
07/10/2015
Cuidados: SVIS
 Uniformidade de umedecimento do
substrato
 Grau de umidade e tamanho das
sementes
 Horário de instalação e digitalização da
imagens
 Sementes dormentes
 Diferenças na taxa de crescimento entre
genótipos
Semeadura e posicionamento do substrato
Germinação:
20 a 25 sementes por repetição
Temperatura constante
Substrato posicionado com angulação próxima da
vertical (75 a 80 ° em relação à horizontal)
75 a 80 °
SVIS: semeadura de alface
20 °C sem luz
85 °
Fotos: Miller B. McDonald
Plântulas de melão com 3 dias de germinação, a 25 °C
Foto: Francisco G Gomes-Junior
Digitalização das imagens das plântulas
OSU, EUA
Fotos: Miller B. McDonald
 Escâner instalado na posição invertida no interior de uma caixa metálica
 Digitalização direta no papel de germinação
 Resolução de digitalização: 100 dpi (soja, milho); 300 dpi (alface, tomate)
 Salvar imagem no HD do computador: formato JPEG
Esalq, Brasil
Foto: Francisco G Gomes-Junior
3
07/10/2015
Digitalização da imagens de plântulas de alface
Análise de imagens de plântulas de soja pelo
SVIS
Definição dos parâmetros de configuração
Fotos: Miller B. McDonald
OSU, EUA
Abrir a imagem
Imagem das plântulas pronta para ser analisada
pelo software
Zoom de aproximação para melhor visualização das plântulas
Analisar imagem
Procedimento de análise
Procedimento de análise
Necessidade de pequenos ajustes com auxílio do mouse
Plântula em destaque: correção do comprimento com o auxílio do
mouse
4
07/10/2015
Imagem analisada e corrigida
Resultados
Clicar em “G & U value” para obter os valores dos
índices de crescimento e de uniformidade
Crescimento
Uniformidade
Sementes não
germinadas são marcadas
em verde
Índice de vigor
Geração automática de um novo índice de vigor
Avaliação do vigor de sementes de soja:
SVIS X métodos tradicionais
SVIS: índices de vigor para soja
(plântulas com três dias de idade)
Lotes
PCG (%)
EAT 48h (%)
EASS 72h (%)
EP (%)
1
93 AB*
91 A
86 A
92 A
90 A
2
87 B
76 B
77B
84 B
95 A
3
94 AB
92 A
85 A
94 A
94 A
4
97 A
94 A
86 A
94 A
90 A
5
91 AB
89 AB
83 AB
92 A
95 A
C.V. (%)
5,5
6,3
3,6
3,3
Proposta da Ohio Seed Improvement Association
Alto vigor: > 500
Vigor médio: 200 - 500
Baixo vigor: < 200
Proposta da Ohio State University
Vigor excepcional: 800 - 1000
Alto vigor: 600 - 799
Bom vigor: 400 - 599
Baixo vigor: 200 - 399
Grãos: < 200
Germ. (%)
9,1
Lotes
SVIS
(IV)
SVIS
(IU)
SVIS
CP (mm)
1
968 A
897 A
105 A
2
971 A
902 A
77 C
3
974 A
913 A
107 A
4
972 A
909 A
89 BC
5
970 A
903 A
96 AB
C.V. (%)
2,3
2,1
6,3
Marcos Filho et al. (2009)
* Médias seguidas pela mesma letra dentro de cada coluna não diferem entre si pelo teste de Tukey (p≤ 0,05)
Avaliação do vigor de sementes de melão:
SVIS X métodos tradicionais
Avaliação do vigor de sementes de feijão:
SVIS X métodos tradicionais
Cultivar Nitro
Lote
Comprimento da plântula em destaque (mm)
Germ.(%) PCG (%) EASS (%)
EP (%)
IV
IU
Lote
G
PCG
EA
EPA
------------------------- % -----------------------
VEP
CE
(índice)
µS.cm-1.g-1
6
99 a*
96 a
97 a
99 a
902 ab
922 ab
1
80 b*
60 c
44 b
79 ab
5,5 bc
86,3 c
7
88 b
80 b
77 b
92 b
752 c
882 c
2
85 ab
73 b
44 b
84 ab
5,8 b
85,7 bc
8
99 a
97 a
97 a
100 a
918 a
907 bc
3
80 b
54 c
22 c
65 b
4,2 c
77,8 ab
4
96 a
83 a
85 a
93 a
7,5 a
72,6 a
5
96 a
93 a
89 a
94 a
7,6 a
72,8 a
C.V. (%)
7,1
6,4
9,5
11,9
10,1
4,8
9
99 a
96 a
98 a
100 a
883 ab
934 a
10
99 a
93 a
95 a
95 a
861 b
921 ab
C.V. (%)
5,5
5,5
6,0
5,3
3,6
2,9
* Médias seguidas pela mesma letra dentro de cada coluna não diferem entre si pelo teste de Tukey (p≤ 0,05)
* Médias seguidas pela mesma letra dentro de cada coluna não diferem entre si pelo teste de Tukey (p≤ 0,05) Gomes-Junior et al. (2014)
Marcos Filho et al. (2006)
5
07/10/2015
Avaliação automatizada do vigor de
sementes de feijão (programa SVIS)
Baixo vigor
Lote
CP (cm)
C
U
1
4,4 c*
433 b
2
4,5 c
3
IV
30:70
40:60
50:50
60:40
70:30
915 b
771 b
723 b
675 b
626 b
578 b
440 b
913 b
771 b
724 b
677 b
629 b
582 b
3,1 d
306 c
917 b
734 c
672 c
612 c
550 c
489 c
4
8,6 b
852 a
945 a
917 a
908 a
899 a
889 a
880 a
5
9,4 a
920 a
933 ab
929 a
927 a
927 a
925 a
924 a
5,6
5,6
1,4
1,4
1,7
2,1
2,7
3,2
CV (%)
Alto vigor
Gomes-Junior et al. (2014)
Comp. plântula em azul: 4,5 cm
Índice de Crescimento: 435
Índice de Uniformidade: 925
Índice de Vigor: 582
Comp. plântula em azul: 7,8 cm
Índice de Crescimento: 837
Índice de Uniformidade: 947
Índice de Vigor: 870
Gomes-Junior et al. (2014)
* Médias seguidas pela mesma letra dentro de cada coluna não diferem entre si pelo teste de Tukey (p≤ 0,05)
Análise SVIS
 Plântulas de arroz
 Quatro dias de idade
SVIS
Milho
(3 dias de idade)
Fotos: Miller B. McDonald
Imagens: Francisco G. Gomes Junior
SVIS: plântulas de alface
Abóbora
(3 dias de idade)
Índice de vigor: 973
Crescimento: 995
Uniformidade: 924
Índice de vigor: 613
Crescimento: 541
Uniformidade: 782
SVIS
Fotos: Miller B. McDonald
Imagens: Francisco G. Gomes Junior
6
07/10/2015
SVIS
Crotalária
(3 dias de idade)
Pepino
(3 dias de idade)
Silva et al. (2012)
SVIS®
Chiquito et al. (2012)
Comprimento da raiz primária da plântula em destaque: 97,03 mm
SVIS
Tomate
(germinação a 20-30 °C
durante 4 dias)
Cultivar Santa Clara
Silva, V.N. et al. (2014)
Características do Programa
O Sistema Análise
Automatizada do Vigor de
Sementes Vigor-S é um
programa computacional
desenvolvido para otimizar os
procedimentos para avaliação
do vigor de sementes de
maneira rápida, com alto grau
de reprodutibilidade e baixo
custo
Resultados do Programa
Índice de Vigor
Crescimento
Uniformidade
Germinação
Comprimento de plântulas
Número de plântulas normais,
anormais e sementes não germinadas
Determinação do comprimento do hipocótilo, da raiz e total da plântula (Vigor-S soja)
Cálculo da proporção hipocótilo/raiz (Vigor-S soja)
Determinação do comprimento da raiz e total da plântula (Vigor-S milho)
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07/10/2015
Semeadura e posicionamento do substrato
Germinação:
Procedimento para
análise
20 a 25 sementes por repetição
Temperatura constante
Substrato posicionado com angulação próxima da
vertical (75 a 80 ° em relação à horizontal)
75 a 80 °
Digitalização das imagens das plântulas
 Escâner instalado na posição invertida no interior de uma caixa metálica
 Digitalização direta no papel de germinação, sem a necessidade de
transferência das plântulas
Análise de imagens de plântulas de soja
pelo Vigor-S
Aquisição da imagem
Resolução de digitalização: 300 dpi
Passo 2: identificação da amostra
Passo 1: abertura da imagem
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07/10/2015
Passo 3: análise da imagem
Passo 3: imagem sendo processada
Passo 4: análise finalizada
Exportação dos resultados
Exportação dos resultados: excel
Análise de plântulas de dois lotes de
sementes de soja
Plântula
anormal
Semente não
germinada
Baixo vigor
Alto vigor
9
07/10/2015
Análise de plântulas de dois lotes de
sementes de milho
Resultados das avaliações de potencial
fisiológico de sementes de soja
TA
1
Alto vigor
Baixo vigor
Lote
Vigor-S
IU
IV
IC
IU
IV
CP (cm)
IC
1
619 c
750 b
653 c
6,3 c
559 c
645 ab 585 bc
2
573 c
735 b
632 c
5,8 c
509 c
623 b
543 c
6,9 c
3
795 b
829 ab
805 b
8,1 b
731 b
693 ab
720 a
9,2 b
CP (cm)
7,2 c
4
999 a
860 a
958 a
10,8 a
955 a
763 a
898 a
12,3 a
5
718 bc
782 ab
737 bc
648 bc
667 ab 654 bc
8,3 bc
6
699 bc
788 ab
725 bc
7,3 bc
7,1 bc
626 bc
672 ab 640 bc
8,1 bc
CV (%)
11,24
6,63
8,93
11,96
12,38
10,07
11,48
11,17
PCG
EA
TA-EA
EP
VE
CE
(índice)
(µS.cm-1.g-1)
6,8
91 a
86 a
84 a
27,7
84 ab
10,4ab
106,8 b
2
7,0
89 a
85 a
88 a
27,6
82 b
10,1b
106,8 b
3
7,3
96 a
92 a
89 a
26,3
93 ab
11,6ab
95,1 b
4
7,1
98 a
88 a
84 a
26,3
94 a
12,4a
63,1 a
5
7,0
89 a
83 a
83 a
26,5
89 ab
11,7ab
98,6 b
6
7,3
94 a
92 a
85 a
26,8
88 ab
10,7ab
113,7 b
CV (%)
-
4,21
6,22
6,73
-
3,61
3,76
16,94
Graviel e Gomes-Junior (2014)
Resultados das avaliações automatizadas
utilizando os softwares SVIS® e Vigor-S
SVIS®
G
--------------------------------- % -------------------------------
Lote
Vantagens da análise automatizada do
vigor de sementes
 maior rapidez nos resultados. Ex.: envelhecimento
acelerado para soja = 7 dias; teste de frio para milho = 14
dias
 Os resultados são gerados por programa computadorizado,
eliminando os erros de intrepretação humana
 Possibilita o arquivamento das imagens das plântulas após
a germinação, que é mais vantajoso em relação ao
arquivamento de dados numéricos
 É um método direto para avaliação do vigor pois determina
o desempenho das plântulas
Graviel e Gomes-Junior (2014)
10