論文の概要: ChronoRoot 2.0: An Open AI-Powered Platform for 2D Temporal Plant Phenotyping
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.14736v1
- Date: Sun, 20 Apr 2025 20:56:25 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-29 20:25:14.495675
- Title: ChronoRoot 2.0: An Open AI-Powered Platform for 2D Temporal Plant Phenotyping
- Title（参考訳）: ChronoRoot 2.0:2Dの時間的植物現象をAIで処理するオープンプラットフォーム
- Authors: Nicolás Gaggion, Rodrigo Bonazzola, María Florencia Legascue, María Florencia Mammarella, Florencia Sol Rodriguez, Federico Emanuel Aballay, Florencia Belén Catulo, Andana Barrios, Franco Accavallo, Santiago Nahuel Villarreal, Martin Crespi, Martiniano María Ricardi, Ezequiel Petrillo, Thomas Blein, Federico Ariel, Enzo Ferrante,
- Abstract要約: 私たちは、安価なハードウェアと高度な人工知能を組み合わせたオープンソースの統合プラットフォームであるChronoRoot 2.0を紹介します。
このシステムはいくつかの大きな進歩を導入し、苗作開発に関する統合的な視点を提供する。
シロイヌナズナの3つのユースケースを通じてシステム機能を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.024998479874549
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
- Abstract: The analysis of plant developmental plasticity, including root system architecture, is fundamental to understanding plant adaptability and development, particularly in the context of climate change and agricultural sustainability. While significant advances have been made in plant phenotyping technologies, comprehensive temporal analysis of root development remains challenging, with most existing solutions providing either limited throughput or restricted structural analysis capabilities. Here, we present ChronoRoot 2.0, an integrated open-source platform that combines affordable hardware with advanced artificial intelligence to enable sophisticated temporal plant phenotyping. The system introduces several major advances, offering an integral perspective of seedling development: (i) simultaneous multi-organ tracking of six distinct plant structures, (ii) quality control through real-time validation, (iii) comprehensive architectural measurements including novel gravitropic response parameters, and (iv) dual specialized user interfaces for both architectural analysis and high-throughput screening. We demonstrate the system's capabilities through three use cases for Arabidopsis thaliana: characterization of circadian growth patterns under different light conditions, detailed analysis of gravitropic responses in transgenic plants, and high-throughput screening of etiolation responses across multiple genotypes. ChronoRoot 2.0 maintains its predecessor's advantages of low cost and modularity while significantly expanding its capabilities, making sophisticated temporal phenotyping more accessible to the broader plant science community. The system's open-source nature, combined with extensive documentation and containerized deployment options, ensures reproducibility and enables community-driven development of new analytical capabilities.
- Abstract（参考訳）: 根系構造を含む植物発達可塑性の解析は、特に気候変動と農業の持続可能性の文脈において、植物適応性と開発を理解するのに不可欠である。
植物表現型技術では大きな進歩があったが、根の発達の時間的包括的分析は依然として困難であり、既存のソリューションではスループットの制限や構造解析の制限がある。
ここでは、安価なハードウェアと高度な人工知能を組み合わせたオープンソースの統合プラットフォームであるChronoRoot 2.0を紹介します。
このシステムはいくつかの大きな進歩を導入し、苗作開発に関する統合的な視点を提供する。
一 六つの異なる植物構造の同時多臓器追跡
(二)リアルタイム検証による品質管理
三 新規な重力応答パラメータを含む総合的な建築計測等
(4) アーキテクチャ解析と高スループットスクリーニングの両方のための2つの特殊なユーザインタフェース。
シロイヌナズナの3症例において, 異なる光条件下での概日成長パターンのキャラクタリゼーション, トランスジェニック植物における重力応答の詳細な解析, および複数の遺伝子型にわたるエチオレーション応答の高スループットスクリーニングを行った。
ChronoRoot 2.0は、前者の低コストとモジュラリティの利点を保ちながら、その能力を大幅に拡張し、より広範な植物科学コミュニティに洗練された時間的表現性を持たせることができるようにしている。
このシステムのオープンソースの性質は、広範なドキュメントとコンテナ化されたデプロイメントオプションを組み合わせることで、再現性を確保し、コミュニティ主導の新たな分析機能開発を可能にする。
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