On dit que Pythagore a affirmé un jour que tout est fondamentalement numérique. Il a trouvé des relations numériques dans des choses qui semblent un monde loin des mathématiques. Deux mille cinq cents ans plus tard, nous sommes satisfaits de quantifier les choses, mais cela peut toujours être difficile. Par exemple, Berntson en 1994 a examiné les problèmes de description des dimensions fractales d'une racine. Les racines peuvent être désordonnées, alors comment pouvez-vous les analyser rapidement - ou mieux encore, comment pouvez-vous les automatiser ? RootGraph : un outil d'optimisation graphique pour l'analyse automatisée d'images de racines de plantes par Caï et al propose une nouvelle technique.

Rootgraph en action
Exemples illustratifs de la structure de données à quatre couches utilisée dans la nouvelle méthode : (A) l’image segmentée ; (B) la transformation de distance de (A) ; (C) le squelette de (A) ; et (D) le graphe généré à partir du squelette. Image de Cai et al. (2015).

L'analyse fonctionne en une série d'étapes pour transformer une image d'une racine en un graphique. Cartographier les jonctions où les racines se connectent signifie qu'un ordinateur peut déterminer ce qui est une racine primaire et ce qu'est une racine latérale, en examinant sa connectivité. C'est une approche qui me rappelle beaucoup syntaxe de l'espace de la géographie. Une fois que l'ordinateur sait à quel type de racine il a affaire, il peut repérer les résultats anormaux et déterminer ce qu'il faut faire. Par exemple, les racines qui se chevauchent lorsqu'elles sont scannées peuvent ressembler à une seule racine étrangement connectée dans le scanner.

C'est la capacité d'éliminer le bruit qui est l'élément clé du papier, car cela signifie que le système peut fonctionner rapidement.

Réduire un système racine à un graphique peut sembler très éloigné de la réalité, mais cela permet également d'inclure de nombreuses informations dans l'analyse. La différence entre la racine primaire et la racine latérale n'est peut-être pas simple, car les racines latérales peuvent se ramifier. Cependant, comme les racines sont représentées graphiquement, toute racine ou segment de racine peut être analysé en fonction de son emplacement dans le réseau. Lorsque des différences se produisent dans la croissance des racines, l'analyse du réseau doit montrer exactement quel type de racines change. De plus, le fait qu'il soit basé sur l'image laisse ouverte la possibilité de changer la provenance des données. L'analyse 3D devrait être possible avec le même système, permettant l'analyse des systèmes racinaires sur place.

Le papier apparaît dans le numéro de ce mois-ci du Journal of Experimental Botany, vous ne devriez donc avoir aucun problème à le vérifier vous-même.

Jinhai Cai, Zhanghui Zeng, Jason N. Connor, Chun Yuan Huang, Vanessa Melino, Pankaj Kumar, Stanley J. Miklavcic, 2015, 'RootGraph : un outil d'optimisation graphique pour l'analyse automatisée des images des racines des plantes', Journal de botanique expérimentale, vol. 66, non. 21, p. 6551-6562 http://dx.doi.org/10.1093/jxb/erv359