Growth of the wheat grain investigated by morphometry and shape registration on 3D tomography images

Ce travail a permis de développer une méthode d analyse de la croissance en 3D d un grain de blé. Des images 3D, obtenues par micro-tomographie-RX sur des grains à différents stades de développement, ont permis non seulement d étudier la morphologie externe des grains mais également de visualiser de...

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Détails bibliographiques
Auteurs principaux : Le Thang Duong Quoc (Auteur), Chateigner-Boutin Anne-Laure (Directeur de thèse), Normand Nicolas (Président du jury de soutenance), Tougne Laure (Rapporteur de la thèse), Andrey Philippe (Rapporteur de la thèse), Dupuy Lionel (Membre du jury), Ali Olivier (Membre du jury), Mateus Lamus Diana Carolina (Membre du jury)
Collectivités auteurs : Université de Nantes 1962-2021 (Organisme de soutenance), École doctorale Écologie Géosciences Agronomie Alimentation Rennes 2016-2022 (Ecole doctorale associée à la thèse), Biopolymères, Interactions, Assemblages BIA Unité de recherche INRA - Université de Nantes (Laboratoire associé à la thèse)
Format : Thèse ou mémoire
Langue : anglais
Titre complet : Growth of the wheat grain investigated by morphometry and shape registration on 3D tomography images / Thang Duong Quoc Le; sous la direction de Anne-Laure Chateigner-Boutin
Publié : 2020
Accès en ligne : Accès Nantes Université
Note sur l'URL : Accès au texte intégral
Note de thèse : Thèse de doctorat : Mathématiques appliquées : Nantes : 2020
Conditions d'accès : Thèse soumise à l'embargo de l'auteur jusqu'au 04 décembre 2021.
Sujets :
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230 |a Données textuelles 
304 |a Titre provenant de l'écran-titre 
314 |a Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Écologie Géosciences Agronomie Alimentation (Rennes) 
314 |a Partenaire(s) de recherche : Biopolymères, Interactions, Assemblages BIA (Unité de recherche INRA - Université de Nantes) (Laboratoire) 
314 |a Autre(s) contribution(s) : Nicolas Normand (Président du jury) ; Lionel Dupuy, Olivier Ali, Diana Carolina Mateus Lamus (Membre(s) du jury) ; Laure Tougne, Philippe Andrey (Rapporteur(s)) 
328 0 |b Thèse de doctorat  |c Mathématiques appliquées  |e Nantes  |d 2020 
330 |a Ce travail a permis de développer une méthode d analyse de la croissance en 3D d un grain de blé. Des images 3D, obtenues par micro-tomographie-RX sur des grains à différents stades de développement, ont permis non seulement d étudier la morphologie externe des grains mais également de visualiser de manière non destructive leur structure interne, y compris pour des grains de petite taille et fortement hydratés. Une chaîne de traitements d images a été mise au point pour quantifier la morphologie 3D des grains. Des mesures classiques telles que la longueur, largeur et épaisseur des grains ont été obtenues et se sont révélées cohérentes avec des mesures manuelles. De nouveaux traits, tels que le volume des compartiments internes, la profondeur du sillon tout le long du grain ainsi que des cartes de courbures 3D ont été extraits de l analyse. Par ailleurs, une approche de recalage des images a été mise en oeuvre pour étudier les changements de forme au cours du développement des grains. Pour chaque stade de développement, la forme d un grain moyen représentatif a été déterminée, puis des modèles de déformations ont été appliqués pour simuler les transformations des grains moyens entre deux stades consécutifs. Les propriétés géométriques obtenues permettent de révéler les zones des grains à croissance active. L ensemble des opérations développées est original et suffisamment générique pour être appliqué à d autres organes en croissance. 
330 |a The objective of the thesis was to develop a method for analyzing the growth of wheat grain over several developmental stages using #CT images. X-ray #CT imaging has been validated for acquiring volumetric images of whole wheat grains, which are small and highly hydrated organs. The #CT images allowed to virtually observe and identify the internal structure within a wheat grain without physical dissection. A image processing workflow was developed to quantify 3D morphometry of the grain. Classical dimensions of the whole grain (length, width, thickness) were computed and shown to be in agreement with manual measurements. New morphological features such as volume of main internal compartments, crease s depth along grain length and curvature maps were also computed. This allowed a more detailed description of the changes of the grain shape over its development. Shape registration-based was developed for the analysis of the grain growth. The workflow consisted of computation of the representative grain for each developmental stage. Deformable models were applied to compute the geometric deformations between representative shapes of two consecutive developmental stages. Several geometric characteristics derived from the computed deformations revealed some specific regions on the grain where the changes in shapes and the growth of the grain are very active. Our pipeline is generic enough to accommodate various wheat lines as well as other organs and species. 
337 |a Configuration requise : un logiciel capable de lire un fichier au format : PDF 
371 0 |a Thèse soumise à l'embargo de l'auteur jusqu'au 04 décembre 2021 
541 | |a Etude de la croissance du grain de blé par morphométrie et recalage de formes sur des images 3D de tomographie  |z fre 
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