專利名稱：一種微生物菌絲生長狀況定量獲取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
“微生物菌絲生長狀況定量獲取方法”屬于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
菌絲是菌類或大多數(shù)微生物的營養(yǎng)生長部分，菌絲的結(jié)構(gòu)為單條管狀細(xì)絲，長度一般以微米作為計量單位，菌絲生長狀況、結(jié)構(gòu)特征的觀測一般利用顯微鏡。大量菌絲集合在一起形成肉眼可見的菌絲體。菌絲生長速度或生長量的觀測有兩種方法，一種是物理方法，有直線生長測定法和菌落直徑測量法，通過測量單位時間內(nèi)菌絲體前端標(biāo)記的變化或菌落直徑的變化來反映菌絲生長速度，這種方法通過肉眼觀測，獲得的數(shù)據(jù)存在很大誤差， 而且只能用于實驗室中瓊脂培養(yǎng)基上菌絲生長的監(jiān)測，而不能用于實際生產(chǎn)所用培養(yǎng)基上菌絲生長的監(jiān)測，實際生產(chǎn)所用培養(yǎng)基多為土壤或木屑、玉米屑等的混合物，表面十分粗糙，不像瓊脂培養(yǎng)基那樣光滑；另一種是化學(xué)方法，通過測量菌絲體內(nèi)特有化學(xué)物質(zhì)的含量來反映菌絲生長量或生長速度，如脂肪酸18 2ω6，9、麥角固醇、角素等被用來反映外生菌根的菌絲量，脂肪酸16 1ω5被用來反映內(nèi)生菌根的菌絲量。然而，大多數(shù)菌絲或微生物都沒有特定的生物化學(xué)物質(zhì)，基于GIS的微生物菌絲生長狀況定量獲取方法，只需獲取菌絲或菌絲體生長狀況的高質(zhì)量圖像，即可分析獲得菌絲生長狀況的定量數(shù)據(jù)，不必破壞菌絲的正常生長，可用于生長在任何媒介上菌絲的觀測。

發(fā)明內(nèi)容
1圖像獲取要求利用攝像顯微鏡、數(shù)碼顯微鏡或數(shù)碼相機獲取菌絲結(jié)構(gòu)、菌絲或菌絲體生長狀況的圖像，圖像要求像素在10ΜΧ768像素以上或分辨率在300以上。2圖像處理方法①圖像轉(zhuǎn)換方法上述獲取的圖像一般為彩色圖像，每個彩色圖像有3個波段圖像，分別為紅色波段圖像、綠色波段圖像和藍(lán)色波段圖像。在ArcGIS軟件中打開任一波段圖像，即可獲得彩色圖像的單色圖像，建議采用藍(lán)色波段圖像，因為在藍(lán)色波段圖像中，圖像對比度最大。在單色圖像中，每一個像元都有一個灰度值，一般為0到255之間的數(shù)值，黑色像元的灰度值為0，白色像元的灰度值為255。②圖像分析方法圖象處理的第二步是提取待分析區(qū)域(

圖1)，也就是將圖像中對分析菌絲沒有用處的區(qū)域移除，方法是利用ArcGIS軟件將上述單色圖像待分析區(qū)域勾勒出來形成新的圖像層，然后采用空間分析工具——Extraction將兩個圖像中重疊的部分抽取出來，即為待分析區(qū)域圖像。③像元識別方法在上一步形成的待分析區(qū)域圖像中，如待分析區(qū)域均為菌絲或菌絲體，則進入下一分析步驟，如待分析區(qū)域為菌絲和培養(yǎng)基的混雜區(qū)域，則需采用ArcGIS的Identify工具識別出每一像元的灰度值(圖幻，確定菌絲像元和培養(yǎng)基像元的臨界灰度值。④像元計算方法采用 ArcGIS 中 Spatial Analyst Tools 的 Raster Calculator 工具，如待分析區(qū)域均為菌絲或菌絲體，選中待分析圖層，輸入“待分析圖層名稱>0”或“待分析圖層名稱 < 255”，如待分析區(qū)域為菌絲和培養(yǎng)基的混雜區(qū)域，選中待分析圖層，輸入“待分析圖層名稱>臨界灰度值”或“待分析圖層名稱<臨界灰度值”(圖3)，則可得到一個新的柵格圖層。 在新的柵格圖層中，菌絲或菌絲體像元被賦予“0”值或“ 1 ”值，而非菌絲或菌絲體像元被賦予“1”值或“0”值，從而將菌絲(菌絲體)與培養(yǎng)基分開。新的柵格圖層中各類像元的數(shù)量可在ArcGIS中新柵格圖層的屬性表(Attribute Table)中直接找到(圖4)。3菌絲量計算方法菌絲(菌絲體)生長量可通過菌絲(菌絲體)像元數(shù)量來反映，菌絲生長速度可通過單位時間內(nèi)菌絲(菌絲體)像元占新柵格圖層中總像元數(shù)量的比例變化來反映。
權(quán)利要求
1.菌絲是菌類或大多數(shù)微生物的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)單位，一般呈絲網(wǎng)狀，肉眼不易看見，大量菌絲集合而成菌絲體，獲取菌絲或菌絲體生長狀況的圖像，利用地理信息系統(tǒng)(GIS)的圖像識別和空間數(shù)據(jù)分析功能，構(gòu)建了一種微生物菌絲生長狀況定量獲取方法，可為微生物或食用菌栽培科學(xué)研究提供數(shù)據(jù)獲取方法。 1圖像獲取要求。 2圖像處理方法，包括圖像轉(zhuǎn)換、圖像分析、像元識別、像元計算方法。 3菌絲量計算方法。
全文摘要
菌絲是菌類或大多數(shù)微生物的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)單位，一般呈絲網(wǎng)狀，肉眼不易看見，大量菌絲集合而成菌絲體，獲取菌絲或菌絲體生長狀況的圖像，利用地理信息系統(tǒng)(GIS)的圖像識別和空間數(shù)據(jù)分析功能，構(gòu)建了一種微生物菌絲生長狀況定量獲取方法，包括圖像獲取、圖像處理(圖像轉(zhuǎn)換、圖像分析、像元識別、像元計算)、菌絲量計算等過程，可在不破壞菌絲生長的情況下動態(tài)、定量化監(jiān)測菌絲生長，為微生物或食用菌栽培科學(xué)研究提供數(shù)據(jù)獲取方法。
文檔編號G01B11/02GK102313518SQ201010217479
公開日2012年1月11日 申請日期2010年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月2日
發(fā)明者楊娟, 王瑞娟, 趙京音, 鄭秀國, 郭倩 申請人:上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院