一種無菌監測植物組培苗根的生長動態的方法技術

一種無菌監測植物組培苗根系生長動態的方法，涉及生物技術領域，選取已知長度線狀物放置于盛有生根培養基的組培瓶中作為參照瓶，將參照瓶與待檢的長有生根組培苗的組培瓶置于同一水平位置上，利用相機從底部進行拍照，將兩者拍攝在同一張圖像內，每次拍照保持相同的物距和相同的焦距以及角度，利用圖像分析軟件分析獲取參照瓶里線狀物的和被考察的根的積像素間距，通過換算獲取組培苗根的圖像分析長度；每隔一定時間獲取被考察的根的圖像分析長度，作出其隨培養時間的變化曲線圖，用邏輯斯蒂（Ｌｏｇｉｓｔｉｃ）方程擬合該曲線，根據擬合的Ｌｏｇｉｓｔｉｃ方程和曲線圖，得出被考察的組培苗的根的生長動態，本發明專利技術可以實現對組培苗根的生長的無菌、無損、在線檢測。

【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及生物
，特指一種無菌監測植物組培苗根系生長動態的方法。
技術介紹
利用組織培養進行快速繁殖是目前很多花卉、蔬菜和珍稀植物資源的一種有 效的繁殖方式。動態地描述組培苗的生長發育狀況在生產和科學研究中具有重要 的意義。培養基的篩選、環境條件的調控、定單花卉的生產都需要掌握組培苗的 生長發育規律，了解外在因素對組培苗的生長發育的影響。依靠肉眼觀察或人為 破壞性檢測已經無法動態地描述組培苗的生長發育狀況。因此，必須尋求一種無 損、無菌監測組培苗生長的方法。本專利技術就是利用圖像處理技術來監測植物組培 苗根的生長動態，這在國內外未見報道。
技術實現思路
本專利技術的基本原理是利用圖像處理技術分析組培苗根的圖像，獲取的根的累 積像素間距，與參照物的累積像素間距進行比較獲取的根圖像分析長度。根圖像 分析長度與人工測量長度具有極顯著的相關關系，如圖l。連續動態獲取同一條 根的圖像分析長度，可以無菌監測出植物組培苗根的生長動態。具體實施方案為選取已知長度的類似根的線狀物預先放置于盛有生根培養 基的組培瓶中，以此作為根的圖像分析的參照瓶，將參照瓶與待檢的長有生根組 培苗的組培瓶放置于同一水平位置上，利用數碼相機從組培瓶的底部進行拍照， 將參照瓶和待檢的長有生根組培苗的組培瓶拍攝在同一張圖像內，每次拍照保持 相同的物距和相同的焦距以及相同的角度，利用圖像分析軟件對圖像進行分析獲 取參照瓶里線狀物的和被考察的根的積像素間距，通過換算獲取組培苗根的圖像 分析長度，換算方法為被考察的根的圖像分析長度等于被考察的根的累積像素 間距與參照瓶里線狀物的累積像素間距的比值乘以已知參照物的長度；每隔一定 時間獲取被考察的根的圖像分析長度，作出圖像分析長度隨培養時間的變化曲線 圖，用邏輯斯蒂(Logistic)方程來擬合該曲線，根據擬合的Logistic方程和曲線圖，得出被考察的組培苗的根的生長動態。 本專利技術的優點(1)本方法可以實現對組培苗根的生長的無菌、無損、在線檢測，根據擬合后的邏輯斯蒂(Logistic)方程可以得到更多的根的生長信息，如對數生長期的生長 速率，這是人工測量無法實現的。(2) 效率高，操作方便。(3) 應用范圍較廣。可以用于培養基的篩選、環境條件的調控、定單花卉的生 產以及組培苗根的生長發育的研究上。附圖說明圖1根圖像分析長度與人工測量長度的關系圖2實施例1的組培苗的根的圖像分析長度隨時間的變化圖3實施例2的組培苗的根的圖像分析長度隨時間的變化圖4實施例3的組培苗的根的圖像分析長度隨時間的變化具體實施例方式實施例1將無根組培苗接種到放有生根培養基的組培瓶中進行生根培養，生根培養基 為1/2MS附加0.5 mg 1 IBA(吲哚丁酸)+ 0.05 mg 1 NAA (萘乙酸)+ 0.1 mg 1 GA3 (赤霉素)，培養條件為溫度為25土2'C，光強為50(^molmS，光周期為 光16 h/暗8 h。取一個未接種組培苗的、盛有生根培養基的組培瓶中作為參考 瓶， 一段7 cm長的白線被預先放入此參考瓶中，以白線作為根系圖像分析的參 照物。隨后每隔1天，取待檢的組培瓶和參考瓶，放置于同一水平位置上，保持 物距在17. 7cm，利用500萬像素的Kodak數碼相機從組培瓶的底部進行拍照， 獲取與參照物在一起的組培苗根系圖像，利用圖像分析軟件SigmaScan Pro獲取 被考察的根和參照物的累積像素間距(Distance參數)，然后再換算成圖像分析 長度(表l)。以培養時間為橫坐標，圖像分析長度為縱坐標作圖(圖2)，這張 圖表述了根的生長進程。再用邏輯斯蒂(Logistic)方程來擬合，擬合的邏輯斯 蒂(Logistic)方程為Y=l/(l/6.50+125.811(0.681x)) (R2=0.997, n=13, PO.001) (1) Y為生根組培苗的根長，X為組培苗生長的時間(天數)，f為決定系數的 平方，n為統計個數，P為顯著性。從圖2和(1)式得出對數生長期的生長速率為0.623 cm/day.表1實施例1的根的圖像分析長度<table>table see original document page 5</column></row><table>實施例2將無根組培苗接種到放有生根培養基的組培瓶中進行生根培養，生根培養基 為1/2MS附加0.5 mg r1 IBA(吲哚丁酸)+ 0.005 mg r1 NAA(萘乙酸)十0.01 mg T1 GA3 (赤霉素)，培養條件為溫度為25±2°C，光強為500lamolm—V1,光周期為光 16h/暗8h。取一個未接種組培苗的、盛有生根培養基的組培瓶中作為參考瓶， 一段7cm長的白線被預先放入此參考瓶中，以白線作為根系圖像分析的參照物。 隨后每隔1天，取待檢的組培瓶和參考瓶，放置于同一水平位置上，保持物距在 17.7cm，利用500萬像素的Kodak數碼相機從組培瓶的底部進行拍照，獲取與 參照物在一起的組培苗根系圖像，利用圖像分析軟件SigmaScanPro獲取被考察 的根和參照物的累積像素間距(Distance參數)，然后再換算成圖像分析長度(表 2)。以培養時間為橫坐標，圖像分析長度為縱坐標作圖(圖3)，這張圖夠表述 了根的生長進程。再用邏輯斯蒂(Logistic)方程來擬合，擬合的邏輯斯蒂(Logistic) 方程為Y=l/(l/5.50+21.144(0.733x))(R2=0.984， n=10， P<0.001) (2)Y為生根組培苗的根長，X為組培苗生長的時間(天數)，Fe為決定系數的 平方，n為統計個數，P為顯著性。從圖3和(2)式得出對數生長期的生長速率為0.420 cm/day,比實施例1 對數生長期的生長速率的生長速率小。表2實施例2的根的圖像分析長度<table>table see original document page 6</column></row><table>實施例3將無根組培苗接種到放有生根培養基的組培瓶中進行生根培養，生根培養基 為1/2MS附加5 mg r1 IBA(吲哚丁酸)+ 0.005 mg T1 NAA (萘乙酸)+ 0.01 mg l1 GA3 (赤霉素，培養條件為溫度為25±2°C，光強為500pmoln^s'1,光周期為光 16h/暗8h。取一個未接種組培苗的、盛有生根培養基的組培瓶中作為參考瓶， 一段7cm長的白線被預先放入此參考瓶中，以白線作為根系圖像分析的參照物。 隨后每隔1天，取待檢的組培瓶和參考瓶，放置于同一水平位置上，保持物距在 17.7cm，利用500萬像素的Kodak數碼相機從組培瓶的底部進行拍照，獲取與 參照物在一起的組培苗根系圖像，利用圖像分析軟件SigmaScan Pro獲取被考察 的根和參照物的累積像素間距(Distance參數)，然后再換算成圖像分析長度(表 3)。以培養時間為橫坐標，圖像分析長度為縱坐標作圖(圖4)，這張圖表述了 根的生長進程。再用邏輯斯蒂(Logistic)方程來擬合，擬合的邏輯斯蒂(Logistic) 方程為Y=l/(l/4.20+426.690(本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種無菌監測植物組培苗根系生長動態的方法，其特征在于：選取已知長度的類似根的線狀物預先放置于盛有生根培養基的組培瓶中，以此作為根的圖像分析的參照瓶，將參照瓶與待檢的長有生根組培苗的組培瓶放置于同一水平位置上，利用數碼相機從參照瓶和組培瓶的底部進行拍照，將參照瓶和待檢的長有生根組培苗的組培瓶拍攝在同一張圖像內，每次拍照保持相同的物距和相同的焦距以及相同的角度，利用圖像分析軟件對圖像進行分析獲取參照瓶里線狀物的和被考察的根的積像素間距，通過換算獲取組培苗根的圖像分析長度，換算方法為：被考察的根的圖像分析長度等于被考察的根的累積像素間距與參照瓶里線狀物的累積像素間距的比值乘以已知參照物的長度；每隔一定時間獲取被考察的根的圖像分析長度，作出圖像分析長度隨培養時間的變化曲線圖，用邏輯斯蒂（Ｌｏｇｉｓｔｉｃ）方程來擬合該曲線，根據擬合的Ｌｏｇｉｓｔｉｃ方程和曲線圖，得出被考察的組培苗的根的生長動態。

【技術特征摘要】
1、一種無菌監測植物組培苗根系生長動態的方法，其特征在于選取已知長度的類似根的線狀物預先放置于盛有生根培養基的組培瓶中，以此作為根的圖像分析的參照瓶，將參照瓶與待檢的長有生根組培苗的組培瓶放置于同一水平位置上，利用數碼相機從參照瓶和組培瓶的底部進行拍照，將參照瓶和待檢的長有生根組培苗的組培瓶拍攝在同一張圖像內，每次拍照保持相同的物距和相同的焦距以及相同的角度，利用圖像分析軟件對圖像進行分析獲取參...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳沿友，許文祥，李萍萍，毛罕平，趙玉國，王紀章，
申請(專利權)人：江蘇大學，
類型：發明
國別省市：32[中國|江蘇]