[发明专利]一种无菌监测植物组培苗根的生长动态的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，特指一种无菌监测植物组培苗根系生长动态的方法。

背景技术

利用组织培养进行快速繁殖是目前很多花卉、蔬菜和珍稀植物资源的一种有效的繁殖方式。动态地描述组培苗的生长发育状况在生产和科学研究中具有重要的意义。培养基的筛选、环境条件的调控、定单花卉的生产都需要掌握组培苗的生长发育规律，了解外在因素对组培苗的生长发育的影响。依靠肉眼观察或人为破坏性检测已经无法动态地描述组培苗的生长发育状况。因此，必须寻求一种无损、无菌监测组培苗生长的方法。本发明就是利用图像处理技术来监测植物组培苗根的生长动态，这在国内外未见报道。

发明内容

本发明的基本原理是利用图像处理技术分析组培苗根的图像，获取的根的累积像素间距，与参照物的累积像素间距进行比较获取的根图像分析长度。根图像分析长度与人工测量长度具有极显著的相关关系，如图1。连续动态获取同一条根的图像分析长度，可以无菌监测出植物组培苗根的生长动态。

具体实施方案为：选取已知长度的类似根的线状物预先放置于盛有生根培养基的组培瓶中，以此作为根的图像分析的参照瓶，将参照瓶与待检的长有生根组培苗的组培瓶放置于同一水平位置上，利用数码相机从组培瓶的底部进行拍照，将参照瓶和待检的长有生根组培苗的组培瓶拍摄在同一张图像内，每次拍照保持相同的物距和相同的焦距以及相同的角度，利用图像分析软件对图像进行分析获取参照瓶里线状物的和被考察的根的积像素间距，通过换算获取组培苗根的图像分析长度，换算方法为：被考察的根的图像分析长度等于被考察的根的累积像素间距与参照瓶里线状物的累积像素间距的比值乘以已知参照物的长度；每隔一定时间获取被考察的根的图像分析长度，作出图像分析长度随培养时间的变化曲线图，用逻辑斯蒂(Logistic)方程来拟合该曲线，根据拟合的Logistic方程和曲线图，得出被考察的组培苗的根的生长动态。

本发明的优点：

(1)本方法可以实现对组培苗根的生长的无菌、无损、在线检测，根据拟合后的逻辑斯蒂(Logistic)方程可以得到更多的根的生长信息，如对数生长期的生长速率，这是人工测量无法实现的。

(2)效率高，操作方便。

(3)应用范围较广。可以用于培养基的筛选、环境条件的调控、定单花卉的生产以及组培苗根的生长发育的研究上。

附图说明

图1根图像分析长度与人工测量长度的关系

图2实施例1的组培苗的根的图像分析长度随时间的变化

图3实施例2的组培苗的根的图像分析长度随时间的变化

图4实施例3的组培苗的根的图像分析长度随时间的变化

具体实施方式

实施例1

将无根组培苗接种到放有生根培养基的组培瓶中进行生根培养，生根培养基为1/2MS附加0.5mgl^-1IBA(吲哚丁酸)+0.05mgl^-1NAA(萘乙酸)+0.1mgl^-1GA₃(赤霉素)，培养条件为温度为25±2℃，光强为500μmolm^-2s^-1，光周期为光16h/暗8h。取一个未接种组培苗的、盛有生根培养基的组培瓶中作为参考瓶，一段7cm长的白线被预先放入此参考瓶中，以白线作为根系图像分析的参照物。随后每隔1天，取待检的组培瓶和参考瓶，放置于同一水平位置上，保持物距在17.7cm，利用500万像素的Kodak数码相机从组培瓶的底部进行拍照，获取与参照物在一起的组培苗根系图像，利用图像分析软件SigmaScan Pro获取被考察的根和参照物的累积像素间距(Distance参数)，然后再换算成图像分析长度(表1)。以培养时间为横坐标，图像分析长度为纵坐标作图(图2)，这张图表述了根的生长进程。再用逻辑斯蒂(Logistic)方程来拟合，拟合的逻辑斯蒂(Logistic)方程为：

Y＝1/(1/6.50+125.811(0.681^X))(R²＝0.997，n＝13，P＜0.001)  (1)

Y为生根组培苗的根长，X为组培苗生长的时间(天数)，R²为决定系数的平方，n为统计个数，P为显著性。

从图2和(1)式得出对数生长期的生长速率为0.623cm/day.

表1实施例1的根的图像分析长度