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BX51在菌物分类课程教学及科研中的应用

2017-04-06马荣王晓炜徐莉娟

现代农业科技 2016年23期
关键词:实践教学

马荣+王晓炜+徐莉娟

摘要 菌物分类学课程是森林保护专业重要的专业课程。实验教学主要以观察不同菌物的微观形态特征(菌丝、孢子、产孢器官等)为主。本研究通过在菌物分类课程实践教学过程中将学生制作好的切片进行拍照、测量,通过不断探索提高BX51正直研究微分图像系统的各项功能,得到更加清晰的图片信息,提高实践教学效果,还能够更加高效地开展微观特征的数据分析,提高学生的毕业论文质量和教师的科研论文水平。

关键词 菌物分类学;实践教学;BX51;DP2-BSW软件

中图分类号 G642 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)23-0276-02

Abstract Fungus taxonomic course is an important professional course of forest conservation.The key of experimental teaching is to observe morphological characteristics(hyphae,spore,fruiting organ and so on)of fungus.This research hammered at improving the various functions of BX51 through taking pictures and measuring the slices which were made by students and then got more clear picture information.This way not only improved the effect of practice teaching,but also carried out the data analysis of microscopic characteristics efficiently and then improved the thesis quality of students and the scientific papers level of teachers.

Key words fungus taxonomy;practical teaching;BX51;DP2-BSW software

菌物分類学课程[1-2]是研究菌物形态、分类、生理、生态、遗传变异以及应用等规律的科学,理论性和实践性很强,是一门重要的专业基础课程[3-4],菌物分类学课程是学习植物病理学、农业植物病理学、植物病害诊断、森林有害生物控制和森林保护学综合实习等课程的基础[5]。开展该课程的主要目的是通过观察、比较病原菌的微观形态特征,区分不同菌物间的分类特征,明确不同病原菌的分类地位[6]。

BX51正直研究微分图像系统[7]的投入使用明显改善了菌物分类学实践教学效果,学生能第一时间和教师同步得到信息,能够快速捕捉到关键知识点,掌握学习内容。然而由于BX51属于高端设备[8],机身的配置较多,且系统为英语版本,使得BX51的功能利用受到了限制,工程师培训的内容也仅限于常用的功能,很多功能没有得到充分的利用。比如:拍摄的范围、侧重点不同,拍摄不同的材料设备时,想要得到最佳的效果就需要变换不同的装置[9]。这种装置的最优组合没有得到深入的开发和广泛的应用。现有的水平仅限于能看清,但视觉效果不好,得到照片质量不高,可临时使用,却达不到长期保存使用的效果。鉴于此种情况,本研究拟通过菌物分类学实践教学过程不断深入摸索,总结一套较为详尽的使用指南,帮助师生提高玻片的制作水平、图片的拍摄水平和数据的收集方法。

1 玻片的制作

通过观察、比较病原菌的微观形态特征,明确不同病原菌的分类地位,是菌物分类课程的主要目的。

玻片标本能更加清晰地观察到产孢器官、孢子和菌丝等微观形态特征,为进一步明确病原菌的分类地位提供依据[10]。选取新疆主要的林木病害的标本,根据课程需求,通过徒手切片法进行切片,置于洁净的载玻片上,以明胶作为浮载剂,盖上盖玻片后,用加拿大树胶封固后作为半永久玻片标本保存[11]。制作的显微标本形象直观,可更加清晰地认识菌物的微观特征,比较各类菌的分类特征。

2 BX51配套显微镜使用要点

2.1 显微镜的使用步骤

①将主开关打开,调节光强(仅用LBD滤光);②使用光路选择钮选择光路(三目镜筒);③将玻片标本放置在载物台上,并使用XY轴旋钮,使观察点处于透光点中央;④将10倍物镜转进光路;⑤调节目镜瞳间距(通过目镜瞳与屈光度调节环进行调节);⑥调节光轴心(聚光镜轴心旋钮和聚光镜中心调节钮);⑦调节孔径圈和视野光圈(孔径光圈调节环和视野光圈调节环);⑧将所需要的目镜转进光路,对样品对焦;⑨开始观察(可使用亮度调节钮调节至合适的亮度)。

2.2 微分干涉的使用

在观察不染色的标本或观察细胞时,将微分干涉的小方块插入,通过光学原理将样品中厚度上的微小差别转化为明暗区别,增加了样品的反差,造成了标本的人为三维立体感,类似于大理石上的浮雕,使样品更加具有立体感。不需要使用该功能时将微分干涉的小方块拔出即可。

2.3 聚光镜的使用

在使用10倍物镜时,可以选择用聚光镜对所观察样品进行如下操作:①调节聚光镜高度到最低位置;②用10倍物镜对样品进行聚焦;③再将聚光镜高度调至最高,将出现一个多边形区域,称为视场光阑;④可以对视场光阑进行集中,逐步打开视场光圈,可调节视场光阑的位置。

3 DP2-BSW软件使用要点

在BX51系统显微镜与其配套软件DP2-BSW的配合下,可以完成标本观察、拍照、测量等工作。显微镜工作的情况下打开软件,在桌面上会呈现出显微镜里所观察到的标本。首先调整显微镜使其在拍照区域内所显示的为需要的区域,显微镜调整完成后,方可点击拍照按钮,完成拍照。

打开“Measure”测量工具栏之后可以选择点、线、多边形、圆等测量工具,可以任意测量所选区域的长、宽或者面积。

3.1 测量倍数与目镜倍数保持一致

在调整好显微镜的目镜倍数后,为保证实验室数据的准确,必须要将软件的测量倍数调整至与显微镜观察的倍数一致。例如:显微镜在4倍镜下使用,软件中也要选择测量倍数为4倍。

3.2 对比度的调整

对比度是指画面中最亮的部分与最暗的部分的差距[12]。在使用不同的样品拍照时,照片的对比度都是软件自动调整的,但有时候所观察样品的对比度却达不到明暗对比的要求,可以通过对比度按钮选择适合的对比度以达到最好的效果。

3.3 白平衡的调节

在拍摄时,由于各种因素的影响,或许在镜下所看到样品的颜色与电脑上显示的不同,这时可以使用白平衡工具,将颜色显示不太正常的图像进行颜色调整。首先点击白平衡工具按钮,然后在样品空白区域点一下,就可以使图像进行白平衡。

3.4 分辨率的调节

分辨率越高图像越清晰,放大后也不会模糊,分辨率低的图像在放大后会变得模糊不清;根据样品的不同,也需要调整最适的分辨率。在拍动态样品时(例如:流动的孢子),选择低的分辨率[13],因为选择分辨率越高,需要的拍摄时间也越长,拍摄动态的样品时,若拍摄时间过长,将会产生拖尾、模糊的现象。而在拍摄固定的不动的材料时,使用较高的分辨率可以获得更清晰的照片,此外分辨率的选择按钮中的下拉菜单选择分辨率时必须使2个分辨率保持一致。

3.5 测量工具

在选择了正确的标尺后就可以进行测量,通过选择测量工具,例如:测长和宽一般都用直线工具。点击所需测量的一端,然后再点击另一端,就会产生一条直线,通过2点连接测量其长度。在测量过程中,如果产生失误导致点击错误,可以通过删除测量数据来撤销错误结果。

3.6 拍照的简单操作

首先调整显微镜使其在拍照区域内所显示的为需要的区域,显微镜调整完成后,方可点击拍照按钮,完成拍照。

3.7 选择区域拍照

若拍照区域大于所需要的拍照区域或想避开不必要的干扰物,避免影响照片质量,也可以选择区域拍照按钮。选择区域拍照,可以通过鼠标拖动方框随意改变所遇要的照片的大小,根据需要拍摄特定的部分。

3.8 曝光度的调节

拍照时可以通过爆光来改变照片的亮与暗,在曝光选择中,有自动曝光及全部曝光,也有部分区域曝光,不同的曝光区域可以更好地调整图像的效果。在选择区域曝光时,将所选择区域放在颜色深的区域,图像就会比较亮,反之则图像较暗。

3.9 图片色调的改变

可以使用Histogram工具,手动调整显示图像的底色与定色的明暗,来均衡化处理所需要拍照的图片。Histogram工具是一个柱状图两端各有1条线,左边的线控制顶色,右边的线控制底色。通过鼠标拖动控制线来改变图片的色调。

3.10 保存图片与导出数据

若需要保存拍摄的照片,只需右击该照片选项,选择Save选项即可保存,但是在此前需要先重建文件夹以便保存,对于图片的命名,一般加入物镜的倍数或者标尺,例如:孢子-40倍,如果图片中映入了标尺,直接命名即可。

对于测量数据,在确定测量数据无误后,右侧测量工具下方有一个Excel标志,鼠标单击图标即可导出数据,再将导出的Excel表格另存至新建文件夹。

4 BX51的日常保养及维修

BX51型系统显微镜采用独特的UIS无限远校正光学系统,内置有万能垂直照明系统,此显微镜优点是集明场、暗场、相衬、偏光、荧光、微分干涉观察法于一体的多功能显微镜[14],各种显微观察法之间转换迅速,具备优越的分辨力与对比度,保证了在各种观察方法下获得最清晰的图像质量。显微镜使用良好与否与日常维护有着极大的关系。如果日常维护和保养不到位,就会导致显微镜不能处于最佳状态。

4.1 日常保养及注意事项

显微镜是精密仪器,操作时要避免突然和剧烈的震动。其必须安装在坚固、平坦的桌面或工作台上,并且不要在有阳光直射、高温、潮湿、多尘的地方使用。移动显微镜时,要用双手小心地握住镜臂和镜基后面的把手。把样品放在载物台上后,要先在低倍镜下调试图像,再调到高倍镜下观察或者拍摄。当不使用显微镜时,应该用布罩盖好,并存放在干燥的地方以免生霉,物镜和目镜应保存在干燥器一类的容器中,并放置干燥剂。

4.2 常见问题及维修

①灯泡亮但视场保持黑暗,调整孔径光阑和视场光阑到合适尺寸,调整聚光镜位置[15]。②视场中看到污物或灰尘,将聚光鏡、样品上污物或灰尘全部擦净。③图像模糊,可将物镜转换器正确转到“喀嚓”声位置、样品放置到载物台上,并用样品夹固定。④图像出现波动,将侧面的燕尾接口一直推到最里面,对准聚光镜。⑤一只眼睛的视场和另一只眼睛的视场不相同,可调节瞳间距、屈光度或改变一个目镜,使之与另一个目镜相同。⑥环状光阑在物镜后焦面所形成的像(亮环)与相板的黑环没有重叠,可能有2个原因:第一,有一个不匹配的光学元件切入光路,此时只需要转动转盘聚光器,选择与相差物镜相匹配的环状光阑即可;第二,一个不匹配的物镜切入光路,此时需要选择与环状光阑相匹配的相差物镜。⑦暗场反差性能不充分。原因可能有5个:第一,聚光顶透镜被摆出光路,此时需要将聚光顶透镜切入光路;第二,孔径光阑已被关闭,此时打开孔径光阑即可;第三,一个不匹配的光学元件切入光路,此时将暗场环状光阑切入光路即可;第四,一个不匹配的物镜切入光路,此时选择与暗场环光阑相匹配的物镜即可;第五,暗场环光阑安装时未完全居中,将暗场环光阑重新居中即可。⑧明场观察时,标本发亮、清晰度低。第一,孔径光阑被关闭,此时打开孔径光阑至适宜即可;第二,开启度聚光顶透镜被摆出光路,当使用10~100倍物镜观察标本时,将聚光顶透镜摆入光路。

5 结语

BX51正直研究微分图像系统是菌物分类课程中极为重要的试验设备,正确使用该设备不仅能减少对仪器的损耗,还有利于提高菌物分类学课程的实践教学效果,同时能够帮助教师在开展科学研究和本科生在完成毕业论文时获得更加精确的数据,提高科研水平和论文质量。

6 参考文献

[1] 王永林,田呈明.“菌物学”课程教学改革与探索[J].中国林业教育,2011(2):61-64.

[2] 池玉杰,董爱荣.东北林业大学“菌物学”课程的教学改革[J].中国大学教学,2008(10):62-63.

[3] 池玉杰,倪志英,吴韶平.东北林业大学“菌物学”课程实践教学的探索与改革[J].中国林业教育,2012(6):69-71.

[4] 池玉杰.面向21世纪高等农林院校“菌物学”课程的教学改革与实践[C]//中国菌物学会、中国科学院微生物所.第八届海峡两岸菌物学学术研讨会论文集,2007:5.

[5] 池玉杰,董爱荣.“菌物学”课程的教学改革与实践[C]//“高教强省”探索与实践:高教科研2008,2009:4.

[6] 马荣,王晓炜,迪丽努尔,等.菌物分类学课程实践教学的探索与改革[J].现代农业科技,2014(24):321-323.

[7] 曲淑贤,崔颖,吕广艳,等.奥林巴斯BX51系统显微镜使用中常见故障排除与日常维护[J].医学信息,2007(7):1281-1282.

[8] 高级的显微观察便捷的显微操作 奥林巴斯推出新一代工业显微镜BX53M[J].冶金分析,2016(2):26.

[9] 李中文.浅谈OLYMPUS-BX50型系统显微镜的维护及常见故障的排除[J].高校实验室工作研究,2007(1):65-66.

[10] 许美容,邓晓玲.对普通植物病理学实践教学的思考[J].实验科学与技术,2015(3):85-87.

[11] 朱天辉.林木病害标本制作实验方法比较研究[J].实验科学与技术,2012(6):109-111.

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[13] 鄭勇,陆义新.奥林巴斯BX50系统显微镜使用中常见故障排除与日常维护[J].中国现代教育装备,2010(9):21-22.

[14] 王红霞,贾艳敏,李桂喜.奥林巴斯BX41系统显微镜使用维护与常见故障排除[J].实用医技杂志,2004(13):1737.

[15] 曲淑贤,崔颖,吕广艳,等.奥林巴斯BX51系统显微镜使用中常见故障排除与日常维护[J].医学信息,2007(7):1281-1282.

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