BX51在菌物分類(lèi)課程教學(xué)及科研中的應(yīng)用

馬榮+王曉煒+徐莉娟

摘要 菌物分類(lèi)學(xué)課程是森林保護(hù)專(zhuān)業(yè)重要的專(zhuān)業(yè)課程。實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要以觀(guān)察不同菌物的微觀(guān)形態(tài)特征（菌絲、孢子、產(chǎn)孢器官等）為主。本研究通過(guò)在菌物分類(lèi)課程實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中將學(xué)生制作好的切片進(jìn)行拍照、測(cè)量，通過(guò)不斷探索提高BX51正直研究微分圖像系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，得到更加清晰的圖片信息，提高實(shí)踐教學(xué)效果，還能夠更加高效地開(kāi)展微觀(guān)特征的數(shù)據(jù)分析，提高學(xué)生的畢業(yè)論文質(zhì)量和教師的科研論文水平。

關(guān)鍵詞 菌物分類(lèi)學(xué)；實(shí)踐教學(xué)；BX51；DP2-BSW軟件

中圖分類(lèi)號(hào) G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 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(lèi)學(xué)課程[1-2]是研究菌物形態(tài)、分類(lèi)、生理、生態(tài)、遺傳變異以及應(yīng)用等規(guī)律的科學(xué)，理論性和實(shí)踐性很強(qiáng)，是一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程[3-4]，菌物分類(lèi)學(xué)課程是學(xué)習(xí)植物病理學(xué)、農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)、植物病害診斷、森林有害生物控制和森林保護(hù)學(xué)綜合實(shí)習(xí)等課程的基礎(chǔ)[5]。開(kāi)展該課程的主要目的是通過(guò)觀(guān)察、比較病原菌的微觀(guān)形態(tài)特征，區(qū)分不同菌物間的分類(lèi)特征，明確不同病原菌的分類(lèi)地位[6]。

BX51正直研究微分圖像系統(tǒng)[7]的投入使用明顯改善了菌物分類(lèi)學(xué)實(shí)踐教學(xué)效果，學(xué)生能第一時(shí)間和教師同步得到信息，能夠快速捕捉到關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容。然而由于BX51屬于高端設(shè)備[8]，機(jī)身的配置較多，且系統(tǒng)為英語(yǔ)版本，使得BX51的功能利用受到了限制，工程師培訓(xùn)的內(nèi)容也僅限于常用的功能，很多功能沒(méi)有得到充分的利用。比如：拍攝的范圍、側(cè)重點(diǎn)不同，拍攝不同的材料設(shè)備時(shí)，想要得到最佳的效果就需要變換不同的裝置[9]。這種裝置的最優(yōu)組合沒(méi)有得到深入的開(kāi)發(fā)和廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)有的水平僅限于能看清，但視覺(jué)效果不好，得到照片質(zhì)量不高，可臨時(shí)使用，卻達(dá)不到長(zhǎng)期保存使用的效果。鑒于此種情況，本研究擬通過(guò)菌物分類(lèi)學(xué)實(shí)踐教學(xué)過(guò)程不斷深入摸索，總結(jié)一套較為詳盡的使用指南，幫助師生提高玻片的制作水平、圖片的拍攝水平和數(shù)據(jù)的收集方法。

1 玻片的制作

通過(guò)觀(guān)察、比較病原菌的微觀(guān)形態(tài)特征，明確不同病原菌的分類(lèi)地位，是菌物分類(lèi)課程的主要目的。

玻片標(biāo)本能更加清晰地觀(guān)察到產(chǎn)孢器官、孢子和菌絲等微觀(guān)形態(tài)特征，為進(jìn)一步明確病原菌的分類(lèi)地位提供依據(jù)[10]。選取新疆主要的林木病害的標(biāo)本，根據(jù)課程需求，通過(guò)徒手切片法進(jìn)行切片，置于潔凈的載玻片上，以明膠作為浮載劑，蓋上蓋玻片后，用加拿大樹(shù)膠封固后作為半永久玻片標(biāo)本保存[11]。制作的顯微標(biāo)本形象直觀(guān)，可更加清晰地認(rèn)識(shí)菌物的微觀(guān)特征，比較各類(lèi)菌的分類(lèi)特征。

2 BX51配套顯微鏡使用要點(diǎn)

2.1 顯微鏡的使用步驟

①將主開(kāi)關(guān)打開(kāi)，調(diào)節(jié)光強(qiáng)（僅用LBD濾光）；②使用光路選擇鈕選擇光路（三目鏡筒）；③將玻片標(biāo)本放置在載物臺(tái)上，并使用XY軸旋鈕，使觀(guān)察點(diǎn)處于透光點(diǎn)中央；④將10倍物鏡轉(zhuǎn)進(jìn)光路；⑤調(diào)節(jié)目鏡瞳間距（通過(guò)目鏡瞳與屈光度調(diào)節(jié)環(huán)進(jìn)行調(diào)節(jié)）；⑥調(diào)節(jié)光軸心（聚光鏡軸心旋鈕和聚光鏡中心調(diào)節(jié)鈕）；⑦調(diào)節(jié)孔徑圈和視野光圈（孔徑光圈調(diào)節(jié)環(huán)和視野光圈調(diào)節(jié)環(huán)）；⑧將所需要的目鏡轉(zhuǎn)進(jìn)光路，對(duì)樣品對(duì)焦；⑨開(kāi)始觀(guān)察（可使用亮度調(diào)節(jié)鈕調(diào)節(jié)至合適的亮度）。

2.2 微分干涉的使用

在觀(guān)察不染色的標(biāo)本或觀(guān)察細(xì)胞時(shí)，將微分干涉的小方塊插入，通過(guò)光學(xué)原理將樣品中厚度上的微小差別轉(zhuǎn)化為明暗區(qū)別，增加了樣品的反差，造成了標(biāo)本的人為三維立體感，類(lèi)似于大理石上的浮雕，使樣品更加具有立體感。不需要使用該功能時(shí)將微分干涉的小方塊拔出即可。

2.3 聚光鏡的使用

在使用10倍物鏡時(shí)，可以選擇用聚光鏡對(duì)所觀(guān)察樣品進(jìn)行如下操作：①調(diào)節(jié)聚光鏡高度到最低位置；②用10倍物鏡對(duì)樣品進(jìn)行聚焦；③再將聚光鏡高度調(diào)至最高，將出現(xiàn)一個(gè)多邊形區(qū)域，稱(chēng)為視場(chǎng)光闌；④可以對(duì)視場(chǎng)光闌進(jìn)行集中，逐步打開(kāi)視場(chǎng)光圈，可調(diào)節(jié)視場(chǎng)光闌的位置。

3 DP2-BSW軟件使用要點(diǎn)

在BX51系統(tǒng)顯微鏡與其配套軟件DP2-BSW的配合下，可以完成標(biāo)本觀(guān)察、拍照、測(cè)量等工作。顯微鏡工作的情況下打開(kāi)軟件，在桌面上會(huì)呈現(xiàn)出顯微鏡里所觀(guān)察到的標(biāo)本。首先調(diào)整顯微鏡使其在拍照區(qū)域內(nèi)所顯示的為需要的區(qū)域，顯微鏡調(diào)整完成后，方可點(diǎn)擊拍照按鈕，完成拍照。

打開(kāi)“Measure”測(cè)量工具欄之后可以選擇點(diǎn)、線(xiàn)、多邊形、圓等測(cè)量工具，可以任意測(cè)量所選區(qū)域的長(zhǎng)、寬或者面積。

3.1 測(cè)量倍數(shù)與目鏡倍數(shù)保持一致

在調(diào)整好顯微鏡的目鏡倍數(shù)后，為保證實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確，必須要將軟件的測(cè)量倍數(shù)調(diào)整至與顯微鏡觀(guān)察的倍數(shù)一致。例如：顯微鏡在4倍鏡下使用，軟件中也要選擇測(cè)量倍數(shù)為4倍。

3.2 對(duì)比度的調(diào)整

對(duì)比度是指畫(huà)面中最亮的部分與最暗的部分的差距[12]。在使用不同的樣品拍照時(shí)，照片的對(duì)比度都是軟件自動(dòng)調(diào)整的，但有時(shí)候所觀(guān)察樣品的對(duì)比度卻達(dá)不到明暗對(duì)比的要求，可以通過(guò)對(duì)比度按鈕選擇適合的對(duì)比度以達(dá)到最好的效果。

3.3 白平衡的調(diào)節(jié)

在拍攝時(shí)，由于各種因素的影響，或許在鏡下所看到樣品的顏色與電腦上顯示的不同，這時(shí)可以使用白平衡工具，將顏色顯示不太正常的圖像進(jìn)行顏色調(diào)整。首先點(diǎn)擊白平衡工具按鈕，然后在樣品空白區(qū)域點(diǎn)一下，就可以使圖像進(jìn)行白平衡。

3.4 分辨率的調(diào)節(jié)

分辨率越高圖像越清晰，放大后也不會(huì)模糊，分辨率低的圖像在放大后會(huì)變得模糊不清；根據(jù)樣品的不同，也需要調(diào)整最適的分辨率。在拍動(dòng)態(tài)樣品時(shí)（例如：流動(dòng)的孢子），選擇低的分辨率[13]，因?yàn)檫x擇分辨率越高，需要的拍攝時(shí)間也越長(zhǎng)，拍攝動(dòng)態(tài)的樣品時(shí)，若拍攝時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，將會(huì)產(chǎn)生拖尾、模糊的現(xiàn)象。而在拍攝固定的不動(dòng)的材料時(shí)，使用較高的分辨率可以獲得更清晰的照片，此外分辨率的選擇按鈕中的下拉菜單選擇分辨率時(shí)必須使2個(gè)分辨率保持一致。

3.5 測(cè)量工具

在選擇了正確的標(biāo)尺后就可以進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)選擇測(cè)量工具，例如：測(cè)長(zhǎng)和寬一般都用直線(xiàn)工具。點(diǎn)擊所需測(cè)量的一端，然后再點(diǎn)擊另一端，就會(huì)產(chǎn)生一條直線(xiàn)，通過(guò)2點(diǎn)連接測(cè)量其長(zhǎng)度。在測(cè)量過(guò)程中，如果產(chǎn)生失誤導(dǎo)致點(diǎn)擊錯(cuò)誤，可以通過(guò)刪除測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)撤銷(xiāo)錯(cuò)誤結(jié)果。

3.6 拍照的簡(jiǎn)單操作

首先調(diào)整顯微鏡使其在拍照區(qū)域內(nèi)所顯示的為需要的區(qū)域，顯微鏡調(diào)整完成后，方可點(diǎn)擊拍照按鈕，完成拍照。

3.7 選擇區(qū)域拍照

若拍照區(qū)域大于所需要的拍照區(qū)域或想避開(kāi)不必要的干擾物，避免影響照片質(zhì)量，也可以選擇區(qū)域拍照按鈕。選擇區(qū)域拍照，可以通過(guò)鼠標(biāo)拖動(dòng)方框隨意改變所遇要的照片的大小，根據(jù)需要拍攝特定的部分。

3.8 曝光度的調(diào)節(jié)

拍照時(shí)可以通過(guò)爆光來(lái)改變照片的亮與暗，在曝光選擇中，有自動(dòng)曝光及全部曝光，也有部分區(qū)域曝光，不同的曝光區(qū)域可以更好地調(diào)整圖像的效果。在選擇區(qū)域曝光時(shí)，將所選擇區(qū)域放在顏色深的區(qū)域，圖像就會(huì)比較亮，反之則圖像較暗。

3.9 圖片色調(diào)的改變

可以使用Histogram工具，手動(dòng)調(diào)整顯示圖像的底色與定色的明暗，來(lái)均衡化處理所需要拍照的圖片。Histogram工具是一個(gè)柱狀圖兩端各有1條線(xiàn)，左邊的線(xiàn)控制頂色，右邊的線(xiàn)控制底色。通過(guò)鼠標(biāo)拖動(dòng)控制線(xiàn)來(lái)改變圖片的色調(diào)。

3.10 保存圖片與導(dǎo)出數(shù)據(jù)

若需要保存拍攝的照片，只需右擊該照片選項(xiàng)，選擇Save選項(xiàng)即可保存，但是在此前需要先重建文件夾以便保存，對(duì)于圖片的命名，一般加入物鏡的倍數(shù)或者標(biāo)尺，例如：孢子-40倍，如果圖片中映入了標(biāo)尺，直接命名即可。

對(duì)于測(cè)量數(shù)據(jù)，在確定測(cè)量數(shù)據(jù)無(wú)誤后，右側(cè)測(cè)量工具下方有一個(gè)Excel標(biāo)志，鼠標(biāo)單擊圖標(biāo)即可導(dǎo)出數(shù)據(jù)，再將導(dǎo)出的Excel表格另存至新建文件夾。

4 BX51的日常保養(yǎng)及維修

BX51型系統(tǒng)顯微鏡采用獨(dú)特的UIS無(wú)限遠(yuǎn)校正光學(xué)系統(tǒng)，內(nèi)置有萬(wàn)能垂直照明系統(tǒng)，此顯微鏡優(yōu)點(diǎn)是集明場(chǎng)、暗場(chǎng)、相襯、偏光、熒光、微分干涉觀(guān)察法于一體的多功能顯微鏡[14]，各種顯微觀(guān)察法之間轉(zhuǎn)換迅速，具備優(yōu)越的分辨力與對(duì)比度，保證了在各種觀(guān)察方法下獲得最清晰的圖像質(zhì)量。顯微鏡使用良好與否與日常維護(hù)有著極大的關(guān)系。如果日常維護(hù)和保養(yǎng)不到位，就會(huì)導(dǎo)致顯微鏡不能處于最佳狀態(tài)。

4.1 日常保養(yǎng)及注意事項(xiàng)

顯微鏡是精密儀器，操作時(shí)要避免突然和劇烈的震動(dòng)。其必須安裝在堅(jiān)固、平坦的桌面或工作臺(tái)上，并且不要在有陽(yáng)光直射、高溫、潮濕、多塵的地方使用。移動(dòng)顯微鏡時(shí)，要用雙手小心地握住鏡臂和鏡基后面的把手。把樣品放在載物臺(tái)上后，要先在低倍鏡下調(diào)試圖像，再調(diào)到高倍鏡下觀(guān)察或者拍攝。當(dāng)不使用顯微鏡時(shí)，應(yīng)該用布罩蓋好，并存放在干燥的地方以免生霉，物鏡和目鏡應(yīng)保存在干燥器一類(lèi)的容器中，并放置干燥劑。

4.2 常見(jiàn)問(wèn)題及維修

①燈泡亮但視場(chǎng)保持黑暗，調(diào)整孔徑光闌和視場(chǎng)光闌到合適尺寸，調(diào)整聚光鏡位置[15]。②視場(chǎng)中看到污物或灰塵，將聚光鏡、樣品上污物或灰塵全部擦凈。③圖像模糊，可將物鏡轉(zhuǎn)換器正確轉(zhuǎn)到“喀嚓”聲位置、樣品放置到載物臺(tái)上，并用樣品夾固定。④圖像出現(xiàn)波動(dòng)，將側(cè)面的燕尾接口一直推到最里面，對(duì)準(zhǔn)聚光鏡。⑤一只眼睛的視場(chǎng)和另一只眼睛的視場(chǎng)不相同，可調(diào)節(jié)瞳間距、屈光度或改變一個(gè)目鏡，使之與另一個(gè)目鏡相同。⑥環(huán)狀光闌在物鏡后焦面所形成的像（亮環(huán)）與相板的黑環(huán)沒(méi)有重疊，可能有2個(gè)原因：第一，有一個(gè)不匹配的光學(xué)元件切入光路，此時(shí)只需要轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)聚光器，選擇與相差物鏡相匹配的環(huán)狀光闌即可；第二，一個(gè)不匹配的物鏡切入光路，此時(shí)需要選擇與環(huán)狀光闌相匹配的相差物鏡。⑦暗場(chǎng)反差性能不充分。原因可能有5個(gè)：第一，聚光頂透鏡被擺出光路，此時(shí)需要將聚光頂透鏡切入光路；第二，孔徑光闌已被關(guān)閉，此時(shí)打開(kāi)孔徑光闌即可；第三，一個(gè)不匹配的光學(xué)元件切入光路，此時(shí)將暗場(chǎng)環(huán)狀光闌切入光路即可；第四，一個(gè)不匹配的物鏡切入光路，此時(shí)選擇與暗場(chǎng)環(huán)光闌相匹配的物鏡即可；第五，暗場(chǎng)環(huán)光闌安裝時(shí)未完全居中，將暗場(chǎng)環(huán)光闌重新居中即可。⑧明場(chǎng)觀(guān)察時(shí)，標(biāo)本發(fā)亮、清晰度低。第一，孔徑光闌被關(guān)閉，此時(shí)打開(kāi)孔徑光闌至適宜即可；第二，開(kāi)啟度聚光頂透鏡被擺出光路，當(dāng)使用10～100倍物鏡觀(guān)察標(biāo)本時(shí)，將聚光頂透鏡擺入光路。

5 結(jié)語(yǔ)

BX51正直研究微分圖像系統(tǒng)是菌物分類(lèi)課程中極為重要的試驗(yàn)設(shè)備，正確使用該設(shè)備不僅能減少對(duì)儀器的損耗，還有利于提高菌物分類(lèi)學(xué)課程的實(shí)踐教學(xué)效果，同時(shí)能夠幫助教師在開(kāi)展科學(xué)研究和本科生在完成畢業(yè)論文時(shí)獲得更加精確的數(shù)據(jù)，提高科研水平和論文質(zhì)量。

6 參考文獻(xiàn)

[1] 王永林，田呈明.“菌物學(xué)”課程教學(xué)改革與探索[J].中國(guó)林業(yè)教育，2011（2）：61-64.

[2] 池玉杰，董愛(ài)榮.東北林業(yè)大學(xué)“菌物學(xué)”課程的教學(xué)改革[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2008（10）：62-63.

[3] 池玉杰，倪志英，吳韶平.東北林業(yè)大學(xué)“菌物學(xué)”課程實(shí)踐教學(xué)的探索與改革[J].中國(guó)林業(yè)教育，2012（6）：69-71.

[4] 池玉杰.面向21世紀(jì)高等農(nóng)林院?！熬飳W(xué)”課程的教學(xué)改革與實(shí)踐[C]//中國(guó)菌物學(xué)會(huì)、中國(guó)科學(xué)院微生物所.第八屆海峽兩岸菌物學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集，2007：5.

[5] 池玉杰，董愛(ài)榮.“菌物學(xué)”課程的教學(xué)改革與實(shí)踐[C]//“高教強(qiáng)省”探索與實(shí)踐：高教科研2008，2009：4.

[6] 馬榮，王曉煒，迪麗努爾，等.菌物分類(lèi)學(xué)課程實(shí)踐教學(xué)的探索與改革[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2014（24）：321-323.

[7] 曲淑賢，崔穎，呂廣艷，等.奧林巴斯BX51系統(tǒng)顯微鏡使用中常見(jiàn)故障排除與日常維護(hù)[J].醫(yī)學(xué)信息，2007（7）：1281-1282.

[8] 高級(jí)的顯微觀(guān)察便捷的顯微操作 奧林巴斯推出新一代工業(yè)顯微鏡BX53M[J].冶金分析，2016（2）：26.

[9] 李中文.淺談OLYMPUS-BX50型系統(tǒng)顯微鏡的維護(hù)及常見(jiàn)故障的排除[J].高校實(shí)驗(yàn)室工作研究，2007（1）：65-66.

[10] 許美容，鄧曉玲.對(duì)普通植物病理學(xué)實(shí)踐教學(xué)的思考[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2015（3）：85-87.

[11] 朱天輝.林木病害標(biāo)本制作實(shí)驗(yàn)方法比較研究[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2012（6）：109-111.

[12] 李旭東.抗亮度和對(duì)比度攻擊的DCT域圖像數(shù)字水印算法[J].光電子·激光，2013（6）：1184-1190.

[13] 鄭勇，陸義新.奧林巴斯BX50系統(tǒng)顯微鏡使用中常見(jiàn)故障排除與日常維護(hù)[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2010（9）：21-22.

[14] 王紅霞，賈艷敏，李桂喜.奧林巴斯BX41系統(tǒng)顯微鏡使用維護(hù)與常見(jiàn)故障排除[J].實(shí)用醫(yī)技雜志，2004（13）：1737.

[15] 曲淑賢，崔穎，呂廣艷，等.奧林巴斯BX51系統(tǒng)顯微鏡使用中常見(jiàn)故障排除與日常維護(hù)[J].醫(yī)學(xué)信息，2007（7）：1281-1282.