一种基于图像识别的食药用菌菌丝体抗病性分析方法与流程

1.本发明属于菌种抗病性分析领域，涉及一种基于图像识别的食药用菌菌丝体抗病性分析方法。


背景技术：

2.近些年农业育种的研究中一个最主要的方向是通过数据驱使的生物育种，所以表型数据对于生物育种中的作用越发重要。如何获取大量的表型数据，特别是智能获取数据及自动分析及能力，是确保生物育种技术得以实施的关键。
3.抗病性是食药用菌的一个重要农艺性状，抗病性评价是抗病育种的基础。抗病品种菌丝体阶段的室内评价方法，主要是通过菌丝拮抗处食药用菌菌丝的生长强度、病原菌菌丝的覆盖情况或菌丝生长被抑制情况来判断。目前这种方法没有一定的评价标准，依靠人为感官来分析，通常会导致菌丝生长速度快抗病性就强的错误观点。
4.基于此，为了尽早建立食药用菌抗病评价方法及评价体系，实现抗病表型数据的快速精准获取，促进生物育种技术在食药用菌中的作用，本发明开发了一种基于图像识别的食药用菌菌丝体抗病性评价方法。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本发明的技术方案为一种基于图像识别的食药用菌菌丝体抗病性分析方法，包括以下步骤：
6.s10，将食药用菌与病原菌接种到同一个培养皿的固定位置；
7.s20，通过一段时间在预设温湿度下培养，两种菌丝均有一定程度生长；
8.s30，对培养皿中的两种菌丝和二者形成的拮抗线进行图像识别；
9.s40，计算拮抗线到病原菌侵染入食药用菌的距离；
10.s50，分析两者之间的拮抗作用；
11.s60，推算不同食药用菌的抗病性能力，选育出菌种。
12.优选地，所述s10具体为先将食药用菌接种到培养皿中，当食药用菌菌丝生长到30mm时接种病原菌，培养皿直径为9cm，分别在离中心点1.5cm处接种食用和病原菌，且使两种菌在一条直线上。
13.优选地，所述s20中在25℃温度下对两种菌丝进行10天的培养。
14.优选地，所述s30具体为通过菌丝体表型获取设备将培养皿中的图像进行识别及分割，区分出食药用菌与病原菌生长的范围与接触面。
15.优选地，所述s30中通过菌丝表型设备对于菌丝体表型数据获取，具体包括以下步骤：
16.图像获取后进行背景剔除，背景剔除包括背景检测和其他数据的剔除；
17.获得只包含前景数据的图像后，对图像的坐标进行标准化，
18.根据坐标确定待分割图像，完成两种菌丝的图像分割，得到拮抗线。
19.优选地，所述s50中以拮抗线到侵染边缘的距离作为拮抗能力的强弱的分析依据，将距离长短作为拮抗能力强弱的指标，长度越短说明食药用菌的拮抗能力越强，反之则越弱。
20.优选地，所述s60中将多种具有拮抗作用的食药用菌菌种进行拮抗能力的对比，在固定生长时间、温湿度情况下，采用s10-s50进行拮抗能力分析，获取满足所需条件的菌种。
21.本发明提供了一种图像识别食药用菌菌丝体抗病性的方法，能够对食药用菌育种过程中的抗病性进行数据分析。相对于现有的分析技术，本发明至少具有以下几个优点：
22.(1)不受研究物种的限制，只要是食药用菌都是要经历菌丝阶段的生长，都可以对其抗病性进行测定；
23.(2)本方法通过菌丝表型获取设备获取不同菌丝的生长状态，从而计算出拮抗线与侵染边缘的距离，进而推算拮抗作用的强弱；
24.(3)本方法由于菌丝接种在培养皿中，可同时对不同菌种进行拮抗作用实验，通过对比挑选出具有强的抗病能力菌种，减少了大面积栽培是遇到问题的几率。
附图说明
25.图1为本发明实施例的基于图像识别的食药用菌菌丝体抗病性分析方法的步骤流程图；
26.图2为本发明实施例的基于图像识别的食药用菌菌丝体抗病性分析方法的不同菌种在一定时间生长后的拮抗作用对比图。
具体实施方式
27.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
28.相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
29.参见图1，为本发明实施例的基于图像识别的食药用菌菌丝体抗病性分析方法的步骤流程图，包括以下步骤：
30.s10，将食药用菌与病原菌接种到同一个培养皿的固定位置；
31.s20，通过一段时间在预设温湿度下培养，两种菌丝均有一定程度生长；
32.s30，对培养皿中的两种菌丝和二者形成的拮抗线进行图像识别；
33.s40，计算拮抗线到病原菌侵染入食药用菌的距离；
34.s50，分析两者之间的拮抗作用；
35.s60，推算不同食药用菌的抗病性能力，选育出菌种。
36.具体实施例中，s10为先将食药用菌接种到培养皿中，当食药用菌菌丝生长到30mm时接种病原菌，培养皿直径为9cm，分别在离中心点1.5cm处接种食用和病原菌，且使两种菌在一条直线上。
37.s20中在25℃温度下对两种菌丝进行10天的培养。将接种后的培养皿置于适宜食药用菌与病原菌生长的环境中，将培养皿用密封条密封，保证内部湿度稳定，只需保证温度的适宜即可。同时需无光照的影响，通过一定时间的生长，食药用菌与病原菌菌丝分别生长形成交会，形成拮抗线，再通过一定时间的生长，病原菌或者食药用菌生长到对方区域。
38.s30为通过菌丝体表型获取设备将培养皿中的图像进行识别及分割，区分出食药用菌与病原菌生长的范围与接触面，具体包括以下步骤：
39.图像获取后进行背景剔除，背景剔除包括背景检测和其他数据的剔除；
40.获得只包含前景数据的图像后，对图像的坐标进行标准化，
41.根据坐标确定待分割图像，完成两种菌丝的图像分割，得到拮抗线。
42.s50中以拮抗线到侵染边缘的距离作为拮抗能力的强弱的分析依据，将距离长短作为拮抗能力强弱的指标，长度越短说明食药用菌的拮抗能力越强，反之则越弱。
43.s60中将多种具有拮抗作用的食药用菌菌种进行拮抗能力的对比，在固定生长时间、温湿度情况下，采用s10-s50进行拮抗能力分析，获取满足所需条件的菌种。具体实施例中，参见图2，a、b、c为3中不同种类的食药用菌菌种，图中左半部为食药用菌右半部为病原菌，拮抗线到侵染边缘的距离用箭头的长短来表示，可见从a到c的食药用菌菌种的拮抗能力即抗病性依次增强，本发明对食药用菌的抗病性分析直观、快速、准确。
44.以对灵芝的菌丝体对病原菌的拮抗能力的分析作为具体实施例，：
45.灵芝外形呈伞状，菌盖肾形、半圆形或近圆形。具有补气安神、止咳平喘的功效，用于眩晕不眠、心悸气短、虚劳咳喘。目前，灵芝是我国育种和栽培最为广泛的食药用菌之一，被写入《中华人民共和国药典》，具有极高的药用及保健价值。对灵芝进行育种，是灵芝品种研究重要的资源，是探讨生长速度、抗病性等重要经济性为育种的基础。
46.为了检验本发明的准确度，本实例使用不同灵芝在菌丝阶段的拮抗反应分析，包括以下步骤：
47.s10，将多种不同的灵芝菌株在培养皿中进行接种，同时在特定位置接种同一种病原菌(嗜菌枝葡霉)，得到不同实验组；
48.s20，将不同实验组放入相同恒温室内培养，保证灵芝与病原菌的菌丝都能正常生长；
49.s30，通过菌丝表型组设备进行图像获取，并通过图像识别与人工智能技术分别提取灵芝与病原菌的菌丝生长分界；
50.s40，计算生长分界线即拮抗线到病原菌菌丝侵染灵芝菌丝边缘的距离，或计算不同灵芝菌丝与病原菌菌丝的生长面积；
51.s50，通过距离或面积区别分析不同灵芝菌株的拮抗能力；距离越短或灵芝菌丝生长面积越大的拮抗能力越强；
52.s60，筛选具有较强抗病性的灵芝新菌株。
53.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。