羅友梅 陳瑞雅 李小勇 張銳杰 李思思 李銳新 賀新生
(西南科技大學生命科學與工程學院,四川 綿陽 621010)
食用菌生產(chǎn)者、研究者普遍使用各種生物顯微鏡對食用菌菌絲體、霉菌、細菌等培養(yǎng)物進行觀察,傳統(tǒng)的方法都需要用載玻片制片觀察,無法原位直接觀察試管、培養(yǎng)皿中的培養(yǎng)物,包括:培養(yǎng)物在培養(yǎng)基中的自然生長狀態(tài),如基內(nèi)菌絲、氣生菌絲、菌絲的自然分枝角度、分生孢子分枝的形態(tài)、分生孢子的著生狀態(tài)、氣生菌絲老化情況、菌絲的鎖狀聯(lián)合、菌核、厚垣孢子等;培養(yǎng)物中的雜菌,如細菌、霉菌黏菌等的污染狀態(tài)。而使用帶攝像頭的生物攝影顯微鏡觀察菌絲形態(tài),可以直接獲得圖像,便于學術(shù)交流和現(xiàn)場教學、網(wǎng)絡直播交流,但其價格昂貴,使用成本高。
隨著智能手機的攝像功能的日益完善,有研究者嘗試直接用手機鏡頭直接對著顯微鏡的目鏡進行拍攝[1,2],也有報道運用手機和三腳組合成拍照裝備在顯微鏡下觀察水霧動態(tài)視頻的方法[3]。已有手機與生物顯微鏡連接裝置的實用新型專利,如黃馨穎等[4]申請的一種顯微鏡用手機定位拍攝輔助裝置。該裝置結(jié)構(gòu)由目鏡固定架和顯微鏡鏡頭構(gòu)成,其顯微鏡目鏡用固定架鎖緊調(diào)平后使用,解決了顯微鏡拍攝設備造價高、定位不準確、易抖動的問題。陳曉曦[5]發(fā)明一種智能手機與顯微鏡頭的可拆式連接座,連接座包括與智能手機背面緊貼的貼合板,以及從貼合板兩端延伸而出并包覆智能手機兩側(cè)邊緣的一對夾合板,兩夾合板分別設置有用于彈性夾緊智能手機正面的彈性卡指。沈明學[6]發(fā)明一種顯微鏡用手機鏡頭連接器,包括很多個調(diào)節(jié)座。鄧超[7]提到制作支架用來固定手機,可以觀察多臺顯微鏡下的標本圖像,提高觀察效率,方便師生交流。
本文結(jié)合多年的實踐經(jīng)驗,介紹一種用便攜式支架固定手機,直接在顯微鏡目鏡上照相,原位觀察試管或培養(yǎng)皿中的食用菌菌絲及霉菌、細菌等的操作方法。
智能手機1 臺,手機支架1 個,普通生物顯微鏡1 臺,物鏡放大倍數(shù)2×、4×、10×、20×、40×、100×。試管斜面培養(yǎng)物,培養(yǎng)皿培養(yǎng)物。
如圖1所示,將已培養(yǎng)好的食用菌試管放置在顯微鏡的載物臺上,試管斜面垂直于載物臺,斜面邊緣與物鏡鏡頭中央對齊,觀察培養(yǎng)基邊緣的氣生菌絲;斜面培養(yǎng)基背面朝上,可以觀察培養(yǎng)基內(nèi)的菌絲。用4×、10×的物鏡直接原位觀察菌絲形態(tài)。在不影響觀察的前提下,可用其他物體將試管固定。
圖1 試管斜面培養(yǎng)物的放置
如圖2所示,培養(yǎng)皿背面朝上,放在載物臺上,用4×、10×的物鏡可以觀察培養(yǎng)基內(nèi)的菌絲體;將培養(yǎng)皿打開,放在載物臺上,用4×、10×、20×、40×、100×的物鏡可以觀察菌絲和細菌的形態(tài)。
圖2 培養(yǎng)皿的放置
把手機固定在支架的卡槽上,有利于在后續(xù)的操作中對設備進行微調(diào),同時防止因手的抖動造成手機聚焦困難。首先將支架放于水平桌面上,將智能手機安裝固定于支架上的裝載手機位置,使兩者形成一個組合體。調(diào)節(jié)手機后置攝像頭與水平面的角度,盡量達到兩者平行。
首先調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換器,將物鏡轉(zhuǎn)換成4×物鏡。然后進行對焦,人眼通過目鏡觀察載物臺上的培養(yǎng)物,用右手順時針、逆時針來回轉(zhuǎn)動粗準焦螺旋,直到視野中出現(xiàn)清晰的圖像,對焦完成。對好焦后即可再次轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換器,調(diào)至10×物鏡,此時不再轉(zhuǎn)動粗準焦螺旋,而是通過調(diào)節(jié)細準焦螺旋來對焦(方法同粗準的調(diào)節(jié)一致),從而將物體放大。若調(diào)節(jié)細準無果,可輕微來回轉(zhuǎn)動粗準來對其進行對焦。之后用相同的步驟將物鏡依次換至40×、100×,以進一步原位觀察菌絲的形態(tài)。由于隨著放大倍數(shù)的增大,視野中的光線會變暗,可通過適當調(diào)大光圈、調(diào)整燈源亮度和聚光器位置等方法加以解決。通過對粗調(diào)旋鈕、細調(diào)旋鈕及光圈、聚光器等的調(diào)整,便可在目鏡內(nèi)看見清晰的菌絲圖像。
將組合體移至顯微鏡的正前方,調(diào)節(jié)手機支架的高度,使手機的高度高出顯微鏡的目鏡1~2 cm即可。打開手機的照相功能。開始調(diào)節(jié)手機攝像頭與水平面的角度使手機攝像頭與目鏡平行,同時調(diào)節(jié)手機攝像頭與目鏡兩者連線的距離,使手機的屏幕中可以看到一個完整且大致清晰的圖像,并盡量調(diào)整到可以看見完整圖形的最大值(大致為4 cm)。
雙手緊貼手機支架的底部,可將其在水平面內(nèi)前后左右移動,直到手機內(nèi)可以大致看見菌絲體的形態(tài)。在確定好組合體和顯微鏡的距離,以及目鏡和攝像頭的距離后,輕點手機屏幕對其對焦,在可以清晰地看見菌絲體結(jié)構(gòu)后,開始照相。也可在調(diào)節(jié)好后,再微調(diào)細準焦螺旋,使手機內(nèi)的圖像更為清晰。
先把培養(yǎng)皿打開,將培養(yǎng)物放在載物臺上,調(diào)節(jié)顯微鏡粗、細調(diào)節(jié)旋鈕,選擇菌落邊緣的單根菌絲放在視野的最邊緣,用透明膠帶固定培養(yǎng)皿在載物臺上的位置。將手機和支架組合體放在目鏡上方合適的位置進行拍照。針對不同生長速度的物種,每間隔1 小時或數(shù)小時定時拍照。最后把采集到的圖片用動畫軟件編輯為連續(xù)的視頻。
把培養(yǎng)皿打開,將培養(yǎng)物直接放在載物臺上。用40×或100×物鏡觀察,選擇單根菌絲進行觀察,如菌絲直徑在5~20 μm 的羊肚菌、雙孢蘑菇、毛霉、根霉等的菌絲,可以用手機拍視頻,觀察菌絲中原生質(zhì)的流動方向和流動速度。
用上述方法觀察拍攝到的各種食用菌菌絲及霉菌、細菌實例見圖3~5。
圖3 在10×物鏡下原位觀察到的毛霉菌絲和被細菌污染的羊肚菌菌絲
圖4 在100×物鏡下原位觀察到的羊肚菌菌絲與桿狀細菌
圖5 在100×物鏡下原位觀察到的羊肚菌菌絲
由于目前大部分智能手機的后置攝像頭有2~3 個或以上,在拍照之前應進行初試,找出成像最清楚的那一個再進入后續(xù)操作。手機的后置攝像頭應與目鏡靠近但不完全與其接觸,要保持一定距離。在點擊手機屏幕以及拍照時應輕點,否則可能會導致支架劇烈晃動而難以聚焦,也可以選擇質(zhì)量大的金屬支架予以避免。
原位觀察試管中的菌絲,最好用一個重物放在載物臺外側(cè),擋住試管,以免試管滾落摔破。最好使用15×150(mm)規(guī)格的試管,其放在十字推進器上可以左右移動,便于用4×、10×物鏡直接觀察。使用18×180(mm)試管,放在十字推進器上無法聚焦,而直接放在載物臺上觀察,又不便于固定和移動,觀察較困難;使用20×200(mm)的試管也很難直接觀察。使用玻璃、聚丙烯材質(zhì)的培養(yǎng)皿直接觀察,效果都很好。
在目鏡中放入目鏡測微尺,對培養(yǎng)皿中的單根菌絲進行定位、定時測量,可以測定菌絲的生長速度。
試管、培養(yǎng)皿中的培養(yǎng)基應使用透明度高的培養(yǎng)基配方,最好使用質(zhì)量較好的瓊脂粉。培養(yǎng)皿中的培養(yǎng)基厚度一般不要超過2 mm。